一種內燃機車自動控制系統及方法技術方案

一種內燃機車自動控制系統及方法，所述系統包括顯控單元、輔助監控單元、車載控制器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和改制型平調設備機車臺。改制型平調設備機車臺通過RS232串口通訊方式與車載控制器進行連接；所述系統采用了車載控制器和改制型平調設備機車臺之間的通訊指令編碼及解析方法。系統具有平面調車設備連接的接口，直接利用平調設備的數字電臺遙控功能和調車指令，同時利用單片機控制技術實現了機車自動控制功能，降低了司機、連接員工作強度，可以實現優化崗位配置，減少工作人員數量，減少工作人員數量，提高勞動效率的目的。

【技術實現步驟摘要】
一種內燃機車自動控制系統及方法
本專利技術涉及內燃機車控制技術，特別涉及一種內燃機車自動控制系統及方法。
技術介紹
隨著冶金行業去產能化進程的推進，鋼鐵企業提高勞動生產效率的要求不斷增大，廠礦的鐵路運輸部門由于過重的依賴傳統作業方式，導致單位勞動生產效率低下，成為改革的重點單位。如何通過提升機車的自動化程度，提升調車組作業效率，在保證安全作業的前提下減少人員，受到越來越多的企業的關注。目前的內燃機車控制系統，包括以下幾種：1、監測型機車控制系統：操作上采用傳統的人工操作，增加一些輔助狀態監測，不包括電子控制系統，純屬是人工操作系統。2、現有遙控型機車控制系統：能實現基本的機車無線遙控功能，但控制距離較近，不足400米，無法滿足長距離調車作業的需要。監測型機車控制系統，需要司機進行駕駛操作，還需要連接員和調車員配合完成調車作業，整體作業效率低，安全性差，雖然自動化程度有所提升，但對于調車作業過程來說，意義不大。而現有遙控型機車控制系統只能近距離遙控機車，在長距離調車作業過程中，凸顯出無線通信能力差的不足。本專利技術目的是設計開發一套既可以滿足機車狀態監測又可以實現長距離無線控制的內燃機車自動化控制系統。實現司機負責監控，調車員負責遙控駕駛的新型高效作業方式。同時，系統加入很多智能控制功能，如機車的恒速控制、定長距離制動停車功能。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種內燃機車自動控制系統及方法，具有與平面調車設備連接的接口，直接利用平調設備的數字電臺遙控功能和調車指令，遙控傳輸距離可達2000米范圍，同時利用單片機控制技術實現了機車自動控制功能，降低了司機、連接員工作強度，可以實現優化崗位配置，減少工作人員數量，提高勞動效率的目的。為了達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案實現：一種內燃機車自動控制系統，包括顯控單元、輔助監控單元、車載控制器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和改制型平調設備機車臺。所述車載控制器為單片機控制裝置，轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、顯控單元均通過電纜與車載控制器相連接，改制型平調設備機車臺通過RS232串口通訊方式與車載控制器進行連接；輔助監控單元通過電纜與顯控單元相連接。所述轉速傳感器包括機車轉速傳感器和柴油機轉速傳感器，所述壓力傳感器包括制動器風缸壓力傳感器和柴油機油壓傳感器，所述溫度傳感器包括發動機冷卻水溫度傳感器和發動機油溫傳感器，所述電壓傳感器和電流傳感器檢測機車發電機的電壓和電流。所述車載控制器為單片機控制裝置，包括CPU單元、IO接口單元、電源轉換單元和通訊接口單元，所述通訊接口單元包括串口通訊接口和CAN總線通訊接口。所述車載控制器接收轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器信號，接收改制型平調設備機車臺指令，通過控制內燃機車柴油機及機車電力傳動系統或液力傳動系統，控制內燃機車的啟停、加載/卸載、加減速、換向和制動，并在故障時發出報警信號。所述改制型平調設備機車臺為在原內燃機車用的平調主機內部電路板上增加RS232串口通訊硬件，并設置相應的通訊協議。所述顯控單元優選工業一體機裝置。所述輔助監控單元為設置在內燃機車前部和左右兩側的多個攝像頭。一種內燃機車自動控制系統方法，為所述車載控制器與改制型平調設備機車臺的通訊方法，車載控制器和改制型平調設備機車臺之間采用RS232通訊進行數據傳輸，傳輸方式為主從應答，即改制型平調設備機車臺首先發送通訊幀，車載控制器接收無誤后，發送應答幀。為了保證傳輸數據的正確，數據包采用CRC校驗。通訊協議校驗模塊完成接收數據存儲、接收數據CRC校驗、接收數據處理和應答幀的發送。車載控制器和改制型平調設備機車臺之間的通訊指令編碼及解析方法為：車載控制器通過數據通訊方式接收改制型平調設備機車臺發送的諸如停車、推進、牽引等指令，其中，14個調車員指令，2個連接員指令和1個無碼指令共17個指令，這些指令均以16進制代碼表示。遙控主機必須對這些指令進行解析，才能執行相應的操作；對調車員的14個指令解析如下：1)停車代碼：0x81指令含義：停車執行操作：卸載，柴油機降至怠速，方向回零，制動；2)推進代碼：0x82指令含義：推進執行操作：制動緩解，方向前進，加載；3)牽引代碼：0x83指令含義：牽引執行操作：制動緩解，方向后退，加載；4)連掛代碼：0x84指令含義：連掛執行操作：制動緩解，方向前進，加載，0～3Km/h運行；5)溜放代碼：0x85指令含義：溜放執行操作：不操作；6)減速代碼：0x86指令含義：減速執行操作：降低一檔機車速度設定值；7)五車代碼：0x88指令含義：五車執行操作：在推進55米后，將速度降至0～3Km/h并繼續低速推進；8)三車代碼：0x89指令含義：三車執行操作：在推進33米后，將速度降至0～3Km/h并繼續低速推進；9)一車代碼：0x8A指令含義：一車執行操作：在推進11米后，將速度降至0～3Km/h并繼續低速推進；10)放權代碼：0x8B指令含義：放權執行操作：不操作11)收權代碼：0x8C指令含義：收權執行操作：不操作；12)加速代碼：0x90指令含義：加速執行操作：升高一檔機車速度設定值；13)試拉代碼：0x91指令含義：五車執行操作：制動緩解，方向后退，加載，0～3Km/h運行；14)鳴笛代碼：0x8F指令含義：鳴笛執行操作：鳴笛。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術通過與平調設備建立通信接口的方式，將平調指令直接轉化為機車的控制動作，直接利用平調設備的數字電臺遙控功能和調車指令完成機車自動控制功能，遙控傳輸距離可達2000米范圍，不再需要人工干預，使機車操作更加簡單方便，實現優化崗位配置，減少工作人員數量，提高勞動效率。2、本專利技術主要應用于鐵路運輸領域，涉及單片機自動控制、LCD顯示、視頻監控、無線通信設備接口開發等相關技術，主要針對鐵路調車作業過程中，內燃機車自動化程度低，只能進行人工駕駛問題，設計開發一套內燃機車自動控制系統。改變了由調車員利用無線平調設備指揮司機，司機看調車信號進行駕駛的傳統作業方式。同時系統將機車各項狀態數據如：當前車速、管路壓力等進行采集和存儲，有效提升機車自動化水平。附圖說明圖1是本專利技術的內燃機車自動控制系統結構示意圖；圖2是本專利技術的車載控制器電路結構原理圖；圖3是本專利技術的通訊結構原理圖；圖4是本專利技術的車載控制器控制結構原理圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術提供的具體實施方式進行詳細說明。如圖1所示，一種內燃機車自動控制系統，包括顯控單元、輔助監控單元、車載控制器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和改制型平調設備機車臺。所述車載控制器為單片機控制裝置，轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、顯控單元均通過電纜與車載控制器相連接，改制型平調設備機車臺通過RS232串口通訊方式與車載控制器進行連接；輔助監控單元通過電纜與顯控單元相連接。所述轉速傳感器包括機車轉速傳感器和柴油機轉速傳感器，所述壓力傳感器包括制動器風缸壓力傳感器和柴油機油壓傳感器，所述溫度傳感器包括發動機冷卻水溫度傳感器和發動機油溫傳感器，所述電壓傳感器和電流傳感器檢測機車發電機的電壓和電流。如圖2所示，車載控制器為單片機控制裝置，包括CPU單元、IO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，包括顯控單元、輔助監控單元、車載控制器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、改制型平調設備機車臺；所述車載控制器為單片機控制裝置，轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、顯控單元均通過電纜與車載控制器相連接，改制型平調設備機車臺通過RS232串口通訊方式與車載控制器進行連接；輔助監控單元通過電纜與顯控單元相連接；所述轉速傳感器包括機車轉速傳感器和柴油機轉速傳感器，所述壓力傳感器包括制動器風缸壓力傳感器和柴油機油壓傳感器，所述溫度傳感器包括發動機冷卻水溫度傳感器和發動機油溫傳感器，所述電壓傳感器和電流傳感器檢測機車發電機的電壓和電流。

【技術特征摘要】
1.一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，包括顯控單元、輔助監控單元、車載控制器、轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、改制型平調設備機車臺；所述車載控制器為單片機控制裝置，轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、顯控單元均通過電纜與車載控制器相連接，改制型平調設備機車臺通過RS232串口通訊方式與車載控制器進行連接；輔助監控單元通過電纜與顯控單元相連接；所述轉速傳感器包括機車轉速傳感器和柴油機轉速傳感器，所述壓力傳感器包括制動器風缸壓力傳感器和柴油機油壓傳感器，所述溫度傳感器包括發動機冷卻水溫度傳感器和發動機油溫傳感器，所述電壓傳感器和電流傳感器檢測機車發電機的電壓和電流。2.根據權利要求1所述的一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，所述車載控制器為單片機控制裝置，包括CPU單元、IO接口單元、電源轉換單元和通訊接口單元，所述通訊接口單元包括串口通訊接口和CAN總線通訊接口。3.根據權利要求1所述的一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，所述車載控制器接收轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器信號，接收改制型平調設備機車臺指令，通過控制內燃機車柴油機及機車電力傳動系統或液力傳動系統，控制內燃機車的啟停、加減速、換向和制動，并在故障時發出報警信號。4.根據權利要求1所述的一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，所述改制型平調設備機車臺為在原內燃機車用的平調主機內部電路板上增加RS232串口通訊硬件，并設置相應的通訊協議。5.根據權利要求1所述的一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，所述顯控單元優選工業一體機裝置。6.根據權利要求1所述的一種內燃機車自動控制系統，其特征在于，所述輔助監控單元為設置在內燃機車前部和左右兩側的多個攝像頭。7.一種內燃機車自動控制系統方法，為所述車載控制器與改制型平調設備機車臺的通訊方法，車載控制器和改制型平調設備機車臺之間采用RS232通訊進行數據傳輸，傳輸方式為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬健飛，田子沐，
申請(專利權)人：遼寧漢普科技有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧,21