[发明专利]一种内燃机车自动控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机车控制技术，特别涉及一种内燃机车自动控制系统及方法。

背景技术

随着冶金行业去产能化进程的推进，钢铁企业提高劳动生产效率的要求不断增大，厂矿的铁路运输部门由于过重的依赖传统作业方式，导致单位劳动生产效率低下，成为改革的重点单位。如何通过提升机车的自动化程度，提升调车组作业效率，在保证安全作业的前提下减少人员，受到越来越多的企业的关注。

目前的内燃机车控制系统，包括以下几种：

1、监测型机车控制系统：操作上采用传统的人工操作，增加一些辅助状态监测，不包括电子控制系统，纯属是人工操作系统。

2、现有遥控型机车控制系统：能实现基本的机车无线遥控功能，但控制距离较近，不足400米，无法满足长距离调车作业的需要。

监测型机车控制系统，需要司机进行驾驶操作，还需要连接员和调车员配合完成调车作业，整体作业效率低，安全性差，虽然自动化程度有所提升，但对于调车作业过程来说，意义不大。而现有遥控型机车控制系统只能近距离遥控机车，在长距离调车作业过程中，凸显出无线通信能力差的不足。

本发明目的是设计开发一套既可以满足机车状态监测又可以实现长距离无线控制的内燃机车自动化控制系统。实现司机负责监控，调车员负责遥控驾驶的新型高效作业方式。同时，系统加入很多智能控制功能，如机车的恒速控制、定长距离制动停车功能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种内燃机车自动控制系统及方法，具有与平面调车设备连接的接口，直接利用平调设备的数字电台遥控功能和调车指令，遥控传输距离可达2000米范围，同时利用单片机控制技术实现了机车自动控制功能，降低了司机、连接员工作强度，可以实现优化岗位配置，减少工作人员数量，提高劳动效率的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种内燃机车自动控制系统，包括显控单元、辅助监控单元、车载控制器、转速传感器、压力传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器和改制型平调设备机车台。

所述车载控制器为单片机控制装置，转速传感器、压力传感器、温度传感器、显控单元均通过电缆与车载控制器相连接，改制型平调设备机车台通过RS232串口通讯方式与车载控制器进行连接；辅助监控单元通过电缆与显控单元相连接。

所述转速传感器包括机车转速传感器和柴油机转速传感器，所述压力传感器包括制动器风缸压力传感器和柴油机油压传感器，所述温度传感器包括发动机冷却水温度传感器和发动机油温传感器，所述电压传感器和电流传感器检测机车发电机的电压和电流。

所述车载控制器为单片机控制装置，包括CPU单元、IO接口单元、电源转换单元和通讯接口单元，所述通讯接口单元包括串口通讯接口和CAN总线通讯接口。

所述车载控制器接收转速传感器、压力传感器、温度传感器信号，接收改制型平调设备机车台指令，通过控制内燃机车柴油机及机车电力传动系统或液力传动系统，控制内燃机车的启停、加载/卸载、加减速、换向和制动，并在故障时发出报警信号。

所述改制型平调设备机车台为在原内燃机车用的平调主机内部电路板上增加RS232串口通讯硬件，并设置相应的通讯协议。

所述显控单元优选工业一体机装置。

所述辅助监控单元为设置在内燃机车前部和左右两侧的多个摄像头。

一种内燃机车自动控制系统方法，为所述车载控制器与改制型平调设备机车台的通讯方法，车载控制器和改制型平调设备机车台之间采用RS232通讯进行数据传输，传输方式为主从应答，即改制型平调设备机车台首先发送通讯帧，车载控制器接收无误后，发送应答帧。为了保证传输数据的正确，数据包采用CRC校验。通讯协议校验模块完成接收数据存储、接收数据CRC校验、接收数据处理和应答帧的发送。

车载控制器和改制型平调设备机车台之间的通讯指令编码及解析方法为：

车载控制器通过数据通讯方式接收改制型平调设备机车台发送的诸如停车、推进、牵引等指令，其中，14个调车员指令，2个连接员指令和1个无码指令共17个指令，这些指令均以16进制代码表示。遥控主机必须对这些指令进行解析，才能执行相应的操作；对调车员的14个指令解析如下：

1)停车

代码：0x81

指令含义：停车

执行操作：卸载，柴油机降至怠速，方向回零，制动；

2)推进

代码：0x82

指令含义：推进

执行操作：制动缓解，方向前进，加载；

3)牵引