厂区内燃机车自动控制系统及方法与流程

技术特征：
1.一种厂区内燃机车自动控制系统，其特征在于，包括：机车控制机柜，在机车控制机柜中内置机车控制器、显示设备、交换机、接入模块、电源模块、急停按钮及相关继电器；自动控制系统通过无线网络从交换机接收上位作业指令给机车控制器，由机车控制器中专家系统对机车作业指令进行解析并实现机车控制；接入模块通过网络与机车控制器直接连接；显示设备通过交换机与机车控制器连接；电源模块与机车控制机柜内所有设备连接并进行供电；急停按钮采用硬线直接与机车控制器相连；继电器作用于机车控制器与机车执行机构之间。2.根据权利要求1所述的厂区内燃机车自动控制系统，其特征在于，接入模块对机车上各执行机构和设备的状态与故障信号进行采集并传输机车控制器下发的控制指令；显示设备通过可视化人机界面显示机车状态与故障报警。3.根据权利要求1所述的厂区内燃机车自动控制系统，其特征在于，急停按钮用于紧急情况下对机车的应急处理，当急停按钮被作用时触发机车的紧急停车，同时切除机车控制器和显示设备的控制权限；继电器用于信号安全隔离，防护机车控制器受到外界电路的伤害。4.一种厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的厂区内燃机车自动控制系统，包括：步骤1：将内燃机车在多级负载下的行车速度和距离状态曲线进行拟合，通过对速度与距离历史值的统计分析，建立距离-速度模型，提取机车在不同负载下的多级档位速度控制值，从而完成机车自动控制系统对机车速度规划与车速控制；步骤2：通过积分的方式处理内燃机车速度信号，通过差商的方式处理内燃机车距离信号，由计算结果判断内燃机车速度、距离信号的异常情况并对内燃机车各控制阀进行控制；步骤3：根据对内燃机车各控制阀的作用效果分析和操控内燃机车的经验动作构建专家系统，使用专家系统判断并下发机车控制阀动作，实现内燃机车的自动控制。5.根据权利要求4所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，每次轮询将上一周期读取的机车速度与程序轮询周期时间相乘，按照机车运行方向计算出预期距离值，与距离信号值相差超过30％时开始累计时间，累计时间超过2秒时开始执行刹车。6.根据权利要求4所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，每次轮询将机车相邻周期距离信号差值除周期时间，计算机车预期速度，当机车速度信号发生跳变超出预期值两倍时，依据预期速度进行控制执行刹车或惰行。7.根据权利要求4所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，在调用专家系统时设置两个维度的放大因子，增大或减小速度信号的放大因子对应增大或减小刹车控制下发对应的机车速度信号值；增大或减小距离信号的放大因子对应增大或减小刹车控制下发对应的机车距离信号值。8.根据权利要求7所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，当机车在固定工位点累计超过三次发生超调，通过专家系统将速度信号放大因子减小一个步长，提前刹车控制；
当机车控制反复交替惰行和刹车档位，则增大速度信号放大因子，减小距离信号放大因子一个步长；当机车控制反复交替牵引和惰行档位，则减小速度放大因子，增大距离放大因子一个步长。9.根据权利要求4所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，采用机车速度信号进行积分处理来判断机车位置信号的准确性，消除定位系统带来的位置信息误差；采用机车距离信号进行差分处理来判断机车速度信号是否发生震荡，消除机车在加速与减速时的惯性影响。10.根据权利要求4所述的厂区内燃机车自动控制方法，其特征在于，修正专家系统的设置参数放大因子和权重因子，实现系统的自适应优化功能，包括：在机车使用专家系统进行作业的过程中，机车多次不能达到预期设计档位，需要反馈调节档位实现目标控制时，依据机车动作过程速度、距离信息分析机车设计档位的加速度和减速度经验范围值，通过修改输入信号模糊化使用的放大因子和权重因子，对校准模型进行控制。

技术总结
本发明提供了一种厂区内燃机车自动控制系统及方法，包括：机车控制机柜，在机车控制机柜中内置机车控制器、显示设备、交换机、接入模块、电源模块、急停按钮及相关继电器；自动控制系统通过无线网络从交换机接收上位作业指令给机车控制器，由机车控制器中专家系统对作业指令进行解析实现机车控制；接入模块通过网络与机车控制器直接连接；显示设备通过交换机与机车控制器连接；电源模块与机车控制机柜内所有设备连接并进行供电；急停按钮采用硬线直接与机车控制器相连；继电器作用于机车控制器与机车执行机构之间。本发明利用车载及地面PLC控制器实现了机车的自动控制，减少了运输作业的人力成本，降低了作业的安全风险，同时提高了作业效率。了作业效率。了作业效率。


技术研发人员：陈胜 邱海 刘一江 吴娟
受保护的技术使用者：上海宝信软件股份有限公司
技术研发日：2020.08.19
技术公布日：2022/2/23