格雷母线技术详解 - 图文(2)

2019-09-01 21:54

如果格雷母线地址线为10对(G0-G9),当W=200毫米时,则格雷母线长度为:

L=210*100(毫米)=102.4米。

地址线G0步长200毫米,在100毫米开始交叉;G1步长400毫米,在200毫米开始交叉;G2步长800毫米,在400毫米开始交叉,…;G8步长51.2米,在25.6米交叉一次,;G9步长102.4米,在51.2米交叉一次。

2.2、精密地址

在绝对地址的基础上,对大地址进行细分获得高精密地址。

精密地址检测方法是在格雷母线中增加一对地址线L0,L0交叉间隔跟G0一样,只是错开半个步长,如图5所示:

图5 精密地址检测方法

与绝对地址一样,精密地址也分为车上检测方式和地上检测方式。两种工作方式原理相同,这里以地上检测方式为例。

?????如图5所示,G0,L0两对线的交叉间距一致,均为200毫米,且错开100毫米,其中R线为标准信号线,不交叉。

当移动站的天线箱线圈中通入交变电流时,地址线G0、L0产生的感应电动势如下:泙

????????? ?V0=-N*dΦ0/dt ....................(1)

-6-

????????? ?V1=-N*dΦ1/dt ....................(2) ????????? ???Φ=S*B ..... ... ..........(3) ?????????V0、V1──电缆芯线G0、L0上感应电动势信号幅度;

????????dΦ0、dΦ1──通过电缆芯线G0、L0的磁通变化量; ?????????N──格雷母线芯线圈数,在这里N=1; ?????????B──磁场强度;

S──磁场作用在电缆芯线G0、L0上的有效面积 ;

????设S0是磁场作用在芯线G0上的有效面积,S1是磁场作用在芯线L0上的有效面积,H为电缆的宽度,W为格雷母线芯线的最小步长。当移动站上的天线箱按图5中方式移动时(移动距离为X,X<100毫米)。

????????? 则: V0=-dΦ0/dt=-BdS0/dt=-Bd(HW-2HX)/dt ....(4)

V1=-dΦ1/dt=-BdS1/dt=-Bd(2HX)/dt ....(5)

???? 在同一时间间隔内,由(4)/(5)得:

????????? ???? ?V0/V1=W/2X -1 ....(6)

?????格雷母线安装好后,当天线箱信号源不变时,由式 (6)可知, 当X<100毫米范围内, V0/V1与X成线性关系。由于G0、L0的交叉间距相同且错开100毫米,故在100毫米间距的每个位置总有一个V0/V1比值对应,且这个比值不受环境噪音和接收信号电平波动的影响。

理论上如果将V0/V1比值无限细分,可以获得非常高的检测精度,但是由于工艺条件的限制,地址细分数不可能很大,根据工程经验,细分数取20较好。例如,如果格雷母线得到的大地址精度为100毫米, 细分数为20,则精密地址精度=100/20=5毫米.

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二、格雷母线通信定位装置特点

(1)非接触工作方式:非接触工作方式,无滑脱和磨损等故障;

(2)绝对位置检测:能够连续地、高精度地检测绝对地址,位置检测精度达5毫米,可以实现移动机车自动行走和全自动操作;

(3)通信适用范围广:通过电磁耦合来进行通信,不受环境条件限制,接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送 ,格雷母线能实现通信;

(4)不受无管会管制;数据通信的载频为低频,所产生的电磁场只限于几米范围,不需要向无管会申请即可使用;

(5)兼容性好:位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆,施工方便、安装维护简单,占空间小,不影响现场外观,不改变现场设备;

(6)抗干扰能力强:使用交叉扭绞结构及相位检测技术,天线箱与格雷母线两者间隙从30毫米到300毫米均可正常工作,不受环境噪音和接收信号电平波动的影响,能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作;

(7)适用于恶劣的工业环境:耐酸、碱腐蚀,防护等级IP67,使用寿命长。 三、格雷母线位移传感器

1、格雷母线位移传感器部件图

? 格雷母线电缆:格雷母线电缆由芯线、模芯和护套构成。护套使用氯丁橡胶材料,格雷母线电缆长度由25.6米、51.2米、102.4米、204.8米多种规格,多根

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格雷母线电缆可通过段间箱连接拼接以满足工程需要。

? 地址编码发射器:产生地址载波信号。内含发振器、功率放大器、阻抗匹配器等,以同频率分时方式分别将地址信号送给格雷母线基准线和地址线。

? 地址编码接收器:完成机车位置检测和数据通信。内含地址检测单元、通信控制单元等,通过可编程逻辑电路全硬件方式实现地址解析,速度快,可靠性高。

? 天线箱:与格雷母线单匝线圈形成互感,完成地址检测和感应通信。格雷母线位移传感器有两类天线箱,天线箱1用于地址检测,天线箱2用于感应通信。

? 感应通信单元:内含发信机、收信器等,实现地面站和移动站之间的双向数据传递。信息使用频率键控(FSK)方式调制,使用相干解调,标准通信速率4800bps或9600bps,通信误码率:10-7。

? 安装辅件:用于现场固定格雷母线电缆

2、格

雷母线技术的应用

2.1、地上检测方式

格雷母线地上检测方式典型设备配置如图6所示。

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图6 地上检测设备配置图。

格雷母线地上检测方式设备清单如下: 序号 设备名称 设备型号 安装位置 说明 1 地址编码接收器 AFC-DAS01 固定站 解析地址信号、通信控制 2 格雷母线 AWC-EC100 固定站 接收地址编码的电磁感应信号,长度可变,单根长度可变,多根可用段间箱拼接 3 始端箱 AWC-BS01 固定站 格雷母线起始端接线箱 4 终端箱 AWC-BZ01 固定站 格雷母线结束端接线箱 AFC-BD01 5 段间箱 固定站 拼接多根格雷母线,单根时不用 6 格雷母线支架 AFC-ZJ01 固定站 固定格雷母线,每2米一个 7 地址编码发射器 AFC-DAF01 移动站 合成并放大地址编码信号 8 天线箱 AFC-DTR01 移动站 生成并发射地址编码的电磁感应信号 地上检测方式的特点:

① 移动站天线箱1为地址信号“发射天线”,固定站格雷母线芯线为地址信号“接收天线”;

② 地址编码接收器在地面站,由地面站检测移动站的地址。

2.2、车上检测方式

格雷母线车上检测方式典型设备配置如图7所示。

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