本发明涉及一种自动切换装置，具体涉及一种双格雷母线地址编码自动切换装置，属于检测控制技术领域。
背景技术：
焦化企业大量采用移动车辆编码定位进行自动化的生产作业，焦炉四大车(推焦车、拦焦车、加煤车以及电机车)车辆一般采用地址编码板定位、旋转编码定位、红外线定位以及感应格雷母线定位技术。随着焦炉安全生产要求的不断提高及机车自动化控制的需求提升，应着手解决焦化企业在恶劣的工况环境下提高机车地址检测的稳定性、抗干扰能力以及检测设备的绝对连续地址。但是现有设备定位技术都存在自身的局限性：旋转编码器技术在车辆打滑、雨天等情况下检测地址存在偏差并且其地址需要多次校准；编码板技术采用在移动车辆的运行方向布置一排地址编码板，由阅读头在经过编码板的过程中读取间隔的离散数据，因此阅读头和编码板的相对距离范围有严格的要求(一般要求距离保持在20mm-30mm之间)，但在设备运行过程中，常出现因编码板位置变化过大(超出20mm-30mm范围)导致阅读头读取失败的情况，进而导致车辆自动走行定点对位失败；红外线定位定位技术采用移动、固定标尺均使用直流电源才能工作，在恶劣的焦炉环境下可靠性低；单根格雷母线应用时没有备用系统，在全自动运行发生故障时，故障排除时间较长影响自动化运行效率。针对目前存在的技术问题，需要新的方案来解决上述问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种双格雷母线地址编码自动切换装置，该技术方案可以使用两组格雷母线来组成双定位感应连续检测装置，以适应于焦炉机车自动走行的目的，并且该装置能自动记录异常编码的地址信息做出判断，当格雷母线故障时能自动切换到另一条格雷母线，并对当前故障电缆进行报警提示，确保车辆自动走行以及全自动化的连续性，从而最终实现移动车辆安全、可靠的自动走行。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种双格雷母线地址编码自动切换装置，其特征在于，所述装置包括1#格雷母线、2#格雷母线、天线箱上部线圈、天线箱下部线圈、1#终端电阻、2#终端电阻、通信连接线、解码器、解码通信plc、车载plc、车载交换机、车载无线通信电台从站、车载无线天线、无线通信地面主站、无线通信地面天线、地面交换机、地面通信plc、格雷母线切换电路、1#格雷母线信号发生器以及2#格雷母线信号发生器；其中1#格雷母线、2#格雷母线组成双地址解码系统，天线箱线圈接受1#格雷母线信号，天线箱线圈则接受2#格雷母线信号，1#格雷母线由2#格雷母线信号发生器和1#终端电阻组成信号发送回路，2#格雷母线由信号发生器和终端电阻组成信号发送回路，逻辑切换电路(格雷母线投入时的切换)由地面通信plc、格雷母线切换电路组成，当地面通信plc判断出信号故障时由格雷母线切换电路来控制格雷母线间的切换，以稳定编码地址信号；当天线箱上部线圈、天线箱下部线圈(使用格雷母线时由线圈接收，使用格雷母线时由线圈接收)接收到格雷母线信号时，由通信连接线传输到地址解码器上部进行解码，解码完成把解码出的绝对地址发送到解码通信plc上，解码通信plc通过车载交换机和车载plc进行数据传送，车载plc进行数据转换，把地址解码的绝对值数据转换成焦炉炉号进行全自动运行控制，并且车载plc通过车载无线通信电台从站和无线天线把地址解码数据传送至无线通信地面天线以及无线地面基站，地址解码信号和转化的数据炉号再由光纤连接到地面交换机上进而完成和地面通信plc之间的通信。该方案中，双格雷母线组成的双地址编码系统可以做到互为备用，当一组设备出现问题时，另一组设备能够及时投入，来确保全自动生产的顺利运行，但是投入一组格雷母线电缆需要配套的接收天线箱、解码器以及信号发生器等附属设备还要同时投入，增加设备费用，与企业降本增效的宗旨相违背；因此从成本考虑双地址格雷母线采用上下布局方式，并采用一种车检双线圈天线箱。双线圈由上下两个线圈(若干匝)组成，此种组合方式能够方便的运用到双格雷母线。上下两个线圈分别对应一组格雷母线，正常时使用一组(例如上母线)母线工作，另一组格雷母线待用。此时上部天线线圈感应出电动势和下部线圈电动势不相等，信号正常输出。同理当上部母线故障时，切除上部母线信号并同时投入下部母线，此时下部线圈感应电动势并输出信号，来完成正常格雷母线和故障格雷母线的切换。并且采用此种天线还能消除环境杂散波。假设某一时刻，环境电磁波在上面线圈感应出的电动势为左 右-，那么同时下面线圈感应的电动势为左-右 ，对于总输出，上下两个线圈感应出的电动势正好抵消，从而到达抗干扰的目的。
作为本发明的一种改进，格雷母线切换电路正常时使用1#格雷母线进行地址解码系统的投入时，地面plc输出q10.0控制接触器km1，km1吸合后1#信号发生器工作，为1#格雷母线提供功率信号，并且通过双线圈的天线箱线圈组成地址地址编码系统；当格雷母线发生故障时通过plc逻辑判断，断开q10.0，输出q10.1控制km2，km2吸合后控制2#格雷母线信号发生器工作，为2#格雷母线提供功率信号，并通过双线圈的天线接收箱线圈组成地址地址编码系统；同样当正常使用2#格雷母线时，如果发生其发生故障，由plc进行逻辑判断，通过切换回路切换到格雷母线，以稳定设备正常的功能；plc判断格雷母线故障时由q10.3s输出报警信号，通知检修人员及时排除故障。
一种双格雷母线地址编码自动切换装置的控制方法，所述方法如下：当1#格雷母线或2#格雷母线工作时，由解码系统通信plc发送“心跳”程序到车载plc,由车载plc判断解码系统plc通信是或正常；若正常由车载plc判断车辆模式是或为自动模式，若不正常则输出通信系统异常并传送至地面plc处，车辆处于自动模式下，车载plc接受格雷母线数据并进行判断，如果其数值在车辆运行范围内(1#格雷母线地址值范围20.230mm﹤l﹤425.368mm,2#格雷母线地址值20.236mm﹤l﹤425.360mm),则继续执行数据采集程序，如果数据超出车辆运行数据此范围(1#格雷母线地址值在l﹤20.230mm或l>425.368mm并持续2秒,2#格雷母线地址值在l﹤20.236mm或l>425.360mm并持续2秒),则由地面plc判断数据异常，进行格雷电缆切换。同时判断出在使用的数据异常的电缆并进行此条格雷母线异常的输出，并发出报警信息统计检修人员及时进行检修。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案采用双格雷母线的方法针对移动车辆在格雷母线地址解码对位发生异常时(数据跳变到0以及超出格雷母线正常值)能够自动判断出设备异常并切换到正常工作的母线，同时向检修人员进行反馈和报警，便于检修人员及时发现异常并进行检修，为设备更换维护提供充裕的时间，避免移动车辆由于地址格雷母线故障出现的停炉情况的发生。
附图说明
图1、格雷母线接收天线箱原理图；
图2、双地址格雷母线结构组成图；
图3、格雷母线故障切换电路图；
图4、格雷母线逻辑判断切换流程图；
其中：1-1#格雷母线；2-2#格雷母线；3-天线箱上部线圈；4-天线箱下部线圈；5-1#终端电阻；6-2#终端电阻；7-通信连接线；8-解码器；10-解码通信plc；11-车载plc；12-车载交换机；13-车载无线通信电台从站；14-车载无线天线；15-无线通信地面主站；16-无线通信地面天线；17-地面交换机；18-地面通信plc；19-格雷母线切换电路；20-1#格雷母线信号发生器；21-2#格雷母线信号发生器。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种双格雷母线地址编码自动切换装置，所述装置包括1#格雷母线1、2#格雷母线2、天线箱上部线圈3、天线箱下部线圈4、1#终端电阻5、2#终端电阻6、通信连接线7、解码器8、解码通信plc10、车载plc11、车载交换机12、车载无线通信电台从站13、车载无线天线14、无线通信地面主站15、无线通信地面天线16、地面交换机17、地面通信plc18、格雷母线切换电路19、1#格雷母线信号发生器20以及2#格雷母线信号发生器21；其中1#格雷母线1、2#格雷母线2组成双地址解码系统，天线箱线圈3接受1#格雷母线1信号，天线箱线圈4接受2#格雷母线2信号，1#格雷母线1由2#格雷母线信号发生器21和1#终端电阻5组成信号发送回路，2#格雷母线2由信号发生器20和终端电阻6组成信号发送回路，逻辑切换电路(格雷母线投入时的切换)由地面通信plc18、格雷母线切换电路19组成，当地面通信plc18判断出信号故障时由格雷母线切换电路19来控制格雷母线间的切换，以稳定编码地址信号；当天线箱上部线圈3、天线箱下部线圈4(使用格雷母线1时由线圈3接收，使用格雷母线4时由线圈4接收)接收到格雷母线信号时，由通信连接线7传输到地址解码器8上部进行解码，解码完成把解码出的绝对地址发送到解码通信plc10上，解码通信plc10通过车载交换机12和车载plc11进行数据传送，车载plc11进行数据转换，把地址解码的绝对值数据转换成焦炉炉号进行全自动运行控制，并且车载plc11通过车载无线通信电台从站13和无线天线14把地址解码数据传送至无线通信地面天线16以及无线地面基站15，地址解码信号和转化的数据炉号再由光纤连接到地面交换机17上进而完成和地面通信plc18之间的通信。该方案中，双格雷母线组成的双地址编码系统可以做到互为备用，当一组设备出现问题时，另一组设备能够及时投入，来确保全自动生产的顺利运行，但是投入一组格雷母线电缆需要配套的接收天线箱、解码器以及信号发生器等附属设备还要同时投入，增加设备费用，与企业降本增效的宗旨相违背；因此从成本考虑双地址格雷母线采用上下布局方式，并采用一种车检双线圈天线箱。双线圈由上下两个线圈(若干匝)组成，此种组合方式能够方便的运用到双格雷母线。上下两个线圈分别对应一组格雷母线，正常时使用一组(例如上母线)母线工作，另一组格雷母线待用。此时上部天线线圈感应出电动势和下部线圈电动势不相等，信号正常输出。同理当上部母线故障时，切除上部母线信号并同时投入下部母线，此时下部线圈感应电动势并输出信号，来完成正常格雷母线和故障格雷母线的切换。并且采用此种天线还能消除环境杂散波。假设某一时刻，环境电磁波在上面线圈感应出的电动势为左 右-，那么同时下面线圈感应的电动势为左-右 ，对于总输出，上下两个线圈感应出的电动势正好抵消，从而到达抗干扰的目的，格雷母线切换电路19地面逻辑判断电路19见下图3所示，正常时使用1#格雷母线1进行地址解码系统的投入时，地面plc输出q10.0控制接触器km1，km1吸合后1#信号发生器工作，为1#格雷母线1提供功率信号，并且通过双线圈的天线箱线圈(3)组成地址地址编码系统；当格雷母线发生故障时通过plc逻辑判断，断开q10.0，输出q10.1控制km2，km2吸合后控制2#格雷母线信号发生器工作，为2#格雷母线2提供功率信号，并通过双线圈的天线接收箱线圈4组成地址地址编码系统；同样当正常使用2#格雷母线2时，如果发生其发生故障，由plc进行逻辑判断，通过切换回路切换到格雷母线1，以稳定设备正常的功能；plc判断格雷母线故障时由q10.3s输出报警信号，通知检修人员及时排除故障。
一种双格雷母线地址编码自动切换装置的控制方法，格雷电缆逻辑判断流程图见下图4所示，当1#格雷母线或2#格雷母线工作时，由解码系统通信plc发送“心跳”程序到车载plc,由车载plc判断解码系统plc通信是或正常；若正常由车载plc判断车辆模式是或为自动模式，若不正常则输出通信系统异常并传送至地面plc处，车辆处于自动模式下，车载plc接受格雷母线数据并进行判断，如果其数值在车辆运行范围内(1#格雷母线地址值范围20.230mm﹤l﹤425.368mm,2#格雷母线地址值20.236mm﹤l﹤425.360mm),则继续执行数据采集程序，如果数据超出车辆运行数据此范围(1#格雷母线地址值在l﹤20.230mm或l>425.368mm并持续2秒,2#格雷母线地址值在l﹤20.236mm或l>425.360mm并持续2秒),则由地面plc判断数据异常，进行格雷电缆切换。同时判断出在使用的数据异常的电缆并进行此条格雷母线异常的输出，并发出报警信息统计检修人员及时进行检修。
工作过程：参照附图1-图4，以焦炉移动车辆电机车为例，该车辆原格雷母线系统结构中接受天线箱安装仅有的一条格雷母线前部，其随后的系统组成是车载解码装置、车载plc系统、无线通信系统以及地面plc系统。当格雷母线出现故障时整个系统就会随之瘫痪。通过本实例中，参照图1和图2，新增格雷母线2#，通过天线箱的双接收线圈3和4能够方便的转换格雷母线的投入和切除，并且节省一组与格雷母线配套的附属设备，在实现功能的同时降低企业成本投入。
参照图3和图4，结合双格雷母线以及双线圈的天线箱组成的地址编码双系统，通过plc的逻辑判断，车辆全自动正常运行时只会在焦炉的生产炉区进行走行动作，焦炉的正常工作炉区范围在编码值的反馈为21.230mm-425.368mm，1#2#格雷母线间的数据会有部分偏差，但车辆plc采集的数据一定在这区间。如果数据采集在其范围外部，则一定是出现设备问题，具体见图4的逻辑判断，当判断出一组格雷母线出现故障，由地面plc判断输出格雷母线间的切换，切换回路见图3所示，1#2#格雷母线切换回路采用互锁控制，保证同一时刻仅有一组母线工作。格雷母线切换后系统对故障母线进行判断输出报警，提示相关检修人员进行处理，以保证双母线系统均能正常使用，以稳定全自动运行的效率。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
1.一种双格雷母线地址编码自动切换装置，其特征在于，所述装置包括1#格雷母线(1)
2#格雷母线(2)、天线箱上部线圈(3)、天线箱下部线圈(4)、1#终端电阻(5)、2#终端电阻(6)、通信连接线(7)、解码器(8)、解码通信plc(10)、车载plc(11)、车载交换机(12)、车载无线通信电台从站(13)、车载无线天线(14)、无线通信地面主站(15)、无线通信地面天线(16)、地面交换机(17)、地面通信plc(18)、格雷母线切换电路(19)、1#格雷母线信号发生器(20)以及2#格雷母线信号发生器(21)；
其中1#格雷母线(1)、2#格雷母线(2)组成双地址解码系统，天线箱线圈(3)接受1#格雷母线(1)信号，天线箱线圈(4)则接受2#格雷母线(2)信号，1#格雷母线(1)由2#格雷母线信号发生器(21)和1#终端电阻(5)组成信号发送回路，2#格雷母线(2)由信号发生器(20)和终端电阻(6)组成信号发送回路，逻辑切换电路(格雷母线投入时的切换)由地面通信plc(18)、格雷母线切换电路(19)组成，当地面通信plc18判断出信号故障时由格雷母线切换电路19来控制格雷母线间的切换，以稳定编码地址信号；当天线箱上部线圈(3)、天线箱下部线圈(4)接收到格雷母线信号时，由通信连接线(7)传输到地址解码器(8)上部进行解码，解码完成把解码出的绝对地址发送到解码通信plc(10)上，解码通信plc(10)通过车载交换机(12)和车载plc(11)进行数据传送，车载plc(11)进行数据转换，把地址解码的绝对值数据转换成焦炉炉号进行全自动运行控制，并且车载plc(11)通过车载无线通信电台从站(13)和无线天线(14)把地址解码数据传送至无线通信地面天线(16)以及无线地面基站(15)，地址解码信号和转化的数据炉号再由光纤连接到地面交换机(17)上进而完成和地面通信plc18之间的通信。
2.根据权利要求1所述的双格雷母线地址编码自动切换装置，其特征在于，格雷母线切换电路(19)正常时使用1#格雷母线(1)进行地址解码系统的投入时，地面plc输出q10.0控制接触器km1，km1吸合后1#信号发生器工作，为1#格雷母线(1)提供功率信号，并且通过双线圈的天线箱线圈(3)组成地址地址编码系统；当格雷母线发生故障时通过plc逻辑判断，断开q10.0，输出q10.1控制km2，km2吸合后控制2#格雷母线信号发生器工作，为2#格雷母线2提供功率信号，并通过双线圈的天线接收箱线圈4组成地址地址编码系统；同样当正常使用2#格雷母线2时，如果发生其发生故障，由plc进行逻辑判断，通过切换回路切换到格雷母线1，以稳定设备正常的功能；plc判断格雷母线故障时由q10.3s输出报警信号，通知检修人员及时排除故障。
3.采用权利要求1或2所述双格雷母线地址编码自动切换装置的控制方法，其特征在于，所述方法如下：
当1#格雷母线或2#格雷母线工作时，由解码系统通信plc发送“心跳”程序到车载plc,由车载plc判断解码系统plc通信是或正常；若正常由车载plc判断车辆模式是或为自动模式，若不正常则输出通信系统异常并传送至地面plc处，车辆处于自动模式下，车载plc接受格雷母线数据并进行判断，如果其数值在车辆运行范围内(1#格雷母线地址值范围20.230mm﹤l﹤425.368mm,2#格雷母线地址值20.236mm﹤l﹤425.360mm),则继续执行数据采集程序，如果数据超出车辆运行数据此范围(1#格雷母线地址值在l﹤20.230mm或l>425.368mm并持续2秒,2#格雷母线地址值在l﹤20.236mm或l>425.360mm并持续2秒),则由地面plc判断数据异常，进行格雷电缆切换。同时判断出在使用的数据异常的电缆并进行此条格雷母线异常的输出，并发出报警信息统计检修人员及时进行检修。
技术总结