对基于RFID定位的漏斗车自动装卸控制系统的改进

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:Shan417
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目前,铁路罐车主要通过机械碰撞的方式来实现自动装卸,具有噪声大、易磨损、维护工作量大等缺点。文献[1]提出了一种根据RFID接收场强阈值进行定位的方式,其定位精度基本可满足罐车自动装卸的需要,从而开拓了RFID新的应用方式,即将RFID用作位置传感器。该方式将无线通信、有线通信、位置识别于一体,极大地简化了列车自动装卸系统的结构。该方法由地面阅读器作位置信标,当移动的标签接近阅读器时,标签接收场强值会越来越大,通过跟踪此场强,并判断是否达到一定的强度,可知标签当前的位置。由于每个地面定点阅读器的ID信息不一样,因此,标签可随时获取到达位置的准确信息,并将此信息通过RS485发送给PLC控制器,由PLC判定当前工位,继而完成指定的装卸动作。该控制方式提高了灌装流动货物装卸的自动化程度,使铁路货场装卸技术水平得到提高。对利用该设计思想设计的系统样机进行了大量实验,实验验证了该系统的可行性,同时也暴露出一些不足,不克服这些不足难以实现产品化。其不足主要是:1)电源自动开启和关闭控制有时失效;2)不同RFID在定位点上呈现较大分散性;3)标签失效率较高,使系统工作不可靠;4)在文献[1]中,PLC与RFID电子标签通信采用基于RS485接口的自定义通信协议,该协议采用多对一的方式,虽然通过合理安排,完成该系统的通信任务没有问题,但理论上存在数据传输不可靠的缺点,尤其是在将来进行应用拓展,定点位置比较密集,定位点比较多的情况下,其隐患会更加突出。基于此控制系统的不足,本人查阅了大量相关资料,研究了漏斗车自动装卸控制系统的硬件和软件系统,查找问题根源,进而有针对性地对系统硬件和软件进行改进。提出了用多标签冗余,并限制系统工作时间的电源管理方法,大大增强了电源控制的可靠性;提出了一种跟踪场强最大值的定位方法,使不同标签之间定位分散性得到改善;查出了ESD是标签失效的主要原因,并提供了有效的静ESD抑制方法和电路,实验证明了该方法和电路的有效性;本文还将工业控制通用的MODBUS通信协议引入漏斗车自动装卸控制系统,并成功将其移植到所选MPU。此通信协议通过对从站的轮询来保证从站与主站通信的唯一性,可避免通信过程中的数据冲突和丢失,大大减少系统的操作错误,还可通过后台修改相关参数来完成系统的参数修正工作,使现场安装调试更加方便,也便于系统功能的拓展。基于前人和本文的工作,成功开发了一套基于RFID定位的漏斗车装卸自动控制系统产品,各种实验验证了该系统的可靠性。
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