DE3912698A1

DE3912698A1 - Mobile vorrichtung fuer koksoefen

Info

Publication number: DE3912698A1
Application number: DE3912698A
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Aoki; Mitsunori Tsuruhara
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1989-11-02
Also published as: KR890016146A; US5155681A; JP2600789B2; BR8901782A; JPH01266189A; AU624604B2; AU3310489A; KR950002344B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die sich von Position zu Position entlang von Koksöfen während der Produktion von Koks bewegt, und insbesondere ein Kontroll system einer derartigen Vorrichtung, mit welchem der exakte Halt der Vorrichtung an vorbestimmten Positionen gesteuert wird.

Ein Kohlenschüttwagen, ein Füllwagen, ein Koksführungswagen und ein Kokslöschwagen, wie sie in Koksretorten oder Koks ofenbatterien während der Koksproduktion verwendet werden, müssen an exakten Positionen in Hinsicht auf jeden einzelnen Koksofen halten können. Der zulässige Fehler für diesen Vor gang liegt innerhalb ± 15 mm, wodurch es schwierig wird, diese Vorrichtungen zu automatisieren. Entsprechend werden diese Vorrichtungen üblicherweise durch eine Bedienperson be dient, welche die Haltepositionen optisch bestätigt.

Es wurde zwar schon ein System zur automatischen Kontrolle einer solchen Vorrichtung mittels eines Computers, welcher den Anforderungen hinsichtlich des streng zulässigen Fehlers genügt, vorgeschlagen und praktisch verwendet. Der für eine derartige automatische Kontrolle verwendete Computer ist im allgemeinen so programmiert, daß ein Haltekommando für eine Fahranordnung der Vorrichtung erzeugt wird, wenn die Vorrich tung eine Position vorbestimmten Abstandes vor der Halteposi tion erreicht.

Allerdings erfordert eine derartige automatische Kontrolle im allgemeinen eine sehr feine Einstellung, um die Vorrichtung exakt an den vorbestimmten Haltepositionen halten zu lassen, was allgemein als "Tippschaltung" bekannt ist, da es eine be deutende Abweichung des Bremsabstandes bis zum endgültigen Halt der Vorrichtung nach der Erzeugung des Haltekommandos von dem Computer gibt. Die Wiederholungsrate einer solchen Tippschaltung kann reduziert werden, wenn die Bewegungsge schwindigkeit der Vorrichtung im unteren Geschwindigkeitsbe reich kurz vor der Erzeugung des Haltekommandos derart ver ringert wird, daß die Abweichung durch den Bremsabstand mini miert wird. Das ist jedoch nachteilig, da die Betriebseffek tivität der Vorrichtung erheblich verringert wird.

Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf den vorbe schriebenen Nachteil des Standes der Technik gemacht und un ter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine Abweichung durch den Bremsabstand zum Anhalten einer solchen Vorrichtung hauptsächlich von den besonderen eigentümlichen Umständen in der jedem einzelnen Koksofen entsprechenden Position, an wel cher die Vorrichtung stoppen soll, abhängt, beispielsweise ein kritischer Unterschied im Neigungswinkel der Schienen, auf welchen die Vorrichtung vor dem Koksofen positioniert ist, ebenso wie äußere Faktoren, wie Regen, Wind u. dgl., welche im Zeitverlauf variabel sind. Auf der Basis dieser Erkenntnisse wird das Bewegungschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von den Umständen an der Soll Halte-Position und/oder den Veränderungen der äußeren Fakto ren entschieden.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bewegung von Position zu Position entlang von Koksöfen während der Koksproduktion bereitzustellen, welche in der Lage ist, exakt an den Positionen, wo die Vorrichtung halten soll, zu stoppen, ohne ihre Betriebseffektivität zu beeinträchtigen.

In Anlehnung an einen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine mobile Vorrichtung zur Verwendung in einer Koksofenbat terie wie beispielsweise ein Koksführungswagen oder ein Koks löschungswagen bereitgestellt. Die Vorrichtung umfaßt eine Anordnung zur Ermittlung ihrer eigenen Position und wieder holt eine Bewegung und einen Halt entsprechend einem von ei nem Computer erzeugten Kommando, welcher das Bewegungsschema gespeichert hat. Das Bewegungsschema in dem Computer ist in Abhängigkeit von den Positionen, an welchen die Vorrichtung halten muß, und ihrer Bewegungsrichtung direkt vor ihrem Halt gespeichert. In Anlehnung an einen weiteren Aspekt der vor liegenden Erfindung umfaßt der Computer ein Programm zur Kor rektur des Bewegungsschemas auf der Basis von gegebenenfalls auftretenden Haltefehlern welche einer Abweichung zwischen einer tatsächlichen Halteposition der Vorrichtung und ihrer Zielhalteposition entsprechen.

Wie sich aus dem Vorbeschriebenen ergibt, ist die mobile Vor richtung für Koksöfen im Sinne der vorliegenden Erfindung da durch gekennzeichnet, daß das Bewegungsschema zur Kontrolle der Vorrichtung in dem Computer in Abhängigkeit von der Ziel halteposition und der Bewegungrichtung direkt bevor die Vor richtung stoppen muß, gespeichert ist. Im Sinne der vorlie genden Erfindung wird jeder Haltefehler effektiv vermieden, der aus den eigentümlichen Bedingungen jeder der Zielpositio nen resultiert, an welcher die Vorrichtung halten muß, wie beispielsweise ein Neigungswinkel der Schienen, auf welchen die Vorrichtung positioniert ist, und welche nicht in Abhän gigkeit von der Zeit variabel sind. Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft ein Korrekturprogramm für das Bewegungsschema in dem Computer zur Kontrolle der Vorrichtung, falls diese einen Haltefehler aufweist. Damit ist es möglich, die Einflüsse äußerer Störungfaktoren, wie Wind oder Regen, zu reduzieren, welche im Verlauf der Zeit variabel sind und Haltefehler bewirken, was insbesondere bei einer Vorrichtung, welche einen hohen Luftwiderstand hat, beispielsweise einem Koksführungswagen mit einer Staubsammel haube, von Vorteil ist.

Entsprechend umfaßt die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung zwei im folgenden erklärte Kennzeichen. Insbesondere wird sie durch den Computer kontrolliert, welcher das Programm mit dem Bewegungsschema der Vorrichtung umfaßt, welches in Abhängig keit von der Zielhalteposition der Vorrichtung und ihrer Be wegungsrichtung direkt vor ihrem Halt, korrigiert auf der Ba sis eines unter Umständen auftretenden Haltefehlers, gespei chert ist. Weiterhin umfaßt nge erfindungsgemäße mobile Vor richtung die Positionsermittlungsanordnung. Die Positionser mittlungsanordnung kann eine solche sein, die die Position der Vorrichtung auf der Basis der Bewegungsabstände der Vor richtung, welche durch einen Berührungsroller oder ähnliches gemessen werden, errechnet. Eine Positionsermittlungsanord nung dieses Typs sammelt jedoch während der Wiederholung von Bewegung und Halt der Vorrichtung Fehler an. Entsprechend ist die Anordnung in vorteilhafter Weise so konstruiert, daß sie direkt ihre eigene absolute Position durch die Vorrichtung eines entlang der Schienen, auf welchen die Vorrichtung posi tioniert ist, angeordneten Kabels ermittelt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Aus führungsbeispiels eines Kontrollsystems für eine erfindungs gemäße mobile Vorrichtung zur Verwendung in einer Koksofen batterie;

Fig. 2 ein Diagramm eines Bewegungsschemas einer mobi len Vorrichtung gemäß Fig. 1; und

Fig. 3 ein Flußdiagramm für ein beispielhaftes Compu terprogramm zur Kontrolle der mobilen Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung zur Bewegung von Po sition zu Position entlang Koksöfen während der Koksproduk tion entsprechend einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bewegt sich die Vorrichtung, während sie ihre eigene absolute Position ermittelt. Fig. 1 zeigt schematisch ein Kontrollsy stem für eine derartige mobile Vorrichtung, welche eine orts feste Station 1 aufweist, die einen Computer umfaßt, in wel chem Daten wie ein Betriebsablaufschema und dgl. gespeichert sind, die Vorrichtung weist weiterhin eine Fahranlage 3, eine Autostation 2, welche einen Computer umfaßt, der so progam miert ist, daß er ein von der ortsfesten Station 1 erzeugtes Kommando empfangen und die Fahranlage 3 kontrollieren kann, ein Absolute-Position-Ermittlungs-Kabel 4, welches entlang von Schienen angeordnet ist, auf welchen die Vorrichtung po sitioniert ist, eine Antenne 5 und eine Arbeitsvorrichtung 6 auf. Fig. 2 zeigt ein Bewegungsschema der mobilen Vorrich tung. In Fig. 2 zeigt die Abszisse eine absolute Position der Vorrichtung, die Ordinate eine Geschwindigkeit der Vor richtung und die Bezugszeichen A, B, C, D und D′ bezeichnen entsprechend eine Bewegungs-Kommando-Position, eine Brems- Kommando-Position, eine Halte-Kommando-Position, eine Ziel- Halte-Position und eine tatsächliche Halte-Position, wobei jede durch einen Abstand vom Referenzpunkt gekennzeichnet ist.

Fig. 3 ist ein Abflußdiagramm eines Bespielprogrammes für einen Computer zur Kontrolle der erfindungsgemäßen mobilen Vorrichtung.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung berechnet die Autostation 2 auf der mobilen Vorrichtung, wenn sie im Stillstand ein Si gnal empfängt, welches der Ziel-Halte-Position D entspricht, an welcher die bewegliche Vorrichtung das nächste Mal halten muß, eine Bewegungsrichtung, die erforderlich ist, um die Ziel-Halte-Position D zu erreichen, die Brems-Kommando-Posi tion B, an welcher das Bremskommando erzeugt werden muß und die Halte-Kommando-Position C, an welcher ein Stoppkommando erzeugt werden muß, basierend auf der Bestimmungsposition D und der augenblicklichen Halteposition A der Vorrichtung, an welcher das Bewegungskommando empfangen wird, um das Bewe gungsschema zu bestimmen.

Anschließend erzeugt die Autostation 2 ein Bewegungskommando für die Fahranlage 3, um die bewegliche Arbeitsvorrichtung 6 zu starten, welche daraufhin beschleunigt wird und mit einer wie in Fig. 2 gezeigten konstanten Geschwindigkeit fährt. Wenn die Vorrichtung 6 die Brems-Kommando-Position B er reicht, welche durch die Berechnung der Autostation 2 vorbe stimmt ist, erzeugt dieser ein Bremskommando für die bewegli che Vorrichtung 6, um diese abzubremsen und dann langsam wei terzufahren. Wenn die Vorrichtung 6 langsam zu der Halte-Kom mando-Position C fährt, welche durch die Berechnung der Auto station 2 vorherbestimmt ist, erzeugt diese ein Haltekommando für die Vorrichtung 6, damit die Vorrichtung anhält und wei tere Kommandos oder Signale von der ortsfesten Station 1 er wartet. Wenn in diesem Zustand der absolute Wert eines Halte fehlers oberhalb des vorbestimmten Levels ist, wird durch die als Tippen bekannte Feineinstellung der tatsächlichen Halte position D′ wiederholt, bis der absolute Wert den vorbestimm ten Level erreicht oder unterschreitet, so daß dann die Vor richtung 6 in den Wartestatus zum Empfang weiterer Kommandos oder Signale versetzt wird.

Ein wichtiges Kennzeichen der erfindungsgemäßen mobilen Vor richtung besteht in einem Vorbestimmungsprozeß des Bewegungs schemas.

In der herkömmlichen beweglichen Vorrichtung, die der unter Hinweis auf Fig. 1 bis 3 erklärten entspricht und in wel cher das Bewegungsschema nicht in Abhängigkeit von seiner Ziel-Halte-Position gespeichert wird, wird die Halte-Kom mando-Position C errechnet, indem entweder die positive Kon stante δ von der Ziel-Halte-Position D subtrahiert oder zu dieser zuaddiert wird, in Abhängigkeit von ihrer Bewegungs richtung. Das heißt, die Halte-Kommando-Position C _A-<D, wobei A die Bewegungskommando-Position und D die Ziel-Halte-Posi tion bezeichnet, wird durch die folgende Gleichung (I) be rechnet:

In der herkömmlichen Praxis ist die positive Konstante δ un abhängig von der Ziel-Halte-Position vorbestimmt und wird nicht automatisch korrigiert. Sie ergibt sich als ein Durch schnitt von Bremsabständen, die in vergangenen Haltevorgängen ermittelt wurden.

Im Gegensatz dazu ist es bei der erfindungsgemäßen mobilen Vorrichtung ausreichend, daß der Computer auf der Autostation so programmiert ist, daß die Halte-Kommando-Erzeugungs-Posi tion C _A-<D durch die Berechnung der folgenden Gleichung (II) in vorteilhafter Weise durch Gleichung (III), vorbestimmt wird:

Dabei sind δ _D+ und w _D- jeweils Konstanten entsprechend zu δ in der Gleichung (I), unterscheiden sich von δ darin, daß δ eine Konstante ist, die nicht von der Ziel-Halte-Position ab hängt, während δ _D+ und δ _D- in Abhängigkeit von der Ziel- Halte-Position und der Bewegungsrichtung kurz vor dem Halt vorbestimmt sind. δ _D+ ist der zu verwendende Wert, wenn die Bewegungsrichtung kurz vor dem Halt zur absoluten Position erhöht werden muß, während δ _D- zu verwenden ist, wenn die ab solute Position in Hinblick auf die gleiche Ziel-Halte-Posi tion verringert werden muß. Es ist von Vorteil, beide Werte separat zu bestimmen, obwohl beide gleich sein können (δ _D+ = δ _D-).

e₁, e₂, . . ., e _N bezeichnen die letzten N-Haltefehler und

ist ein Durchschnitt dieser Haltefehler. Der hier verwendete Bezeichnung "Haltefehler" kann als der Wert defi niert werden, der durch Subtraktion der Ziel-Halte-Positionen von den tatsächlichen Halte-Positionen ermittelt wird. Ent sprechend kann er in einigen Fällen negativ sein. Es ist selbstverständlich, daß der Haltefehler keinen Haltefehler direkt nach der Tippschaltung umfaßt.

Das hier verwendete Wort "Bewegungsschema" ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen einer Position der mobilen Vor richtung und ihrer Geschwindigkeit zeigt. Es versteht sich von selbst, daß die hier verwendete Formulierung "Speichern eines Bewegungsschemas" nicht nur die Speicherung der Kurve und einer Geschwindigkeit der Vorrichtung an jeder Position bedeutet, sondern auch die Speicherung von für die Reproduk tion der Kurve, wie die Brems-Kommando-Position, die Halte Kommando-Position und dergleichen im oberen Beispiel be schriebenen, notwendigen Daten beinhaltet.

Die erfindungsgemäße bewegliche Vorrichtung ist nicht auf die im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung beschriebene spezielle Vorrichtung beschränkt. Es versteht sich von selbst, daß sich die vorliegende Erfin dung auf Typen von beweglichen Vorrichtungen zur Verwendung in Koksofenbatterien bezieht, ohne Berücksichtigung der als Bewegungsschema der in dem Computer zu speichernden Datenty pen, des Systems des Positions-Ermittlungs-Mechanismus, die Anordnung der Teile zwischen der Autostation und der ortsfe sten Station und dgl., solange diese innerhalb des Spektrums der Ansprüche liegt.

Die vorliegende Erfindung wird unter Hinweis auf das folgende und vergleichbare Beispiel besser verstanden werden:

Eine bewegliche Vorrichtung zur Verwendung in Koksöfen, die wie in Fig. 1 konstruiert ist, wurde in dem in Fig. 2 ge zeigten Bewegungsschema unter Verwendung des in Fig. 3 ge zeigten Programms, welches in der Autostation gespeichert ist, bewegt. Um die Halte-Kommando-Position C _A-<D zu bestim men, wobei A die Kommando-Position und D die Ziel-Halte-Posi tion entsprechend zur Gleichung (II) bezeichnet, wurde die mobile Vorrichtung zur Wiederholung von Bewegungs- und Hal teoperationen mehrfach automatisch betrieben. Dann wurde je der Haltefehler e _i (i = 1, 2, . . ., n) berechnet und wie folgt ausgedrückt:

Vergleichendes Beispiel

Die mobile Vorrichtung wurde automatisch in der gleichen Weise wie in dem oben beschriebenen Beispiel betrieben, außer daß C _A-<D nach Gleichung (I) anstelle von Gleichung (II) be stimmt wurde. 2 δ wurden hier mit 18 mm ermittelt ( 2δ=18 mm).

Wie aus dem Vorbeschriebenen zu erkennen ist, kann die erfin dungsgemäße mobile Vorrichtung sehr exakt an ihrer Ziel- Halte-Position halten, ohne ihre Betriebseffektivität zu be einträchtigen. Somit ist sie von sehr hohem Vorteil bei indu striellen Anwendungen.

Claims

1. Vorrichtung, die sich von Position zu Position entlang Koks öfen während der Koksproduktion bewegt, gekennzeichnet durch

- eine Anordnung zur Ermittlung der eigenen Position der Vorrichtung während der Bewegung entlang der Koksöfen;
- eine Anordnung zum Speichern eines Bewegungsschemas der Vorrichtung, wobei das Bewegungsschema in Abhängigkeit von einer Ziel-Halte-Position der Vorrichtung und ihrer Bewegungsrichtung direkt vor ihrem Halt gespeichert wird; und
- eine Anordnung, welche Bewegung und Halt entsprechend einem Kommando von der Speicheranordnung steuert.

2. Vorrichtung, die sich von Position zu Position entlang Koks öfen während der Koksproduktion bewegt, gekennzeichnet durch

- eine Anordnung zur Ermittlung der eigenen Position der Vorrichtung während der Bewegung entlang der Koksöfen;
- eine Anordnung zum Speichern eines Bewegungsschemas der Vorrichtung, wobei das Bewegungsschema ein Programm zu seiner Korrektur auf der Basis eines Haltefehlers, wenn er auftritt, aufweist, welcher eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen Halteposition der Vorrichtung und ihrer Ziel-Halte-Position ist; und
- eine Anordnung, welche Bewegung und Halt entsprechend einem Kommando von der Speicheranordnung steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsschema ein Programm aufweist, um das Bewegungsschema auf der Basis eines gegebenenfalls auftretenden Haltefehlers zu korregieren, wenn er , aufweist, welcher eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen Halteposition der Vorrichtung und ihrer Ziel-Halte-Position ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positions-Ermittlungs-Anordnung eine absolute Position der Vorrichtung ermittelt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturprogramm eine ein Halte-Kommando erzeugende Position durch Substraktion eines Durchschnittes aus den letzten n Haltefehlern ermittelt (n = neutrale Anzahl).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsschema eine ein Halte-Kommando erzeugende Position aufweist, welche durch die Gleichung vorbestimmt ist, wobei A eine stehende Position, B eine ein Bremskommando erzeugende Position, C die ein Halte-Kommando erzeugende Position und D eine Ziel-Halte Position der Vor richtung repräsentiert, und δ _D+ ein Wert ist, der verwendet wird, wenn die Bewegungsrichtung kurz vor der Ziel-Halte Po sition wächst, und δ _D- verwendet wird, wenn die Bewegungs richtung kurz vor der Ziel-Halte Position abnimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Halte-Kommando erzeugende Position durch die Gleichung vorbestimmt ist, wobei A eine stehende Position, B eine ein Bremskommando erzeugende Position, C die ein Halte-Kommando erzeugende Position und D eine Ziel-Halte Position der Vor richtung repräsentiert, und δ _D+ ein Wert ist, der verwendet wird, wenn die Bewegungsrichtung kurz vor der Ziel-Halte Po sition wächst, und δ _D- verwendet wird, wenn die Bewegungs richtung kurz vor der Ziel-Halte Position abnimmt, und e ₁ e ₂,---,e _n den letzten n Haltefehlern entsprechen und der Mittelwert dieser Haltefehler ist.