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对基于RFID定位的漏斗车自动装卸控制系统的改进
| 论文题名： | 对基于RFID定位的漏斗车自动装卸控制系统的改进 |
| 关键词： | RFID定位;漏斗车;自动装卸;MODBUS协议;ESD抑制;电源管理 |
| 摘要： | 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。 |
| 作者： | 严政新 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 王英健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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