專(zhuān)利名稱(chēng)：煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于煤礦斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，屬于礦用機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化及安全設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，在煤礦斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)中用于對(duì)絞車(chē)及附屬電控箱的一體化控制與監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)絕大部分的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)均為這類(lèi)系統(tǒng)，圖1顯示了這類(lèi)系統(tǒng)的布置及現(xiàn)場(chǎng)情況，圖中除了列出上面介紹的各分裝置外，還標(biāo)出了絞車(chē)7和礦車(chē)14。這種傳統(tǒng)系統(tǒng)存在以下一些問(wèn)題(1)井上絞車(chē)房有三種顯示裝置絞車(chē)信號(hào)機(jī)主控及顯示箱、軌道現(xiàn)場(chǎng)電視監(jiān)視器、跑車(chē)防護(hù)裝置主控及顯示箱，絞車(chē)司機(jī)需要同時(shí)注意觀察這三種顯示裝置，其工作負(fù)擔(dān)很大，存在較大的安全隱患，不利于煤礦的安全生產(chǎn)；(2)井上絞車(chē)房沒(méi)有顯示道岔裝置工作狀態(tài)的顯示器，絞車(chē)司機(jī)不知道下面各道岔及道岔裝置的工作狀態(tài)；( 3 )各道岔裝置在各自的道岔口單獨(dú)工作，由各道岔工全權(quán)掌握，相互之間缺乏信息聯(lián)系，各道岔同絞車(chē)電控箱無(wú)電氣聯(lián)鎖聯(lián)系，有時(shí)只能通過(guò)道岔工和道岔口的信號(hào)工同絞車(chē)房司機(jī)進(jìn)行電話(huà)聯(lián)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，這種人工聯(lián)系自動(dòng)化與信息化水平低，難于保證整個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作的可靠性，一旦出現(xiàn)人為錯(cuò)誤，將嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。例如，當(dāng)需要礦車(chē)要從井上開(kāi)往第三水平巷道，但是此時(shí)第二水平巷道口甩車(chē)場(chǎng)的道岔扳在水平巷道方向，而不是斜井方向，第二水平巷道的信號(hào)工和道岔工并沒(méi)有將這種情況通過(guò)電話(huà)聯(lián)系通知到上井口信號(hào)工進(jìn)行處理，由于上井口信號(hào)工負(fù)責(zé)信號(hào)的綜合處理，而司機(jī)只根據(jù)顯示器上的顯示信息進(jìn)行操作，這樣礦車(chē)下行到第2水平口時(shí)會(huì)滑行到第二水平巷道，而不是原計(jì)劃的第三水平巷道，就出現(xiàn)了運(yùn)輸錯(cuò)誤。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，將絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行總體集成，包括信號(hào)、控制和顯示等的一體化集成，實(shí)施對(duì)絞車(chē)及主電控箱的一體化控制與監(jiān)測(cè)，以提高煤礦斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)化水平、安全性和可靠性。本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，包括絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)均與同一臺(tái)主控可編程序控制器電氣控制連接。在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)具有絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)主控單元及顯示箱，所述的跑車(chē)防護(hù)裝置具有跑車(chē)防護(hù)裝置主控單元及顯示器，所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)主控單元與跑車(chē)防護(hù)裝置主控單元結(jié)合為一體并且與所述的同一臺(tái)主控可編程序控制器連接，所述的同一臺(tái)主控可編程序控制器與絞車(chē)電控箱彼此信號(hào)控制連接。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案由于將絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)控系統(tǒng)與同一臺(tái)主控可編程序控制器電氣控制連接而對(duì)絞車(chē)及附屬主電控箱進(jìn)行一體化自動(dòng)控制與監(jiān)視，使煤礦斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著提高，并且可有效地增進(jìn)安全性和可靠性。

圖1為已有技術(shù)中的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸監(jiān)控裝置暨應(yīng)用例示意圖。圖2為本實(shí)用新型煤礦斜巷軌道運(yùn)輸監(jiān)控裝置暨應(yīng)用例示意圖。圖3為防止礦車(chē)進(jìn)入錯(cuò)誤水平軌道的PLC軟件梯形圖。
具體實(shí)施方式
為了使專(zhuān)利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本實(shí)用新型方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本實(shí)用新型的技術(shù)方案范疇。下面先了解煤礦斜巷軌道運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的工作情況，這可以從傳統(tǒng)的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)情況圖中看得很清楚。參見(jiàn)圖2，圖中所示各編號(hào)說(shuō)明如下1-工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，2-電視監(jiān)視控制器，3-工控機(jī)及顯示箱，4-旋轉(zhuǎn)編碼器，5-上井口信號(hào)機(jī)，6-主控可編程序控制器控制箱，7-絞車(chē)電控箱，8-絞車(chē)，9-第一擋車(chē)欄及控制器，10-第一水平信號(hào)機(jī)，11-第二擋車(chē)欄及控制器，12-第二水平信號(hào)機(jī)，13-第三擋車(chē)欄及控制器，14-井底信號(hào)機(jī)，15-礦車(chē)，16-第一攝像機(jī)，17-第一水平道岔控制器，18-第二攝像機(jī)，19-第二水平道岔控制器，20-第三攝像機(jī)，21-地面煤礦總監(jiān)控中心。主控可編程序控制器控制箱6、上井口信號(hào)機(jī)5、各中間水平巷道甩車(chē)場(chǎng)的第一水平信號(hào)機(jī)10、第二水平信號(hào)機(jī)12和井底信號(hào)機(jī)14的通信通過(guò)主控可編程序控制器(PLC)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電纜進(jìn)行。絞車(chē)信號(hào)機(jī)及顯示提供絞車(chē)司機(jī)監(jiān)視，上井口信號(hào)機(jī)5、第一水平信號(hào)機(jī)10、第二水平信號(hào)機(jī)12和井底信號(hào)機(jī)14各配備信號(hào)工進(jìn)行監(jiān)視，并通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行“提人”、“提物”、“快上”、“快下”、“慢上”、“慢下”、“開(kāi)車(chē)”、“停車(chē)”等信號(hào)的發(fā)信操作。各中間水平巷道口，各配備道岔工進(jìn)行監(jiān)視與操作。各中間水平巷道口和井底各配置一臺(tái)攝像機(jī)，分別為第一攝像機(jī)16、第二攝像機(jī)18和第三攝像機(jī)20，通過(guò)光纜將圖像信息傳送到絞車(chē)房的現(xiàn)場(chǎng)電視監(jiān)視器，以便提供絞車(chē)司機(jī)監(jiān)視。跑車(chē)防護(hù)裝置的工作原理是絞車(chē)輪盤(pán)或者減速箱上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，用于精密檢測(cè)絞車(chē)大輪盤(pán)的角位移(當(dāng)安裝減速箱上時(shí)，可在可編程邏輯控制器PLC內(nèi)根據(jù)測(cè)試出的間接角位移、絞車(chē)大輪盤(pán)的直徑和減速比計(jì)算出絞車(chē)大輪盤(pán)的角位移)，而根據(jù)絞車(chē)大輪盤(pán)的角位移與絞車(chē)大輪盤(pán)半徑可以得到鋼絲繩的線(xiàn)位移，也就是礦車(chē)的位移。第一、第二、第三擋車(chē)欄及控制器9、11、13中的控制器直接連接到絞車(chē)房的跑車(chē)防護(hù)裝置主控箱，當(dāng)擋車(chē)欄多并且距離遠(yuǎn)時(shí)，可通過(guò)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及遠(yuǎn)程模塊實(shí)現(xiàn)。當(dāng)絞車(chē)正轉(zhuǎn)時(shí)，礦車(chē)下行，礦車(chē)位移增加；當(dāng)?shù)降V車(chē)第一達(dá)擋車(chē)欄及控制器9的“第一提升/下降虛擬點(diǎn)”(在可編程邏輯控制器PLC內(nèi)部通過(guò)軟件進(jìn)行位移設(shè)定)時(shí)(由可編程邏輯控制器PLC根據(jù)“第一提升/下降虛擬點(diǎn)”的位移設(shè)定與礦車(chē)位移進(jìn)行自動(dòng)判別)，該第一擋車(chē)欄就自動(dòng)升起，并在上升到上部指定位置時(shí)自動(dòng)停止(由上限位位置傳感器控制)，以便讓礦車(chē)通過(guò)；當(dāng)?shù)V車(chē)到達(dá)第一擋車(chē)欄及控制器9的“第二提升/下降虛擬點(diǎn)”時(shí)，該第一擋車(chē)欄就自動(dòng)下降，并在下降到下部指定位置時(shí)自動(dòng)停止。而后，礦車(chē)向下一個(gè)擋車(chē)欄行進(jìn)，如此等等。當(dāng)絞車(chē)反轉(zhuǎn)，礦車(chē)上行，礦車(chē)位移減少，各個(gè)擋車(chē)欄也會(huì)自動(dòng)升降。例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一擋車(chē)欄及控制器9的“第二提升/下降虛擬點(diǎn)，，時(shí)，該第一擋車(chē)欄就自動(dòng)升起，并在上升到上部指定位置時(shí)自動(dòng)停止，以便讓礦車(chē)通過(guò)；當(dāng)?shù)V車(chē)到達(dá)該第一擋車(chē)欄的“第一提升/下降虛擬點(diǎn)”時(shí)，該第一擋車(chē)欄就自動(dòng)下降，并在下降到下部指定位置時(shí)自動(dòng)停止。而后，礦車(chē)向“原點(diǎn)”行進(jìn)，如此等等。當(dāng)因斷繩、脫鉤(此時(shí)絞車(chē)和旋轉(zhuǎn)編碼器繼續(xù)旋轉(zhuǎn))而發(fā)生跑車(chē)時(shí)，礦車(chē)沿軌道快速向下滑行，很快被下面的常閉式擋車(chē)欄的攔車(chē)網(wǎng)攔截，攔車(chē)網(wǎng)隨車(chē)下行，緩沖鋼絲繩被抽出，使礦車(chē)減速直至最后停下來(lái)，實(shí)現(xiàn)緩沖攔截，將礦車(chē)的損傷程度降到最低，同時(shí)擋車(chē)攔處的傳感器將該情況傳輸至狀態(tài)報(bào)警顯示器，由狀態(tài)報(bào)警顯示器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)受控于絞車(chē)電控箱7的絞車(chē)8立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)編碼器4也停止旋轉(zhuǎn)，并且各擋車(chē)欄的上升/下降信號(hào)立即全部停止輸出。本實(shí)用新型所公開(kāi)的煤礦斜巷軌道監(jiān)控裝置的具體實(shí)施方式
中，所有的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)信號(hào)、跑車(chē)防護(hù)裝置信號(hào)和第一、第二道岔控制器17、19的道岔信號(hào)集中到主控可編程序控制器(PLC)控制箱6中進(jìn)行全盤(pán)統(tǒng)一處理和控制。而主控可編程邏輯控制器(PLC)控制箱6和電視監(jiān)視控制器2同工控機(jī)3也通過(guò)通信接口進(jìn)行聯(lián)系，工控機(jī)及顯示箱3與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)1連接，以便在工控機(jī)(IPC)中通過(guò)軟件技術(shù)，在其屏幕上進(jìn)行全盤(pán)多畫(huà)面(信號(hào)機(jī)信息、跑車(chē)防護(hù)信息、道岔信息和巷道攝像信息畫(huà)面顯示)集中顯示。此外，工控機(jī)(IPC)通過(guò)工業(yè)通信以太網(wǎng)路，同地面煤礦監(jiān)控中心21的工控機(jī)網(wǎng)進(jìn)行通信，以便在地面煤礦監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)房，也可監(jiān)視到整個(gè)絞車(chē)及斜井軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的工作情況。本實(shí)用新型一體化綜合控制中的各分裝置在傳統(tǒng)系統(tǒng)中各自單獨(dú)配置，并無(wú)電氣上的聯(lián)系，但它們?cè)趯?shí)際工作中卻存在一定的關(guān)聯(lián)，從而影響了效能的發(fā)揮；而本實(shí)用新型所公開(kāi)的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)這些分裝置進(jìn)行一體化處理以后，通過(guò)電氣軟硬件技術(shù)，進(jìn)行集中統(tǒng)一控制，進(jìn)一步發(fā)揮了效能，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平、可靠性和安全性。圖3為防止礦車(chē)錯(cuò)誤水平軌道的PLC軟件梯形圖，該圖描述了防止礦車(chē)誤入錯(cuò)誤水平軌道的工作原理和具體實(shí)施的技術(shù)細(xì)節(jié)。圖中M101為第一水平巷道聯(lián)機(jī)繼電器，M102為第二水平巷道聯(lián)機(jī)繼電器，M103為第三水平巷道聯(lián)機(jī)繼電器，M104為井底聯(lián)機(jī)繼電器，M201為第一水平巷道彎道繼電器，M202為第二水平巷道彎道繼電器，M203為第三水平巷道彎道繼電器，M300為絞車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)閉鎖繼電器。顯然，在同一時(shí)刻，最多僅允許有一個(gè)水平巷道口或下井口處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)(即當(dāng)前時(shí)刻唯一占有礦車(chē)進(jìn)入權(quán))，或者都處于脫機(jī)狀態(tài)。也就是說(shuō)，不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)同時(shí)處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)的情況，通過(guò)軟件聯(lián)鎖技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一控制。假設(shè)現(xiàn)在第三水平巷道聯(lián)機(jī)繼電器M103的常開(kāi)觸點(diǎn)接通(聯(lián)機(jī))，并且第三水平巷道彎道繼電器M203的常開(kāi)觸點(diǎn)接通(道岔扳向水平巷道)，而第一水平巷道彎道繼電器M101、第二水平巷道彎道繼電器的常閉觸點(diǎn)都接通(道岔都扳向斜井巷道)，并且井底聯(lián)機(jī)常閉觸點(diǎn)接通(井底處于脫機(jī)狀態(tài))，那么，絞車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)閉鎖繼電器M300就通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，此常開(kāi)觸點(diǎn)分別串聯(lián)于絞車(chē)正向運(yùn)行回路和反向運(yùn)行回路，是絞車(chē)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的必要條件。但是，如果第一水平巷道彎道繼電器M201、第二水平巷道彎道繼電器202的常閉觸點(diǎn)之中有一個(gè)或者兩個(gè)斷開(kāi)(一個(gè)道岔扳向水平巷道或者兩個(gè)道岔都扳向水平巷道)，則絞車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)閉鎖繼電器M300就不能通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)無(wú)法閉合，這就切斷了絞車(chē)正向運(yùn)行回路和反向運(yùn)行回路，使得絞車(chē)不能運(yùn)轉(zhuǎn)，礦車(chē)不能下行或者上行，從而有效地避免和防止了礦車(chē)進(jìn)入錯(cuò)誤水平軌道的事故發(fā)生。如此，通過(guò)軟硬件技術(shù)手段避免了傳統(tǒng)的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)由于人為錯(cuò)誤操作或者人工聯(lián)系錯(cuò)誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤事故的發(fā)生。本實(shí)用新型所公開(kāi)的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，即使有人為錯(cuò)誤操作或者人工聯(lián)系錯(cuò)誤，也絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)礦車(chē)進(jìn)入錯(cuò)誤水平軌道的事故。
權(quán)利要求1.一種煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，包括絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)均與同一臺(tái)主控可編程序控制器電氣控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，其特征在于所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)具有絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)主控單元及顯示箱，所述的跑車(chē)防護(hù)裝置具有跑車(chē)防護(hù)裝置主控單元及顯示器，所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)主控單元與跑車(chē)防護(hù)裝置主控單元結(jié)合為一體并且與所述的同一臺(tái)主控可編程序控制器連接，所述的同一臺(tái)主控可編程序控制器與絞車(chē)電控箱彼此信號(hào)控制連接。
專(zhuān)利摘要一種煤礦斜巷軌道運(yùn)輸綜合監(jiān)控裝置，屬于礦用機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化及安全設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。包括絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于所述的絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)視系統(tǒng)均與同一臺(tái)主控可編程序控制器電氣控制連接。優(yōu)點(diǎn)由于將絞車(chē)控制信號(hào)機(jī)、跑車(chē)防護(hù)裝置、氣動(dòng)司控道岔裝置和礦用電視監(jiān)控系統(tǒng)與同一臺(tái)主控可編程序控制器電氣控制連接而對(duì)絞車(chē)及附屬主電控箱進(jìn)行一體化自動(dòng)控制與監(jiān)視，使煤礦斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著提高，并且可有效地增進(jìn)安全性和可靠性。
文檔編號(hào)B61L23/00GK202320411SQ20112049512
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
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