基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)和方法，其特征在于：包括PLC控制器、與所述PLC控制器信號輸入端相連的掃描式激光傳感器、與所述PLC控制器信號輸出端相連的聲光報警器和顯示屏，所述激光掃描傳感器安裝于電鏟懸臂上，位于所述懸臂頂部的天輪下方。與現(xiàn)有技術相比，采用掃描式激光傳感器作為信息采集單元、PLC控制器作為控制中心、聲光報警器和顯示屏作為執(zhí)行單元實現(xiàn)了整個檢測系統(tǒng)的鏟齒狀態(tài)檢測、報警輸出，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的分析、診斷、報警和運行狀態(tài)顯示的智能控制，安全、可靠、穩(wěn)定、自動化程度高。
【專利說明】基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于激光掃描傳感器的電纟產(chǎn)纟產(chǎn)齒檢測報警系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]礦山電鏟工作中，鏟裝作業(yè)時常有發(fā)生鏟齒斷裂丟失的情況，因此在作業(yè)過程中，崗位人員需集中精力隨時盯緊鏟齒，尤其是夜間視線不好的情況下，斷裂丟失的鏟齒極易隨礦石輸送至選廠，進入選廠破碎機造成“過鐵”事故，對選廠破碎機帶來機械傷害，甚至造成破碎機錐體斷裂，造成重大設備事故，嚴重影響礦山生產(chǎn)的順利進行。
[0003]為解決上述問題，我國礦山電鏟工作中通常采用司機目測或攝像頭顯像等方式檢測鏟齒情況，CN203096809即公開了 “一種基于機器視覺對電鏟鏟齒脫落的自動檢測裝置”，其利用固定在鏟斗大臂上的圖像采集單元對鏟齒情況進行檢測，圖像采集單元采用的是工業(yè)相機。但對于鏟齒這種常耗大型重負荷工件，對其檢測無論是依賴于司機目測或是攝像頭、工業(yè)相機顯像，都存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在:1、分散司機操作電鏟時的注意力，具有安全隱患；2、響應速度受司機觀察情況制約，且準確率低；3、故障率高，視頻系統(tǒng)在電鏟工作的惡劣條件下極易損壞，日常維護頻繁，維護費用高。
【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有礦山電鏟工作中的鏟齒情況檢測所存在的上述技術問題，提供一種安全、可靠、穩(wěn)定、自動化程度高的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)和方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:
一種基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC控制器、與所述PLC控制器信號輸入端相連的掃描式激光傳感器、與所述PLC控制器信號輸出端相連的聲光報警器和顯示屏，所述激光掃描傳感器安裝于電鏟懸臂上，位于所述懸臂頂部的天輪下方。
[0006]上述的一種基于激光掃描傳感器的電纟產(chǎn)纟產(chǎn)齒檢測報警系統(tǒng)，所述PLC控制器與掃描式激光傳感器之間利用RS-485電纜連接。
[0007]上述的一種基于激光掃描傳感器的電纟產(chǎn)纟產(chǎn)齒檢測報警系統(tǒng)，所述聲光報警器和顯示屏通過PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與PLC控制器連接。
[0008]一種基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟一、安裝于電鏟懸臂天輪下方的掃描式激光傳感器，調整激光掃描傳感器角度使得其發(fā)射的激光射線直射鏟斗上的鏟齒，在每一個電鏟工作周期掃描一次鏟齒狀態(tài)，并將采集到的攜帶鏟齒信息的電信號通過RS-485電纜傳送給PLC控制器；
步驟二、所述PLC控制器接收到所述掃描式激光傳感器傳送的信號后，對信號中攜帶的鏟齒信息解碼并與其內部預存的完整的鏟齒狀態(tài)信息相比較，經(jīng)過分析計算得到當前鏟齒狀態(tài)判斷結果；
步驟三、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為異常，即表示發(fā)生故障，故障類型為鏟齒磨損量大于磨損上限和鏟齒丟失，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的聲光報警器發(fā)出控制指令使其發(fā)出聲、光報警動作，并向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送故障信息及報警狀態(tài)實現(xiàn)實時顯示，提醒鏟車司機停止鏟裝作業(yè)，待故障排除后掃描式激光傳感器進行下個電鏟工作周期掃描；
步驟四、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為正常，即表示未發(fā)生故障，鏟齒磨損量小于磨損上限，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送鏟齒狀況信息實現(xiàn)實時顯示，鏟車司機正常鏟裝作業(yè)，掃描式激光傳感器進行下個電鏟工作周期掃描。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1、與現(xiàn)有技術相比，采用掃描式激光傳感器作為信息采集單元、PLC控制器作為控制中心、聲光報警器和顯示屏作為執(zhí)行單元實現(xiàn)了整個檢測系統(tǒng)的鏟齒狀態(tài)檢測、報警輸出，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的分析、診斷、報警和運行狀態(tài)顯示的智能控制；
2、掃描式激光傳感器安裝于電鏟懸臂上，通過激光信號的發(fā)出和接收采集鏟齒狀態(tài)信息，不與鏟斗直接接觸，不隨鏟斗工作而發(fā)生相對運動，掃描精度高、性能穩(wěn)定、故障率低、安全可靠性更高，鏟齒發(fā)生故障時能夠實時發(fā)出報警，提醒操作人員維護維修，避免“過鐵”事故發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)的電原理框圖；
圖2是本發(fā)明的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警方法的流程框圖；
圖3是本發(fā)明的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)結構示意圖。
[0011]圖中:1天輪、2激光掃描傳感器、3懸臂、4鏟斗。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，該基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)，包括PLC控制器、與所述PLC控制器信號輸入端相連的掃描式激光傳感器2、與所述PLC控制器信號輸出端相連的聲光報警器和顯示屏，如圖3所示，所述激光掃描傳感器2安裝于電鏟懸臂3上，位于懸臂3頂部的天輪I下方。所述PLC控制器與掃描式激光傳感器2之間利用RS-485電纜連接。所述聲光報警器和顯示屏通過PR0FIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與PLC控制器連接。聲光報警器是整個系統(tǒng)的警報單元，用以輸出報警信息。顯示屏是鏟齒狀況信息顯示輸出和各種報警狀態(tài)顯示的窗口。
[0013]如圖2所示，該基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警方法，包括如下步驟:步驟一、安裝于電鏟懸臂天輪I下方的掃描式激光傳感器2，調整激光掃描傳感器2角度使得其發(fā)射的激光射線直射鏟斗4上的鏟齒，在每一個電鏟工作周期掃描一次鏟齒狀態(tài)，并將采集到的攜帶鏟齒信息的電信號通過RS-485電纜傳送給PLC控制器；
步驟二、所述PLC控制器接收到所述掃描式激光傳感器2傳送的信號后，對信號中攜帶的鏟齒信息解碼并與其內部預存的完整的鏟齒狀態(tài)信息相比較，經(jīng)過分析計算得到當前鏟齒狀態(tài)判斷結果； 步驟三、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為異常，即表示發(fā)生故障，故障類型為鏟齒磨損量大于磨損上限和鏟齒丟失，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的聲光報警器發(fā)出控制指令使其發(fā)出聲、光報警動作，并向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送故障信息及報警狀態(tài)實現(xiàn)實時顯示，提醒鏟車司機停止鏟裝作業(yè)，待故障排除后掃描式激光傳感器2進行下個電鏟工作周期掃描。故障類型的判斷需要工作人員在停止鏟裝作業(yè)后，臨近觀察，若鏟齒磨損量大于磨損上限，那么需要更換鏟齒；若鏟齒丟失，需要重新更換鏟齒，同時尋找丟失的伊齒；
步驟四、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為正常，即表示未發(fā)生故障，鏟齒磨損量小于磨損上限，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送鏟齒狀況信息實現(xiàn)實時顯示，鏟車司機正常鏟裝作業(yè)，掃描式激光傳感器進行下個電鏟工作周期掃描。
【權利要求】
1.一種基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC控制器、與所述PLC控制器信號輸入端相連的掃描式激光傳感器、與所述PLC控制器信號輸出端相連的聲光報警器和顯示屏，所述激光掃描傳感器安裝于電鏟懸臂上，位于所述懸臂頂部的天輪下方。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制器與掃描式激光傳感器之間利用RS-485電纜連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警系統(tǒng)，其特征在于:所述聲光報警器和顯示屏通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與PLC控制器連接。
4.一種基于激光掃描傳感器的電鏟鏟齒檢測報警方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、安裝于電鏟懸臂天輪下方的掃描式激光傳感器，調整激光掃描傳感器角度使得其發(fā)射的激光射線直射鏟斗上的鏟齒，在每一個電鏟工作周期掃描一次鏟齒狀態(tài)，并將采集到的攜帶鏟齒信息的電信號通過RS-485電纜傳送給PLC控制器； 步驟二、所述PLC控制器接收到所述掃描式激光傳感器傳送的信號后，對信號中攜帶的鏟齒信息解碼并與其內部預存的完整的鏟齒狀態(tài)信息相比較，經(jīng)過分析計算得到當前鏟齒狀態(tài)判斷結果； 步驟三、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為異常，即表示發(fā)生故障，故障類型為鏟齒磨損量大于磨損上限和鏟齒丟失，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的聲光報警器發(fā)出控制指令使其發(fā)出聲、光報警動作，并向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送故障信息及報警狀態(tài)實現(xiàn)實時顯示，提醒鏟車司機停止鏟裝作業(yè)，待故障排除后掃描式激光傳感器進行下個電鏟工作周期掃描； 步驟四、當所述當前鏟齒狀態(tài)判斷結果為正常，即表示未發(fā)生故障，鏟齒磨損量小于磨損上限，所述PLC控制器向連接在其信號輸出端的顯示屏傳送鏟齒狀況信息實現(xiàn)實時顯示，鏟車司機正常鏟裝作業(yè)，掃描式激光傳感器進行下個電鏟工作周期掃描。
【文檔編號】E02F9/24GK104018545SQ201410229358
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張文, 劉顯峰 申請人:鞍鋼集團礦業(yè)公司