專利名稱：礦用無極繩絞車綜合電控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦用無極繩絞車綜合電控裝置，更具體的說，尤其涉及一種具有電機軟啟動、防止牽引車過卷、絞車司機識別、無線通訊和打點功能的礦用無極繩絞車綜合電控裝置。
背景技術：
無極繩絞車是一種簡潔、高效、安全的煤礦井下輔助運輸工具，其運距長，能適應多變坡、有起伏變化的順槽巷道，簡化了運輸環(huán)節(jié)和運輸設備。正是基于這些特點和優(yōu)勢，近幾年，無極繩絞車在我國的采煤礦山企業(yè)得到了大量的推廣，但是，其配套電控系統(tǒng)功能和實用性狀況卻不盡人意。比如:一:僅簡單的實現(xiàn)絞車的正反向起停，不能對無極繩絞車的安全運輸起到完善的保護作用。二:由于電機無法采用軟起軟停，在機械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機械的磨損。三:絞車隨意亂開動，開動后責任不明確。四:井下布線空間有限，相互連接線交互多且雜亂。雖然現(xiàn)有設備已經(jīng)解決了第一條和第二條的問題，但如需同時解決上述四個問題，必須配備多個設備來實現(xiàn)，會造成使用不便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種具有電機軟啟動、防止牽引車過卷、絞車司機識別、無線通訊和打點功能的礦用無極繩絞車綜合電控裝置。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，包括用于信號采集、數(shù)據(jù)運算和控制輸出的PLC控制單元，PLC控制單元連接有操作按鈕、鍵盤、指示燈和液晶顯示屏；其特別之處在于:所述PLC控制單元連接有用于保護牽引車的機頭過卷檢測開關和機尾過卷檢測開關、對絞車電機進行保護的電機軟啟動器以及識別司機佩戴的識別卡信息的識別卡信息讀取模塊，PLC控制單元連接有設置于絞車上的速度傳感器；所述PLC控制單元還連接有泄露通訊單元和載波通訊單元。PLC控制單元是整個裝置的控制核心，具有采集、運算和控制作用，操作按鈕和鍵盤用于控制指令和信息的輸入，指示燈用于顯示目前設備的運行狀態(tài)，液晶顯示屏用于信息顯示。PLC控制單元通過檢測機頭、機尾過卷檢測開關的狀態(tài)，可有效防止沒用牽引車的過卷運動，實現(xiàn)了對牽引車的保護作用。通過電機軟啟動器實現(xiàn)了絞車電機的軟啟動，保證了絞車電機的長期安全運行。通過識別卡信息讀取模塊的檢測，只有司機佩戴了有效的識別卡，方能操作絞車；避免了現(xiàn)有絞車開動后責任不明確的缺陷。通過速度傳感器可計算出絞車的速度和當前位置。泄露通訊單元實現(xiàn)無線通訊，載波通訊單元實現(xiàn)有線通訊。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，所述泄露通訊單元通過中繼器連接有用于實現(xiàn)無線通話、打點和急停控制的手持機；所述載波通訊單元連接有信號器。通過中繼器可有效延長手持機的通訊距離，以便工作人員在整個煤礦巷道內(nèi)均可進行通話、打點和急停操作。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，所述PLC控制單元連接有實現(xiàn)控制和狀態(tài)檢測的擋車器控制模塊。PLC控制單元通過擋車器控制模塊，不僅可以控制擋車器的開啟和閉合狀態(tài)，而且還可檢測擋車器的狀態(tài)。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，所述PLC控制單元連接有進行語音提示的語音廣播模塊。通過語音廣播模塊可實現(xiàn)完善的語音廣播提示功能，及時準確的提示絞車運行的各種操作。本實用新型的有益效果是:本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，通過設置電機軟啟動器，降低了絞車電機啟動時的電流，保證了絞車電機的長期安全運行；通過設置識別卡信息讀取模塊，使得只有司機佩戴了有效的識別卡，方能操作絞車，避免了現(xiàn)有絞車開動后責任不明確的缺陷；通過設置機頭、機尾過卷開關，避免了牽引車撞擊壓繩輪裝置或尾輪所導致的鋼絲繩繃斷。通過設置速度傳感器，可有效、準確地檢測出絞車電機的運行速度，當牽引車出現(xiàn)較嚴重超速或打滑時，可立即停止絞車的運行。通過設置中繼器和手持機，保證了工作人員在整個煤礦巷道內(nèi)可進行無線通話、打點和急停操作，使用更加方便。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，實現(xiàn)了無極繩絞車的安全運輸、絞車電機的軟啟動、司機身份的識別以及無線通訊和控制，具有布局合理、有益效果突出和便于應用推廣的優(yōu)點。

圖1為本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的原理框圖；圖2為本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的系統(tǒng)原理圖；圖3為本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的操作臺結構圖；圖4為本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的運行流程圖。圖中:1 PLC控制單元，2機頭過卷檢測開關，3機尾過卷檢測開關，4速度傳感器，5操作按鈕，6鍵盤，7指示燈，8液晶顯示屏，9識別卡信息讀取模塊，10識別卡，11中繼器，12手持機，13語音廣播模塊，14電機軟啟動器，15擋車器控制模塊，16泄露通訊單元，17載波通訊單元，18信號器。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1和圖2所示，給出了本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的原理，其包括PLC控制單元1、機頭過卷檢測開關2、機尾過卷檢測開關3、速度傳感器4、操作按鈕5、鍵盤6、指示燈7、液晶顯示屏8、識別卡信息模塊9、識別卡10、中繼器11、手持機12、語音廣播模塊13、電機軟啟動器14、擋車器控制模塊15、泄露通訊單元16、載波通訊單元17以及信號器18 ;PLC控制單元I實現(xiàn)信號采集、數(shù)據(jù)運算和控制輸出作用，機頭過卷檢測開關2和機尾過卷檢測開關3均與PLC控制單元I相連接，PLC控制單元通過檢測機頭、機尾過卷檢測開關3的狀態(tài)，可防止牽引車撞擊壓繩輪裝置或尾輪，避免鋼絲繩繃斷，降低了安全事故發(fā)生的可能性。速度傳感器4設置于絞車上，不僅可以檢測出絞車的運行速度，而且還可計算出絞車上所掛牽弓丨車的位置。操作按鈕5、鍵盤6、指示燈7和液晶顯示屏8均與PLC控制單元I相連接，通過操作按鈕5和鍵盤6可輸入控制指令和信息，指示燈7可對整個電控裝置的工作狀態(tài)進行顯示，以實現(xiàn)對操控人員的提醒作用。液晶顯示屏用于顯示相關信息。PLC控制單元I通過識別卡信息讀取模塊9可讀取工人佩戴的識別卡10中的信息，只有司機佩戴了有效的識別卡，方能操作絞車。識別卡信息讀取模塊9的有效接收距離為0-5米，當識別卡10進入有效范圍內(nèi)時，PLC控制單元I進行判斷，屬于有效卡時，則打點控制輸出高電位，觸發(fā)控制電路，在程序軟件中解除主機操作按鍵(正向起動、停止、反向起動)的限制，操作員在此狀態(tài)下可以進行操作。PLC控制單元I通過中繼器11可接收和轉(zhuǎn)發(fā)手持機12所發(fā)送的無線信號，中繼器11通過泄露通訊單元16與PLC控制單元相連接；使用者通過手持機12可進行通話、打點和急停控制操作。載波通訊單元17與PLC控制單元I相連接，并連接有信號器18，以便實現(xiàn)電力線纜的載波通訊。通過設置中繼器，有效地延長了手持機12的通訊距離。PLC控制單元I通過語音廣播模塊13對工作人員進行語音信息提醒，及時準確的提示絞車運行的各種操作。通過電機軟啟動器14可控制絞車電機進行軟啟動，在軟啟動的過程中，絞車電機的電壓由零慢慢提升到額定電壓，這樣電機在啟動過程中的啟動電流，就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制。并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動電流的大小。電機啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動運行，實現(xiàn)了對絞車電機的保護作用。PLC控制單元I通過擋車器控制模塊15實現(xiàn)對倒車器的開啟和閉合的控制，并可檢測擋車器的狀態(tài)。如圖3所示，給出了本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的操作臺結構，操作臺式結構，便于操作和觀察，更符合人體力學特性。其中本安腔在前部，其余為隔爆腔，結構緊湊體積小重量輕，節(jié)約運輸成本和井下巷道空間。其中按鈕、顯示燈、鍵盤、基地臺及識別卡模塊放在本安腔，可逆開關及軟啟動器放在防爆腔下部，而PLC及顯示屏等放在隔爆腔上部，高壓線路與控制線路分開布置，本安出線和隔爆出線分開，更合理更安全，蓋板采用門軸式結構，減輕了檢修人員的勞動強度。主要芯體采用抽屜式和門軸式結構，便于檢修。如圖4所示，給出了本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置的運行流程圖，通過繼電器KMl與KM3的聯(lián)動，可實現(xiàn)絞車電機的正向起動；通過繼電器KM2與KM3的聯(lián)動，可實現(xiàn)絞車電機的反向啟動。通過電機軟啟動器14是否投入工作，可實現(xiàn)絞車電機是否軟啟動。本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，以PLC為控制核心，具備完善的顯示功能，使運輸過程更加可視化整個過程更加直觀，處理各種事務更加快捷；完善的語音廣播提示功能，及時準確的提示絞車運行的各種操作:程序上的軟限位和機頭和機尾的過卷檢測開關雙重過卷保護功能，防止了鋼絲繩的繃斷，將因鋼絲繩繃斷而發(fā)生事故的可能性降為最低；沿線急停功能:絞車安裝巷道沿線每隔50米安裝一臺急停開關，絞車運行中出現(xiàn)緊急情況，拉下急停開關，絞車停止；速度保護功能:當牽引車出現(xiàn)較嚴重超速或打滑時，裝置立即停止絞車；自動控制電動擋車器:在牽引車即將經(jīng)過擋車器位置時，裝置將控制擋車器打開，而在牽引車通過后，擋車器又將自動關閉；卸料點自動停車功能；原點位置校準功能；漏泄通訊狀態(tài):“對講”使溝通具有實時性；人員識別功能:在司機識別方式下，只有司機佩戴了有效的識別卡，方能操作絞車；通過電機軟啟動器的控制，實現(xiàn)了絞車電機的軟啟動功能。
權利要求1.一種礦用無極繩絞車綜合電控裝置，包括用于信號采集、數(shù)據(jù)運算和控制輸出的PLC控制單元(1)，PLC控制單元連接有操作按鈕(5)、鍵盤(6)、指示燈(7)和液晶顯示屏(8);其特征在于:所述PLC控制單元連接有用于保護牽引車的機頭過卷檢測開關(2)和機尾過卷檢測開關(3)、對絞車電機進行保護的電機軟啟動器(14)以及識別司機佩戴的識別卡(10)信息的識別卡信息讀取模塊(9)，PLC控制單元連接有設置于絞車上的速度傳感器(4);所述PLC控制單元還連接有泄露通訊單元(16)和載波通訊單元(17)。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，其特征在于:所述泄露通訊單元(16)通過中繼器(11)連接有用于實現(xiàn)無線通話、打點和急?？刂频氖殖謾C(12);所述載波通訊單元連接有信號器(18 )。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，其特征在于:所述PLC控制單元(I)連接有實現(xiàn)控制和狀態(tài)檢測的擋車器控制模塊(15)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，其特征在于:所述PLC控制單元(I)連接有進行語音提示的語音廣播模塊(13)。
專利摘要本實用新型的礦用無極繩絞車綜合電控裝置，包括PLC控制單元，特征在于所述PLC控制單元連接有用于保護牽引車的機頭過卷檢測開關和機尾過卷檢測開關、對絞車電機進行保護的電機軟啟動器以及識別司機佩戴的識別卡信息的識別卡信息讀取模塊，PLC控制單元連接有設置于絞車上的速度傳感器。本實用新型的電控裝置，具有電動機軟起動、可逆電磁起動器、絞車控制保護、抱閘控制、絞車司機識別、漏泄通訊系統(tǒng)、沿線急停及打點、為沿線傳感器供電的127V電源并具有語音報警功能，與其關聯(lián)設備構成的控制裝置基本滿足了無極繩絞車的配電及控制保護要求。大大減少了無極繩絞車配用的設備數(shù)量，減輕了接線及維修的工作量。
文檔編號B66D1/40GK203021239SQ20132003006
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權日2013年1月21日
發(fā)明者王波, 宋照嶺, 蘭藝, 張婷婷, 仇德義 申請人:山東世紀礦山機電有限公司