CN102050315A - 电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统 - Google Patents

电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，包括动力供电系统、主PLC控制系统、多个分别对多个带式输送机的运行速度进行检测和处理的运行速度检测及处理装置和将运行速度检测及处理装置所检测运行速度信号传送至主PLC控制系统的远方控制信号传输系统，远方控制信号传输系统包括主控装置、分控装置和电缆，主PLC控制系统与主控装置间以通讯方式或硬接线方式进行连接，主控装置通过分控装置和电缆与运行速度检测及处理装置相接。本发明设备投资及运行成本低，安装维护简便，信号传输性能稳定，能解决现有火力发电厂带式输送机运行速度监控系统存在的接线繁琐、电缆距离远、施工难度大等问题。

Description

电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统
技术领域
本发明属于带式输送机运行速度监控技术领域，尤其是涉及一种电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统。
背景技术
目前，在火力发电厂运煤系统中的带式输送机数量众多，因而对每个带式输送机的工作状态，尤其是对运行速度进行监测时，需监测的数据众多且检测过程繁琐。传统对带式输送机的运行速度进行监护的监测和控制的方法及其相配套使用的监控系统普遍存在的电缆用量大、接线繁琐、预设电缆距离较远、一次性投资费用高、施工工期长、现场施工难度大、系统运行维护难度大、系统现场强电干扰问题严重等多种实际问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其设备投资及运行成本低，安装维护简便，信号传输性能稳定，能解决现有火力发电厂带式输送机运行速度监控系统存在的接线繁琐、电缆距离远、施工难度大等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：包括动力供电系统、主PLC控制系统、多个分别对多个带式输送机的运行速度进行检测和处理的运行速度检测及处理装置以及将运行速度检测及处理装置所检测运行速度信号传送至主PLC控制系统的远方控制信号传输系统；所述远方控制信号传输系统包括主控装置、分控装置和电缆，主PLC控制系统与主控装置间以通讯方式或硬接线方式进行连接，主控装置通过电缆与多个分控装置相接且所述多个分控装置分别与多个运行速度检测及处理装置相接。
所述运行速度检测及处理装置包括传感器检测单元、与所述传感器检测单元相接的信号调理电路、与信号调理电路相接且相应对带式输送机的电动机进行控制的MCU处理器和与MCU处理器相接的I/O通信接口；所述运行速度检测及处理装置通过I/O通信接口和电缆与主控装置相接；所述传感器检测单元包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检测的带速传感器和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感器。
还包括与MCU处理器相接的报警单元、参数设置单元和状态指示单元。
还包括与MCU处理器相接的信号耦合电路，所述MCU处理器通过信号耦合电路与I/O通信接口相接。
所述带速传感器和转速传感器的数量均为一个或多个，且多个带速传感器和多个转速传感器均并接在MCU处理器的信号输入端上；所述带速传感器和转速传感器的外部壳体均为采用树脂灌封后的密封壳体。
所述MCU处理器安装在一控制箱内的电路板上且参数设置单元和状态指示单元均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指示单元由多个LED指示灯和一个数码管显示器组成。
所述主PLC控制系统与主控装置间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三方设备接口模块进行连接。
所述主控装置与第三方设备接口模块均设置在远程站内；所述主控装置的数量为一个或多个。
所述主控装置与电缆间通过端子排进行连接。
所述动力供电系统安装在远程站内，动力供电系统通过电缆分别向各运行速度检测及处理装置供电。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、将电力线载波技术与现场总线技术相结合，能有效解决火力发电厂带式输送机运行速度监控系统所存在的接线繁琐、预设电缆距离较远、现场施工难度大等实际问题。
2、其电力线式现场总线采用主控制装置及电缆作为信号的传输总线，与上位机程控室主CPU、远程通讯模块(或交换机)及下位的带式输送机运行速度检测及处理装置依次连接，实现在远方对多个带式输送机运行速度检测及处理装置的实时监控。
3、响应速度快，单个带式输送机运行速度检测及处理装置的响应速度在2S以下。
4、通讯距离远，理论距离可达到30km，在工程使用中不受工厂实际距离的限制。
5适用面广，不仅可适用于电力、电子行业自动化控制领域，可拓广运用到制造业、冶金、石化、物流等多种行业设备的自动化控制系统中。
6、工作性能更可靠，程控室内采用上位机与可编程控制器共同控制，在上位机无法正常运行的情况下，可编程控制器的主CPU可以独立控制整个控制系统正常运行，同时实现了主控装置与可编程控制器之间的无缝连接。
7、采用电力线现场总线技术，控制信号以载波方式进行传输，唯有同频的信号才可对系统造成干扰，因而这种干扰可以预知并通过各种措施予以消除，由此大幅度提高了系统的抗干扰能力，不会出现信号的断续、传输迟延等不利情形。
9、根据现场布线方便，安装简便，大大提高劳动效率且应用方式灵活。
10、本发明除对胶带机及带式输送机的超速、失速(轻打滑)和严重失速(重打滑)状态均可给出监控信号外；也可检测改向滚筒(即从动滚筒)的速度，在改向滚筒的转速下降时(即皮带失速)给出相应的控制信号。本监控系统采用非接触式检测方式，配有数码管显示器，可即时显示运行中的胶带(即皮带)速度，并通过线场总线主控装置传输给整个输煤程控系统。
11、MCU处理器采用CMOS数字集成电路，抗干扰能力强，工作性能稳定，测速精度高。状态指示电路中的显示电路选用高亮度数码管显示器，显示直观，有利于现场对带速或转速的监控。
12、控制箱表面采用静电式喷塑涂覆工艺，涂层均匀，附着力强，耐老化；传感器采用非接触式检测方式，可监测从动滚筒转速，并且传感器采用树脂灌封，密封性能好，可在浸水状态下工作。
13、防护等级高且器防护等级为IP67。
总之，本发明可靠性、时效性、先进性满足电厂整体运行的需求，其采用带式输送机运行速度检测及处理装置实时采集皮带输送机的运行速度信号后，经过MCU处理器进行实时处理并将所检测并采集的运行速度信号经耦合后通过总线传送给程控上位机进行显示，同时在现场进行相应的报警指示。本监控系统可以同时监测多个带式输送机运行速度检测及处理装置的监测参数，由于使用了总线方式因而系统会更加简洁，并且信号传输总线可以和电源线共用，因而电缆用量会因被检测数目的增加而显著降低。本发明的应用极大程度上保证了皮带输送机运行的安全性，为电厂大大节省了投资、人力，以最简单、方便和经济的手段实现了带式输送机运行速度检测结果在程控室上位机画面上的自动显示，对减轻运行人员的工作量有着重要的意义和作用，维护省时省力、简单易行，系统反应速度快且与输煤程控接口方式灵活，总之，获得了好的经济效益及社会效益。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明运行速度检测及处理装置的电路原理框图。
附图标记说明：
1-运行速度检测及处    1-1-带速传感器；   1-2-信号调理电路；
理装置；
1-3-MCU处理器；       1-4-I/O通信接口；       1-5-报警单元；
1-6-参数设置单元；    1-7-状态指示单元；      1-8-转速传感器；
1-9-信号耦合电路；    2-主PLC控制系统；       3-主控装置；
4-电缆；              5-第三方设备接口模块；  6-远程站；
7-端子排；            8-动力供电系统；        9-电源模块；
10-分控装置。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括动力供电系统8、主PLC控制系统2、多个分别对多个带式输送机的运行速度进行检测和处理的运行速度检测及处理装置1以及将运行速度检测及处理装置1所检测运行速度信号传送至主PLC控制系统2的远方控制信号传输系统。所述远方控制信号传输系统包括主控装置3、分控装置10和电缆4，主PLC控制系统2与主控装置3间以通讯方式或硬接线方式进行连接，主控装置3通过电缆4与多个分控装置10相接且所述多个分控装置10分别与多个运行速度检测及处理装置1相接。
结合图2，所述运行速度检测及处理装置1包括传感器检测单元、与所述传感器检测单元相接的信号调理电路1-2、与信号调理电路1-2相接且相应对带式输送机的电动机进行控制的MCU处理器1-3和与MCU处理器1-3相接的I/O通信接口1-4。所述运行速度检测及处理装置1通过I/O通信接口1-4和电缆4与主控装置3相接。所述传感器检测单元包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检测的带速传感器1-1和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感器1-8。同时，本发明还包括与MCU处理器1-3相接的报警单元1-5、参数设置单元1-6和状态指示单元1-7以及与MCU处理器1-3相接的信号耦合电路1-9，所述MCU处理器1-3通过信号耦合电路1-9与I/O通信接口1-4相接。实际使用过程中，为防止落料磕砸传感器，应根据现场情况在带速传感器1-1和转速传感器1-8外侧加罩一防护罩加以保护。
本实施例中，所述带速传感器1-1和转速传感器1-8的数量均为一个或多个，且多个带速传感器1-1和多个转速传感器1-8均并接在MCU处理器1-3的信号输入端上。所述带速传感器1-1和转速传感器1-8的外部壳体均为采用树脂灌封后的密封壳体。
所述带速传感器1-1和转速传感器1-8均采用非接触式检测方式，以带速传感器1-1为例进行说明：随着皮带的运行，带式输送机中的从动辊上焊接的螺母逐次接近带速传感器1-1，带速传感器1-1将所述螺栓接近的次数转换成脉冲信号输入到MCU处理器1-3且整形后送入计数电路，并和预先设置带速数值进行比较，若实际计数值大于预置数值时，对应指示灯点亮，并将速度状态通过总线上报给主控装置3，皮带的实时速度由LED数码管显示器进行同步显示，从而实现对皮带运行速度的实时监控。
所述MCU处理器1-3安装在一控制箱内的电路板上且参数设置单元1-6和状态指示单元1-7均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指示单元1-7由多个LED指示灯和一个数码管显示器组成。所述控制箱的箱体为采用静电式喷塑涂覆工艺均匀喷涂一层涂层后的箱体。
所述主PLC控制系统2与主控装置3间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三方设备接口模块5进行连接。所述主控装置3与第三方设备接口模块5均设置在远程站6内，所述主控装置3的数量为一个或多个。所述第三方设备接口模块5由电源模块9进行供电。所述主控装置3与电缆4间通过端子排7进行连接。所述动力供电系统8安装在远程站6内，动力供电系统8通过电缆4分别向各运行速度检测及处理装置1供电。
综上，多个运行速度检测及处理装置1分别将其实时采集的运行速度信号通过主控装置3、分控装置10和电缆4传送至主PLC控制系统2。同时，主控装置3和分控装置10中均设置有阻波装置，该阻波装置的作用在于将控制系统中的高频信号与外界系统相隔离，以免对外界系统造成影响和干扰。本发明的具体工作过程是：多个运行速度检测及处理装置1将其实时采集的带式输送机运行速度信号通过分控装置10和电缆4上传至主控装置3，继而再通过主控装置3同步上传至程控室内主PLC控制系统2的主CPU，从而实现在程控室上位机画面上对各带式输送机运行速度的实时监控。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：包括动力供电系统(8)、主PLC控制系统(2)、多个分别对多个带式输送机的运行速度进行检测和处理的运行速度检测及处理装置(1)以及将运行速度检测及处理装置(1)所检测运行速度信号传送至主PLC控制系统(2)的远方控制信号传输系统；所述远方控制信号传输系统包括主控装置(3)、分控装置(10)和电缆(4)，主PLC控制系统(2)与主控装置(3)间以通讯方式或硬接线方式进行连接，主控装置(3)通过电缆(4)与多个分控装置(10)相接且所述多个分控装置(10)分别与多个运行速度检测及处理装置(1)相接。
2.按照权利要求1所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述运行速度检测及处理装置(1)包括传感器检测单元、与所述传感器检测单元相接的信号调理电路(1-2)、与信号调理电路(1-2)相接且相应对带式输送机的电动机进行控制的MCU处理器(1-3)和与MCU处理器(1-3)相接的I/O通信接口(1-4)；所述运行速度检测及处理装置(1)通过I/O通信接口(1-4)和电缆(4)与主控装置(3)相接；所述传感器检测单元包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检测的带速传感器(1-1)和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感器(1-8)。
3.按照权利要求2所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：还包括与MCU处理器(1-3)相接的报警单元(1-5)、参数设置单元(1-6)和状态指示单元(1-7)。
4.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：还包括与MCU处理器(1-3)相接的信号耦合电路(1-9)，所述MCU处理器(1-3)通过信号耦合电路(1-9)与I/O通信接口(1-4)相接。
5.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述带速传感器(1-1)和转速传感器(1-8)的数量均为一个或多个，且多个带速传感器(1-1)和多个转速传感器(1-8)均并接在MCU处理器(1-3)的信号输入端上；所述带速传感器(1-1)和转速传感器(1-8)的外部壳体均为采用树脂灌封后的密封壳体。
6.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述MCU处理器(1-3)安装在一控制箱内的电路板上且参数设置单元(1-6)和状态指示单元(1-7)均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指示单元(1-7)由多个LED指示灯和一个数码管显示器组成。
7.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述主PLC控制系统(2)与主控装置(3)间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三方设备接口模块(5)进行连接。
8.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述主控装置(3)与第三方设备接口模块(5)均设置在远程站(6)内；所述主控装置(3)的数量为一个或多个。
9.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述主控装置(3)与电缆(4)间通过端子排(7)进行连接。
10.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线带式输送机运行速度监控系统，其特征在于：所述动力供电系统(8)安装在远程站(6)内，动力供电系统(8)通过电缆(4)分别向各运行速度检测及处理装置(1)供电。
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