CN1030653C

CN1030653C - 罐笼装罐操车设备自动控制系统

Info

Publication number: CN1030653C
Application number: CN 91109912
Authority: CN
Inventors: 陈美竹; 李建军; 赵炜; 徐静; 李惠萍
Original assignee: Shaanxi Linear Motor Equipment Factory; TAIYUAN COAL MINE DESIGN INST MINISTRY OF COAL INDUSTRY
Current assignee: Shaanxi Linear Motor Equipment Factory; TAIYUAN COAL MINE DESIGN INST MINISTRY OF COAL INDUSTRY
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2006-10-09
Also published as: CN1063264A

Abstract

本发明涉及矿山立井罐笼装载设备的控制装置，由电源柜、控制柜、执行机构等组成，控制柜内设有程序控制器、中间继电器，超时限保护器等。指令运动控制方式，以微机自动集控为主，人工按钮点控为辅相结合，控制执行机构的直线电机作正向或反向直线运动，使操车设备自动安全联动和闭锁或单机自动闭锁运行。并设有检修解锁回路，使单机维修试车简便、效率高。本装置结构简单，造价低、运行安全可靠。

Description

本发明涉及矿山立井罐笼装载设备的控制装置，适用于矿山立井罐笼用的装罐操车设备自动化联动闭锁控制。

现有技术，国外有气动操车设备联动集控装置，由于用压缩空气作操车设备驱动力需要增加许多附属设备，加增加80多个气缸和60多个阀门，还需要压缩气源和许多管路等，工程量大、附属设备多而复杂，维修安装量大，故障多等不足之处。

经国内检索，罐笼阻车器闭锁安全保护装置(CN2052402U)，其不足之处：(1)只解决控制安全门、罐笼拉闸、阻车器的电磁锁，也就是只解决罐笼在升降过程中安全问题，并没有解决罐笼装罐操车设备系统的闭锁控制，如复式阻车器、转辙机、推车机等；(2)没有解决罐笼装罐操车设备的自动化控制问题，仍是用人工直接驱动操车设备动作，故它属于手动部分操车设备的闭锁装置；(3)它的闭锁安全保护靠晶体管电路等硬件实现，容易坏，使用维修不便，通用性差等。

本发明目的，为矿山立井罐笼用的装罐操车设备提出一种能够自动化联动和闭锁的控制装置，而且其结构简单、造价低、维修方便、运动可靠、通用性强。

本发明目的，是通过如下技术方案实现，见附图1-10所示。

附图简要说明：

图1，为本发明自动控制系统工作原理方框图。编号说明：电源开关(1)、工作方式选择转换开关(2)、检修位置(3)、人工点控位置(4)、自控位置(5)、电源控制器(6)、功能选择开关(7)、程序控制器(8)、按钮(9)、前级罐笼到位反馈信号(10)、中间继电器(11)、超时限保护器(12)、中间继电器(13)、接触器(14)、显示灯(15)、驱动器(16)、到位开关(17)。

图2、为本发明操车设备布置示意图。图中大圆表示矿山立井井筒，圆中A(B)罐笼，示意罐笼在井筒中的位置； A(B)道单线表示A(B)侧轨道；M1—M13表示系统各设备驱动器的位置，MS1—MS22为各设备到位开关的安装位置。

图3、为本发明自动控制系统配电系统主回路图。

图4、为本发明自动控制回路连接图之一。

图5a、为本发明自动控制回路连接图之二。图中左边数字1—42是控制回路编号。

图5b、为本发明自动控制回路连接图之二。图中左边数字43-83是控制回路编号。

图5c、为本发明自动控制回路连接图之二。图中左边数字84-120是控制回路编号。

图6、为本发明自动控制回路连接图之三。图中右侧数字111-149及左侧数字150-206是控制回路编号。

图7a、为本发明自动程序控制器连接图之四。图中左边数字207-239是控制回路编号。

图7b、为本发明自动程序控制器连接图之四。图中左边数字240-275是控制回路编号。

图7c、为本发明自动程序控制器连接图之四。图中左边数字276-308是控制回路编号。

图8为本发明程序控制器软件框图。

图9为本发明程序控制器提物软件框图。

图10为本发明程序控制器提入软件框图。

本发明技术方案主要有四个特征：

1、本发明罐笼操车设备自动控制系统，包括电源柜、控制柜、操作台和执行机构，其结构特征是：

(1)控制柜内设有程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)，超时限保护器(12)，程序控制器(8)的输入模块与操作台的转换开关(2)连接、输出模块与中间继电器(13)线圈连接；中间继电器(11)的输出接点与程序控制器(8)的输入模块和操作台的按钮(9)连接，中间继电器(13)的线圈连接；中间继电器(13)的常开接点与操作台的显示灯(15)、执行机构的接触器(14)线圈、超时限保护器(12)连接；超时限保护器(12)的延时常闭接点又与操作台的转换开关(2)的人工点控位置(4)和检修位置(3)的接点连接；操作台的转换开关(2)又与中间继电器(13)的线圈连接；

(2)控制指令部分，设有微机自控回路、人工按钮点控回路、检修解锁回路，自控回路包括程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)、人工按钮点控回路包括按钮(9)、中间继电器(11)、(13)和超时限保护器(12)；检修解锁回路，由若干个解锁继电器的线圈并联后接在供电电路中，其常开接点并联在中间继电器(11)的接点二端；

(3)每台操车设备上均配备一套执行机构，执行机构包括接触器(14)、驱动器(16)、到位开关(17)。驱动器(16)和到位开关(17)分别安装在每台操车设备上，各操车设备的接触器(14)集中按装在接触器柜内，接触器(14)的线圈一端接中间继电器(13)的常开接点，另一端接接触器(14)的控制电源，其主触头一端与电网连接，另一端接驱动器(16)的电源输入端，到位开关(17)的常开接点一端与中间继电器(11)的线圈连接，另一端与控制电源连接。

2、本发明指令运动控制方式，以微机自控为主、人工按钮点控为辅。当程序控制器(8)停止工作时，用人工按钮点控运行。

3、本发明执行机构的驱动器(16)采用直线电机M作正向或反向直线运动。

4、超时限保护器(12)是由若干个时间继电器KT组成，各个时间继电器的线圈的一端分别与中间继电器(13)相应的常开接点连接，另一端接控制电源回路，其延时常接点一端分别与人工点动回路和检修回路的按钮连接，另一端与转换开关(2)的接点连接。

下面结合附图给出的实施例详细描述本发明罐操车设备自动控制系统的结构及连接关系。

1、如图1所示，控制柜内设有程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)，超时限保护器(12)等，程序控制器(8)的输入模块与操作台的转换开关(2)连接，输出模块与中间继电器(13)线圈连接；中间继电器(11)的输出接点与程序控制器(8)的输入模块和操作台的按钮(9)，中间继电器(13)的输入线圈连接；中间继电器(13)的常开接点与操作台的显示灯(15)、与执行机构的接触器(14)的线圈、与超时限保护器(12)线圈连接；超时限保护器(12)的延时常闭接点又与操作台的转换开关(2)的人工点控位置(4)和检修位置(3)的接点连接；操作台的转换开关(2)又与中间继电器(13)的输入端连接；

2、罐笼装罐操车设备自动控制系统的控制指令部分，设有微机自控回路、人工按钮点控回路、检修解锁回路。

1)微机自控回路见图1、5b所示。主要由程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)组成。程序控制器(8)主要是由主机PF2J—CPUIE、四组输入模块PFJ—N084和输出模块PFJ—T081组成。程序控制器(8)各输入模块PFJ—N084分别与各中间继电器(11)的常开点连接，各输出模块PFJ—T081分别与各中间继电器(13)的线圈连接。中间继电器(13)为连接各操车设备执行机构的总枢钮。程序控制器(8)的主机PF2J—CPUIE通过输入模块PFJ—N084、输出模块PFJ—T081及中间继电器(13)，向各操车设备执行机构发出控制指令，接通直线电机M(16)的电源，使直线电机M(16)作正向或反向运动，以驱动罐笼操车设备自动安全联动和闭锁。

2)人工按钮点控回路(见图1)，由按钮(9)、中间继电器(11)、(13)和超时限保护器(12)组成，按钮(9)连接中间继电器(11)的常开接点和中间继电器(13)的线圈。在人工外部程序控制下(A、B道选择，提入或提物功能选择等)，人工一次一次地点动被控设备的控制按钮(9)，控制操车设备单机一台一台的按序自动动作和闭锁。

3)检修解锁回路(见图5a、5b、5c)，由解锁继电器2KA、3KA、3aKA的线圈并联后一端与转换开关(2)的接点连接，另一端与36V(AC)控制电源电路K6连接，解锁继电器的常开接点并联在所对应的中间继电器(11)的各闭锁接点的两端，短路各闭锁接点。此时系统可通过人工点动，接通任一继电器，便于安全门、阻车器、推车机等任一设备的检修及试车。

3、超时限保护回路(见图5a、5b、5c)，是在手控和检修运行方式下工作的、它是由若干个时间继电器KT组成，各个时间继电器的线圈一端分别与中间继电器(13)相应的常开接点连接，另一端接36V(AC)控制电源回路，其延时常闭接点一端分别与手控回路和检修回路的按钮连接，另一端与转换开关(2)的接点(4)连接。

4、罐笼装罐操车设备自动控制系统的执行机构，见图1、4、7a、7b所示。每台操车设备上均配备一套执行机构，包括接触器(14)、驱动器(16)、到位开关(17)。驱动器(16)为执行机构的驱动力，驱动器(16)和到位开关(17)分别安装在每台操车设备上，各操车设备的接触器(14)集中安装在接触器柜内。采用能够作正向或反向直线运动的直线电机M(16)作为驱动力，取代人工用力操作驱动，省工省力。到位开关(17)采用磁性开关为限位装置。接触器(14)的线圈的一端接中间继电器(13)的常开接点，另一端接接触器(14)的控制电源127V(AC)，其主触头一端与电网连接380V(AC)，另一端接驱动器(16)的电源输入端，到位开关(17)的常开接点一端与中间继电器(11)的线圈连接，另一端与控制电源36V(AC)连接。

5、罐笼装罐操车设备自动控制系统的主回路设备，分电源进线柜、控制电源柜和电容补偿柜，见图3所示。本系统为双电源进线一旦其中一条线路出现故障则可由另一条线路负责全部设备动力及控制用电。控制电源柜分三种电压等级36V(AC)、127V(AC)、220V(AC)分四回输出。其中36V(AC)输出一回，供程序控制器(8)的输出模块、中间继电器(11)、(13)，超时限保护器(12)、显示灯(15)的电源，127V(AC)输出二回，一回供接触器(14)，另一回备用；220V(AC)输出一回，经电源控制器(6)供程序控制器(8)的主机及输入模块电源。两个主配电柜负责全系统各设备驱动器的380V电源的供电，利用带自动补偿器的低压电容器柜作就地功率补偿，可根据电网功率因数的变化自动增减补偿电容器的组数。上述不同等级电压，均通过工作方式选择转换开关(2)的转换与其相应控制回路接通。

下面结合附图给出的实施例详细说明本发明罐笼装罐操车设备自动控制系统的控制工作原理。

本系统指令运动控制方式有三种运行方式：自控、手控、检修、以微机自动集控为主，人工按钮单机点控为辅，检修运行为辅助运行方式，这三种运行方式，互相闭锁运行。通过拨动工作方式选择转换开关 (2)

的位置，

置于

(3) 或

(4) 或(5)，把各运行方式控制回路的供电电源接通。下面分别叙述如下：

1、自控运行方式即微机自动集控见图1所示。拨动工作方式选择转换开关(2)置于自控运行方式(5)位置，电源控制器(6)给程序控制器(8)通电工作。程序控制器(8)得电工作，接收二路控制信号，一路由人工外部通过功能选择开关(7)发出提人或提物及A或B道信号输入到程序控制器(8)，另一路接收中间继电器(11)输出的上一级操车设备到位开关(17)的到位信号，经程序控制器(8)内部预先编定的提人(见图8、图9)或提物(见图8、图10)的操作程序(均具有超时限保护功能)处理后自动发出控制指令，使中间继电器(13)线圈带电，中间继电器(13)的接点分二路控制，一路使操作台上显示灯(15)亮；另一路常开接点闭合，向被控操车设备的执行机构供电，接触器(14)接通驱动器(16)——直线电机M的电源，驱动器(16)-—直线电机M得电作正向或反向运动，驱动被控操车设备到位，被控操车设备到位后，到位开关(17)接通，输出到位信号反馈到中间继电器(11)，由中间继电器(11)再输入到程序控制器(8)自动发出下一级操车设备联动信号，这样罐笼装罐操车设备，在程序控制器(8)命令控制下，周而复始的自动联动运行和自动闭锁。

2、手控运动方式即当微机程控停止工作时见图1所示。

拨动工作方式选择转换开关(2)置于手控运行方式位置(4)，手控回路工作电源接通。此时人工点动按钮(9)代替微机发出控制命令输入到中间继电器(13)，控制操车设备单机自动运行和闭锁(执行机构工作同自控(5))。

3、检修运动方式(即操车设备检修、单机试车时)，见图1所示，拨动工作方式选择转换开关(2)置于检修位置(3)，则检修解锁回路工作电源接通。解锁继电器的常开接点闭合，即将中间继电器(11)的常开接点短路而解锁(因解锁继电器的常开接点并联在中间继电器(11)常开接点的两端)此时罐笼无论到位与否，均可按动按钮(9)而使摇台落下，进行单机试车。避免了按操车程序一步一步地繁锁运行，从而简化了检修试车程序，提高检修效率。

从上所述见图1所示，罐笼装罐操车设备自动控制系统的工作原理：人的外部程序或程序控制器(8)是自动化控制装置的命令系统，控制各操车设备的执行机构自动联动运动；直线电机M是驱动器(16)的驱动动力，能够作正向或反向直线运动，取代人工用力操作驱动；磁性开关MS是限位开关(17)的限位部件，并向中间继电器(11)反馈到位信号，通过中间继电器(11)使程序控制器(8)自动发出下一级操车设备联动信号；中间继电器(13)是自动化控制命令系统和各操车设备执行机构的连接总枢钮，并控制超时限保护器实现自动闭锁；超时限保护回路在手控和检修运行方式下工作，当某台操车设备不能按预定时间运行到位时，时间继电器延时常闭接点打开，断开了正在运行的未到位设备的电源，使该操车设备不继续往下动作，起到保护作用。

本发明罐笼装罐操车设备自动控制系统的优点是：

1、自动化程度高，各操车设备都能独立自动运行，各操车设备之间都能闭锁联动，实现了罐笼装笼全部操车设备全过程自动化联动和闭锁运行。从罐笼到位(如A道)→摇台落下→安全门打开→单式阻车器打开→推车机推车入罐并自动返回→阻车器闭合→安全门关闭→摇台抬起→罐笼提升→转辙机道岔转向B道→复式阻车器打开、矿车进入B道，为下一次B道装罐作准备。待B道罐笼到位后全部装车过程自动运行。

2、能够满足矿山立井罐笼装罐操车设备各种不同运行工作状态的自动化需要。如自动化控制指令、采用微机集控为主、人工按钮单机点控为辅相结合的方式，一旦微机程控故障时，人工点动按钮代替微机发出控制指令，使操车设备单机自动闭锁运行。当需要检修单机试车时，解锁继电器工作，将各操车设备解除闭锁，点动按钮使单机直接试车，提高检修试车工作效率。

3、采用直线电机M为驱动力，取代人工用力驱动，省工、省力，要比国外气动操车设备联动集控装置结构简单，造价低。

4、设有多种安全闭锁保护措施，保证运行安全可靠。

(1)设有超时限保护器(12)或微机内部设有超时限保护程序，自动保护未按时到位设备不继续运行，避免了不安全隐患；

(2)各设备的执行系统设有磁性到位开关(17)及中间继电器(11)、(13)对运行的操车设备进行限位和闭锁，使控制指令准确发出，这是实现自动控制操车设备安全运行的闭锁环节。

下面结合实施例给出的附图4—10，以选择A道，罐笼提物为实例，详细说明本发明自动控制系统是怎么控制摇台自动联动运行和闭锁的工作过程：

1、微机自动程序控制工作过程：

工作开始按图5a所示，打开2回路钥匙开关1SO，使2回路电源接触器1KMA线圈带电，3回路、208回路常开接点1KMA接通36V(AC)、127V(AC)控制电源回路；把4回路工作方式选择转换开关2SO拨到自动位置，2SO①—②的接通，4回路接触器2KMA线圈带电，112回路的2KMA接点闭合，113回路程序控制器220V(AC)电源接通，同时277回路接触器2KMA常开接点闭合，自控工作方式的显示灯2DL亮；9回路转换开关2SO的⑦—⑧接通，150回路程序控制器的输出模块36V(AC)电源接通，程序控制器启动工作(见图6)。

把145回路功能选择开关3SO拨到提物功能，当A道罐笼到位，274回路A道罐笼到位磁性开关MS39常开接点闭合，274回路中间继电器54KA线圈带电，143回路54KA的常开接点闭合，给程序控制器输入信号，193回路程序控制器输出回路输出，91回路摇台落下中间继电器25KA线圈带电，88回路25KA常闭接点打开，使摇台抬起回路不得通电，236回路25KA常开接点闭合，236回路摇台落下接触器30KMA线圈带电，265回路接触器30KMA主触头闭合，摇台的直线电机M7、M8带电动作(见图4)，摇台落下。当摇台落下到位后，265回路到位磁性开关MS12和MS14的常开接点闭合，265回路摇台落下到位中间继电器47KA线圈带电，同时135回路中间继电器47KA常开触点闭合，为安全门打开作好准备，摇台落下动作完毕。

超时限保护由程序控制器内部软件自动执行(见图8—10所示)。

2、人工按钮点动控制工作过程：

把4回路工作方式转换开关2SO拨到手动位置，2SO的③—④接通，手动控制回路36V(AC)电源接通，同时使5回路中间继电器1KA线圈通电，70、73、77、80回路的1KA常开接点闭合；为推车机工作作好准备，278回路1KA的常开接点闭合，278回路显示灯3DL亮，表示已进入手动工作方式。其中127V(AC)及36V(AC)电源接通方式与自动控制方式相同。

当A罐笼到位，274回路到位开关MS39常开接点闭合，274回路中间继电器54KA的线圈带电，91回路54KA常开接点闭合，为A道摇台落下作好准备，280回路54KA常开接点闭合，280回路显示灯5DL亮，表示A道罐笼已到位。

此时人工点动91回路的摇台落下按钮22ST、91回路摇台落下中间继电器25KA线圈带电，236回路25KA常开接点闭合，236回路接触器30KMA线圈带电，接触器30KMA的主触头闭合，使摇台的直线电机M7、M8带电工作，同时88回路中间继电器25KA常闭接点打开，使摇台抬起中间继电器回路不能带电而闭锁。当摇台落下动作到位后，265回路摇台落下到位开关MS12、MS14闭合(因罐笼进车侧一组摇台、出车侧一组摇台同时动作，所以两个到位开关MS12、MS14也必须同时合上)，265回路摇台落下到位中间继电器47KA线圈带电，11、17回路的47KA中间继电器常开触点闭合，为安全门打开作好准备。若摇台落下超过规定时限还未到位，101回路中间继电器的25KA的常开接点闭合，100回路摇台超时限保护的时间继电器5KT线圈带电，88回路的延时常闭接点打开，使遥台控制回路断电，起到超时限保护作用。

3、检修工作方式：

把4回路转换开关2SO拨到检修位置，6、7、8回路的解锁继电器2KA、3KA、3aKA线圈带电，其常开接点闭合，使操车设备的各闭锁回路的中间继电器的闭锁接点短路掉。如92回路摇台落下中间继电器2KA常开接点闭合，使罐笼到位中间继电器54KA的常开接点短路即解锁。此时A罐笼无论到位与否，按动91回路中的按钮22ST而使摇台落下，进行单机试车。试车动作过程与手控相同。

Claims

1.罐笼操车设备自动控制系统，包括电源柜、控制柜、操作台和执行机构，其特征在于：

(1)控制柜内设有程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)，超时限保护器(12)，程序控制器(8)的输入模块与操作台的转换开关(2)连接，输出模块与中间继电器(13)线圈连接；中间继电器(11)的常开接点与程序控制器(8)的输入模块、操作台的按钮(9)、中间继电器(13)的线圈连接；中间继电器(13)的常开接点与操作台的显示灯(15)、执行系统的接触器(14)线圈、超时限保护器(12)连接；超时限保护器(12)的延时常闭接点又与操作台的转换开关(2)的手动和检修接点连接；操作台的转换开关(2)又与中间继电器(13)的线圈连接；

(2)控制指令部分，设有微机自控回路、人工按钮点控回路、检修解锁回路、自控回路包括程序控制器(8)、中间继电器(11)、(13)；人工按钮点控回路包括按钮(9)、中间继电器(11)、(13)和超时限保护器(12)；检修解锁回路，由若干个解锁继电器的线圈并联后接在供电电路中，其常开接点并联在中间继电器(11)的接点二端；

2、根据权利要求1所述罐笼操车设备自动控制系统，其特征在于当程序控制器(8)停止工作时，用人工按钮点控运行。

3、根据权利要求1所述的罐笼操车设备自动控制系统，其特征在于驱动器(16)采用直线电机M。

4、根据权利要求1所述的罐笼操车设备自动控制系统，其特征在于超时限保护器(12)是由若干个时间继电器KT组成，各个时间继电器的线圈的一端分别与中间继电器(13)相应的常开接点连接，另一端接控制电源回路，其延时常闭接点一端分别与手动回路和检修回路的按钮连接，另一端与转换开关(2)的接点连接。