CN103387164B - 用于矿井提升机的打点信号检测传送设备 - Google Patents

Abstract

一种用于矿井提升机的打点信号检测传送设备，其特点是：包括单片机控制电路分别与电铃打点信号采集电路、外部开关信号输入电路、LED显示屏、CAN总线通讯接口电连接。其电路连接结构简单，性能可靠，显示直观、准确，使打点信号工和卷扬机操作工有判别依据，避免事故发生，保障矿井安全运输作业。

Description

用于矿井提升机的打点信号检测传送设备

技术领域

本发明涉及是一种用于将矿井打点信号及相关信息进行检测和传送的设备，应用于矿山提升机系统，保障安全运输作业。

背景技术

矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带，矿井提升机的可靠运行直接关系到矿山生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保障。打点信号是提升机信号系统的重要组成部分，它为卷扬机操作工提供操作依据，如出现错误将导致严重后果，甚至出现伤亡事故。迄今，未见有关用于矿井提升机的打点信号检测传送设备的文献报导和实际应用。

发明内容

本发明的目的是，能够将打点信号进行采集并显示在LED显示屏上，让打点信号工和卷扬机操作工有判别依据，避免事故发生的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备。

本发明的目的是由以下技术方案来实现：一种用于矿井提升机的打点信号检测传送设备，其特征是：它包括单片机控制电路分别与电铃打点信号采集电路、外部开关信号输入电路、LED显示屏连接。

所述的单片机控制电路与CAN总线通讯接口连接。

所述的电铃打点信号采集电路包括第一路电铃打点信号采集单元和第二路电铃打点信号采集单元，所述的第一路电铃打点信号采集单元包括：第一路电铃打点信号输入端子P101与继电器JDQ1连接，继电器JDQ1通过电阻R120与光电耦合器U103连接，光电耦合器U103通过电阻R106与单片机控制电路连接；所述的第二路电铃打点信号采集单元包括：第二路电铃打点信号输入端子P102与继电器JDQ2连接，继电器JDQ2通过电阻R121与光电耦合器U104连接，光电耦合器U104通过电阻R108与单片机控制电路连接。

外部开关信号输入电路包括运人开关信号输入单元、运料开关信号输入单元、事故开关信号输入单元和信号工位置开关信号输入单元，所述运人开关信号输入单元包括：运人开关信号输入端子P103通过电阻R128与光电耦合器U108，光电耦合器U108通过电阻R111与单片机控制电路连接；所述运料开关信号输入单元包括：运料开关信号输入端子P104通过电阻R129与光电耦合器U109连接，光电耦合器U109通过电阻R113与单片机控制电路连接；所述事故开关信号输入单元包括：事故开关信号输入端子P105通过电阻R130与光电耦合器U110连接，光电耦合器U110通过电阻R115与单片机控制电路连接；所述信号工位置开关信号输入单元包括：信号工位置开关信号输入接端子P106通过电阻R131与光电耦合器U111连接，光电耦合器U111通过电阻R117与单片机控制电路连接。

所述的单片机控制电路包括单片机U101，单片机U101的2脚和3脚与电阻R101的一端连接，电阻R101的另一端与电容C102连接，电容C102的另一端接地，单片机U101的2脚和3脚与电容C101的一端连接，电容C101的另一端接地，单片机的4脚和5脚与6脚和7脚之间并联电容C103、电容C104，单片机的26脚与发光二极管LED、电阻R119连接，单片机的34脚通过电阻R115与拨码开关SET101的1脚连接，单片机的33脚通过电阻R116与拨码开关SET101的2脚连接，单片机的32脚通过电阻R117与拨码开关SET101的3脚连接，单片机的31脚通过电阻R118与拨码开关SET101的4脚连接。

本发明的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备，由于采用单片机控制电路分别与电铃打点信号采集电路、外部开关信号输入电路、LED显示屏和CAN总线通讯接口连接方式，单片机电路的单片机将分析结果输出到LED显示屏上进行显示；CAN总线通讯接口将采集数据与外部其他设备进行数据传输和交互，其电路连接结构简单，性能可靠，显示直观准确，使打点信号工和卷扬机操作工有判别依据，避免事故发生，保障矿井安全运输作业。

附图说明

图1为用于矿井提升机的打点信号检测传送设备的电路框图；

图2为图1中电铃打点信号采集电路1原理图；

图3为图1中外部开关信号输入电路3原理图；

图4为图1中单片机控制电路2原理图；

图5为用于矿井提升机的打点信号检测传送设备的程序框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

参照图1，本发明的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备，包括：单片机控制电路2分别与电铃打点信号采集电路1、外部开关信号输入电路3、LED显示屏5、CAN总线通讯接口4电连接。单片机控制电路2将分析结果输出到LED显示屏5上进行显示，CAN总线通讯接口4将采集数据与外部其他设备进行数据传输和交互。

参照图1和图2，所述的电铃打点信号采集电路1包括第一路电铃打点信号采集单元和第二路电铃打点信号采集单元，所述的第一路电铃打点信号采集单元包括：第一路电铃打点信号输入端子P101与继电器JDQ1连接，继电器JDQ1通过电阻R120与光电耦合器U103连接，光电耦合器U103通过电阻R106与单片机控制电路2连接；所述的第二路电铃打点信号采集单元包括：第二路电铃打点信号输入端子P102与继电器JDQ2连接，继电器JDQ2通过电阻R121与光电耦合器U104连接，光电耦合器U104通过电阻R108与单片机控制电路2连接。

参照图1和图3，外部开关信号输入电路3包括运人开关信号输入单元、运料开关信号输入单元、事故开关信号输入单元和信号工位置开关信号输入单元，所述运人开关信号输入单元包括：运人开关信号输入端子P103通过电阻R128与光电耦合器U108，光电耦合器U108通过电阻R111与单片机控制电路2连接；所述运料开关信号输入单元包括：运料开关信号输入端子P104通过电阻R129与光电耦合器U109连接，光电耦合器U109通过电阻R113与单片机控制电路2连接；所述事故开关信号输入单元包括：事故开关信号输入端子P105通过电阻R130与光电耦合器U110连接，光电耦合器U110通过电阻R115与单片机控制电路2连接；所述信号工位置开关信号输入单元包括：信号工位置开关信号输入接端子P106通过电阻R131与光电耦合器U111连接，光电耦合器U111通过电阻R117与单片机控制电路2连接。

参照图1和图4，所述的单片机控制电路2包括单片机U101，单片机U101的2脚和3脚与电阻R101的一端连接，电阻R101的另一端与电容C102连接，电容C102的另一端接地，单片机U101的2脚和3脚与电容C101的一端连接，电容C101的另一端接地，单片机U101的4脚和5脚与6脚和7脚之间并联电容C103、电容C104，单片机U101的26脚与发光二极管LED、电阻R119连接，单片机U101的34脚通过电阻R115与拨码开关SET101的1脚连接，单片机U101的33脚通过电阻R116与拨码开关SET101的2脚连接，单片机U101的32脚通过电阻R117与拨码开关SET101的3脚连接，单片机U101的31脚通过电阻R118与拨码开关SET101的4脚连接。

下面说明本发明的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备的工作过程：

参照图1-4，以电铃打点信号采集电路1的第一路电铃打点信号采集单元为例，由于第一路电铃打点信号为120V交流快速开关脉冲频率信号，将信号准确采集需要进行光电隔离；第一路电铃打点信号的一端接第一路电铃打点信号输入端子P101的1脚，第一路电铃打点信号的另一端接第一路电铃打点信号输入端子P101的2脚，第一路电铃打点信号输入端子P101的1脚接继电器JDQ1的1脚，第一路电铃打点信号输入端子P101的2脚接继电器JDQ1的16脚，这样控制线圈与电铃的触发线圈并联，电铃响铃后同时触发继电器JDQ1，继电器JDQ1就会连续动作输出与电铃相同的脉冲频率信号；继电器JDQ1的6脚和11脚接电阻R120一端，电阻R120另一端接光电耦合器U103的1脚，光电耦合器U103的2脚接地，当继电器JDQ1动作时，继电器JDQ1的6脚和11脚接继电器JDQ1的8脚和9脚，这时光电耦合器U103的3脚和4脚导通，光电耦合器U103的3脚接单片机控制电路2的单片机U101的电源地端（低电平信号），单片机控制电路2的单片机U101采集到此低电平信号，低电平脉宽的宽度就是电铃打点响铃的时间，如此往复工作就可以采集到电铃的打点次数及响铃时间长度，单片机控制电路2的单片机U101将打点次数或具体含义显示在LED显示屏5上，信号工可以清晰地看到自己所打的信号是否正确，可以对错误信号及时进行处理，避免事故发生。

参照图1和图3，现场的状态显示信息是以开关量的形式体现的，因此，本发明设计了外部开关信号输入电路3，外部开关信号输入电路3包括运人开关信号输入单元、运料开关信号输入单元、事故开关信号输入单元和信号工位置开关信号输入单元，由于上述各开关信号的开关都是120V交流电压，为了避免交流电源对单片机控制电路2的单片机U101的干扰，对这些开关量进行光电隔离设计；当卷扬机运人时操作工将运人开关闭合，运人开关一端接运人开关信号输入端子P103的1脚，另一端接运人开关信号输入端子P103的2脚，运人开关信号输入端子P103的1脚接电阻R128的一端，电阻R128的另一端接光电耦合器U108的1脚，光电耦合器U108的2脚接地，端子P103的2脚接12V电源，当运人开关闭合后光电耦合器U108的3脚和4脚导通，光电耦合器U108的3脚接地，光电耦合器U108的4脚接电阻R111的一端，电阻R111的另一端接单片机控制电路2的单片机U101的38脚，单片机控制电路2的单片机U101采集到低电平信号代表运送的是人员。当卷扬机运料时操作工将运料开关闭合，运料开关一端接运料开关信号输入端子P104的1脚，另一端接运料开关信号输入端子P104的2脚，运料开关信号输入端子P104的1脚接电阻R129的一端，电阻R129的另一端接光电耦合器U109的1脚，光电耦合器U109的2脚接地，运料开关信号输入端子P104的2脚接12V电源，当运料开关闭合后光电耦合器U109的3脚和4脚导通，光电耦合器U109的3脚接地，光电耦合器U109的4脚接电阻R113的一端，电阻R113的另一端接单片机控制电路2的单片机U101的39脚，单片机控制电路2的单片机U101采集到低电平信号代表运送的是物料。当卷扬机出现事故时操作工将事故开关闭合，事故开关一端接事故开关信号输入端子P105的1脚，另一端接事故开关信号输入端子P105的2脚，事故开关信号输入端子P105的1脚接电阻R130的一端，电阻R130的另一端接光电耦合器U110的1脚，光电耦合器U110的2脚接地，事故开关信号输入端子P105的2脚接12V电源，当事故开关闭合后光电耦合器U110的3脚和4脚导通，光电耦合器U110的3脚接地，光电耦合器U110的4脚接电阻R115的一端，电阻R115的另一端接单片机控制电路2的单片机U101的37脚，单片机控制电路2的单片机U101采集到低电平信号代表有事故需要处理。当信号工在某一中段位置时操作工将信号工位置开关闭合，信号工位置开关一端接信号工位置开关信号输入端子P106的1脚，另一端接信号工位置开关信号输入端子P106的2脚，信号工位置开关信号输入端子P106的1脚接电阻R131的一端，电阻R131的另一端接光电耦合器U111的1脚，光电耦合器U111的2脚接地，信号工位置开关信号输入端子P106的2脚接12V电源，当信号工位置开关闭合后光电耦合器U111的3脚和4脚导通，光电耦合器U111的3脚接地，光电耦合器U111的4脚接电阻R117的一端，电阻R117的另一端接单片机控制电路2的单片机U101的40脚，单片机控制电路2的单片机U101采集到低电平信号代表信号工所在位置。

参照图4，单片机控制电路2的单片机U101的电源部分是3.3V电源接电阻R101的一端并接电容C102的一端，电容C102的另一端接地，电容的作用为电源滤波；电阻R101的另一端接单片机U101的2脚和3脚并接电容C101的一端，电容C101的另一端接地，电容的作用为电源滤波；单片机U101的4脚和5脚接电容C103的一端和电容C104的一端，电容C103的另一端和电容C104的另一端接地，单片机U101的6脚和7脚为数字地直接接电容C103和电容C104的接地端，作用为单片机U101的数字电源滤波；单片机U101的26脚接发光二极管LED的一端，发光二极管LED的另一端接电阻R119的一端，电阻R119的另一端接3.3V电源，此灯是指示系统运行指示灯；单片机U101的34脚接电阻R115的一端，电阻R115的另一端接拨码开关SET101的1脚，单片机U101的33脚接电阻R116的一端，电阻R116的另一端接拨码开关SET101的2脚，单片机U101的32脚接电阻R117的一端，电阻R117的另一端接拨码开关SET101的3脚，单片机U101的31脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接拨码开关SET101的4脚，拨码开关的作用是用通过设置电铃打点时间的间隔来区分铃声长短。

本发明的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备所用电子元器件均为市售产品，其中：单片机U101为美国Silicon Labs C8051F500单片机；继电器JDQ1采用宏发继电器HF115F-110-2ZS4，光电耦合器U103为日本东芝TLP521-1光电耦合器。

参照图5，本发明的软件程序根据自动化控制、计算机处理技术编制，是本领域技术人员所熟悉的技术。

本发明的用于矿井提升机的打点信号检测传送设备样机经过10个月的试用，效果良好，实现了本发明的目的和达到了所述的效果。

Claims (1)

1.一种用于矿井提升机的打点信号检测传送设备，其特征是：它包括单片机控制电路分别与电铃打点信号采集电路、外部开关信号输入电路、LED显示屏连接，所述的单片机控制电路与CAN总线通讯接口电连接；所述的电铃打点信号采集电路包括第一路电铃打点信号采集单元和第二路电铃打点信号采集单元，所述的第一路电铃打点信号采集单元包括：第一路电铃打点信号输入端子P101与继电器JDQ1连接，继电器JDQ1通过电阻R120与光电耦合器U103连接，电耦合器U103通过电阻R106与单片机控制电路连接；所述的第二路电铃打点信号采集单元包括：第二路电铃打点信号输入端子P102与继电器JDQ2连接，继电器JDQ2通过电阻R121与光电耦合器U104连接，光电耦合器U104通过电阻R108与单片机控制电路连接；所述的外部开关信号输入电路包括运人开关信号输入单元、运料开关信号输入单元、事故开关信号输入单元和信号工位置开关信号输入单元，所述运人开关信号输入单元包括：运人开关信号输入端子P103通过电阻R128与光电耦合器U108，光电耦合器U108通过电阻R111与单片机控制电路连接；所述运料开关信号输入单元包括：运料开关信号输入端子P104通过电阻R129与光电耦合器U109连接，光电耦合器U109通过电阻R113与单片机控制电路连接；所述事故开关信号输入单元包括：事故开关信号输入端子P105通过电阻R130与光电耦合器U110连接，光电耦合器U110通过电阻R115与单片机控制电路连接；所述信号工位置开关信号输入单元包括：信号工位置开关信号输入接端子P106通过电阻R131与光电耦合器U111连接，光电耦合器U111通过电阻R117与单片机控制电路连接；所述的单片机控制电路包括单片机U101，单片机U101的2脚和3脚与电阻R101、电容C101和电容C102连接，单片机的4脚和5脚与6脚和7脚之间并联电容C103、电容C104，单片机的26脚与发光二极管LED、电阻R119连接，单片机的34脚通过电阻R115与拨码开关SET101的1脚连接，单片机的33脚通过电阻R116与拨码开关SET101的2脚连接，单片机的32脚通过电阻R117与拨码开关SET101的3脚连接，单片机的31脚通过电阻R118与拨码开关SET101的4脚连接。