CN104532698A - 边坡清筛机的电气系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种边坡清筛机的电气系统，通过在边坡清筛机的电气系统中增设PLC控制系统，该PLC控制系统与电气系统中的供电系统相连，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏，使得处理器向显示屏发送该传感器所获取的运行工况信息，以使该显示屏对传感器所获取的运行工况信息进行显示，从而实现实时对边坡清筛机的运行工况进行监控。解决了现有技术中缺乏实时对边坡清筛机的运行工况进行监控的机制，从而不利于操作人员及时发现边坡清筛机在运行过程中的异常状态的技术问题。

Description

边坡清筛机的电气系统

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种边坡清筛机的电气系统。

背景技术

边坡清筛机是铁路线路轨行式工程作业车。在铁路线上即可单独完成道床边坡清筛，又能与枕底清筛机联合对道床进行全断面清筛。该机可将铁路轨枕以外800mm范围内的石碴通过挖掘斗轮导入横向输送带再通过输送带传送到振动筛进行筛选，然后把筛选后所获得的清洁的石碴通过石碴漏斗撒回边坡上，把筛选出的碎渣和污土通过旋转污土带抛向污土车或路基面外。

但现有的边坡清筛机，缺乏实时对其运行工况进行监控的机制，从而不利于操作人员及时发现边坡清筛机在运行过程中的异常状态。

发明内容

本发明提供一种边坡清筛机的电气系统，用于实现实时对边坡清筛机的运行工况进行监控。

本发明的一个方面是提供一种边坡清筛机的电气系统，包括供电系统、安全控制系统和车内通信系统，所述供电系统分别与所述安全控制系统和所述车内通信系统相连，所述电气系统还包括：PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述供电系统相连；

所述PLC控制系统，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏；

所述处理器，分别与所述传感器和所述显示屏连接，用于向所述显示屏发送所述传感器所获取的运行工况信息，以使所述显示屏对所述传感器所获取的运行工况信息进行显示。

如上所述的电气系统，所述工作装置为发动机，所述PLC控制系统，还包括：总线；

所述总线，与所述处理器和设置于所述发动机中的传感器连接，用于通过设置于所述发动机中的传感器，获取所述发动机的运行工况信息；

所述处理器，具体用于向所述显示屏发送所述发动机的运行工况信息，以使所述显示屏对所述发动机的运行工况信息进行显示。

如上所述的电气系统，所述工作装置为变速器，所述PLC控制系统，还包括：模拟量输入输出模块；

所述模拟量输入输出模块，与所述处理器和设置于所述变速器中的传感器连接，用于向所述处理器发送所述变速器的运行工况信息，以使与所述处理器相连的显示屏对所述变速器的运行工况信息进行显示，还用于向所述变速器发送所述处理器的控制指令，以使所述变速器进行变速。

如上所述的电气系统，所述工作装置为输送带、振动筛和/或挖掘轮，所述PLC控制系统，还包括：数字量输入输出模块；

所述数字量输入输出模块，与所述处理器和设置于所述输送带、振动筛和/或挖掘轮中的传感器连接，用于向所述处理器发送所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息，以使与所述处理器相连的显示屏对所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息进行显示。

如上所述的电气系统，所述PLC控制系统，还包括：温度采样模块；

所述温度采样模块，与所述处理器连接，用于向所述处理器发送采样获得的所述边坡清筛机的液压油的温度，以使与所述处理器相连的显示屏对所述液压油的温度进行显示；

所述数字量输入输出模块，与所述液压油冷却风扇连接，还用于在所述处理器根据接收到所述液压油的温度，生成液压油冷却风扇的转速调整信号之后，向所述液压油冷却风扇发送所述转速调整信号。

如上所述的电气系统，所述PLC控制系统，还包括：与所述数字量输入输出模块连接的控制台；

所述数字量输入输出模块，还用于接收用户通过按下所述控制台中紧急按钮所发送的紧急故障信号，并通过所述处理器向所述边坡清筛机的发动机发送所述紧急故障信号，以使所述发动机停机。

如上所述的电气系统，所述PLC控制系统，还包括：计数模块；

所述计数模块，与所述处理器连接，用于向所述处理器发送根据边坡清筛机的车轮转速和预设轮径计算获得的所述边坡清筛机的速度，以使与所述处理器相连的显示屏对所述速度进行显示；

所述显示屏为触摸显示屏，还用于获取用户输入的轮径值，通过所述处理器向所述计数模块发送所述用户输入的轮径值；

所述计数模块，还用于根据所述用户输入的轮径值对所述轮径进行更新。

如上所述的电气系统，所述PLC控制系统，还包括：以太网卡；

所述以太网卡，分别与所述处理器和所述显示屏连接。

如上所述的电气系统，所述电气系统，还包括：隔离电源；

所述隔离电源，分别与所述供电系统和所述PLC控制系统连接，用于将所述供电系统输出的交流电转换为直流电，利用所述直流电向所述PLC控制系统供电。

本发明提供的边坡清筛机的电气系统，通过在边坡清筛机的电气系统中增设可编程逻辑控制器(programmable logic controller，简称PLC)控制系统，该PLC控制系统与电气系统中的供电系统相连，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏，使得处理器向显示屏发送该传感器所获取的运行工况信息，以使该显示屏对传感器所获取的运行工况信息进行显示，从而实现实时对边坡清筛机的运行工况进行监控。解决了现有技术中缺乏实时对边坡清筛机的运行工况进行监控的机制，从而不利于操作人员及时发现边坡清筛机在运行过程中的异常状态的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种边坡清筛机的电气系统的结构示意图；

图2为PLC控制系统1的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的一种边坡清筛机的电气系统的结构示意图，如图1所示，包括PLC控制系统1、供电系统2、安全控制系统3和车内通信系统4，供电系统2分别与所述安全控制系统3和所述车内通信系统4相连，PLC控制系统1与所述供电系统2相连。

所述PLC控制系统1，包括：处理器11、传感器12和显示屏13。

传感器12，用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息。

具体的，传感器12的个数可以为多个，分别设置于该边坡清筛机中各工作装置中。由于传感器12设置于边坡清筛机的各工作装置中，从而可获取各工作装置的运行工况信息，具体的，运行工况信息包括：轴承温度；挖掘轮、松碴器横向与纵向位移量；各工作装置作业速度；列车运行数据的状态；发动机运行数据。

处理器11，分别与传感器12和所述显示屏13连接，用于向所述显示屏13发送所述传感器12所获取的运行工况信息，以使所述显示屏13对所述传感器12所获取的运行工况信息进行显示。

具体的，显示屏13可为触摸显示屏。

另外，处理器11还可根据传感器12所采集获取到的各工作装置的运行工况信息进行故障诊断，根据故障诊断结果指示显示屏13显示报警信息，如故障名称、故障发生时间及故障发生后的确认时间。其中，故障名称包括：整机覆盖报警；变速器状态报警；液压油油位低报警；液压油无油温信号；油温高报警；液压系统故障；紧急停机报警；交权控制失效报警；制动缸无压力报警；操纵手柄无效报警；发动机冷却液温度高、油压低、油压高、蓄电池电势低、发动机转速超限报警。

在实际使用过程中，由于PLC控制系统1中的显示屏13通过处理器1与设置在各工作装置内的传感器12连接，从而显示屏13可分界面显示下列信息：故障信息；机车走行速度、柴油机转速、运行工况、日期；机车运行方向；蓄电池电压；发动机转速、总运转时间、油压、冷却液温度、燃油消耗量；液压油箱油温、液压油箱油位、环境温度、轴承温度；运行里程累积；挖掘轮和松碴器位移、各工作装置液压系统补油压力和负载压力；各工作装置限压值、自动停机限压值；各工作泵和马达最小最大电流标定、液压油冷却风扇标定、编码器标定；处理器的各卡槽信息显示。

另外，显示屏13的亮度可自动进行调节，对不同类别的显示信息应用不同色彩予以分开，压力、位移信息以数值和图表等多种方式体现，状态信息、故障信息和故障记录的具体内容都能通过不同界面查询。还设定了权限，根据操作员的使用权限设定了管理员页面查询，在管理员页面可对整机，如操作手柄限压值和自动停机限压值，以及运行参数，如操作手柄方向改变电压值、马达最小最大电压值、功率限值值、液力制动限制值、重要装置参数越权覆盖和液压泵运行，进行更改。

为了清楚说明本实施例，本实施例中还对边坡清筛车的电气系统中其他部分进行了说明：

具体来说，电气系统中的供电系统2主要由辅助发电机组构成，辅助发电机组发出来的交流(AC)220V/50H_Z分别分配给装载车和筛分车的总控箱,再由装载车和筛分车分别分配给各自的控制回路，除了装载车控制的PLC和应急泵，筛分车控制的水泵，两车的控制回路基本相同。供电系统2由蓄电池控制电路、直流(DC)24V、DC12、DC10、DC5V供电系统和AC220V/50HZ供电系统组成。其中，DC24V蓄电池供电系统，主要用于主发柴油机起动时给柴油机控制器提供电源，同时为整车的安全联锁控制系统3和无火回送轴温报警系统提供电源。该蓄电池安装在装载车的前端；AC220V/50HZ供电系统，用于筛分车上设有的一台辅助发电机组给空调机组、加热装置、电暖风机、司机室增压器、应急泵、水泵以及作业照明系统提供电源；DC24V供电系统，负载主要有PLC控制系统1、人机界面、控制继电器、液压系统阀驱动模块、刮雨器、除霜风扇等提供电源；其他负载主要有DC12V、DC10V、DC5V，分别为司机室内控制台上的操作手柄提供控制电源。

电气系统中的安全控制系统3，可划分为机械锁定控制、紧急停机控制、安全行车监控系统、无火回送轴温监控等。机械锁定控制，可用于采用机械方式锁定用于提供动力的发动机，机械锁定控制的开关分别位于筛分车、装载车的走行控制台、作业控制台以及机车工作装置的两侧，工作人员在进行日常检查时，须注意将此开关旋转至锁定位，并挂牌上锁，避免其他人误动作，完成维护后方可解锁，复位按钮仅位于装载车司机室，绿色指示灯表示边坡清筛机可被正常操作。具体机械锁定控制可在如下场景下应用：机车被禁用，禁用行驶和液压功能，但允许发动机怠速运转；在进行日常检查及灯具维护时需禁用机车，以保证操作人员安全；用于检查，不用于维修。紧急停机控制，指在非正常情况下快速关闭系统，关闭主发动机和发电机。在紧急停车期间，液压动力快速消除，这样就无法产生负载。随即实施停车制动并关闭所有功能，依靠蓄电池24V电压供电的烟雾报警器和照明灯除外；实现方法：按下控制元件附近的紧急停车(Emergency Stop)按钮，分别位于装载车和筛分车司机室的走行控制台及作业控制台；通过系统软件做出反应，如果系统软件检测到超出系统安全限制出现故障，则系统软件将启动紧急停车；紧急停车后按复位按钮可将机车复位。从任何驾驶室发出紧急停车命令后，紧急停车复位(E-Stop Reset)按钮亮起。机车紧急停车(MachineEmergency Stop)按钮复位后必须按下“紧急停车复位”按钮，让机车在紧急停车后启动。安全行车监控系统，工作电源为DC24V，主要由GYK轨道车运行控制设备和WTTJ-G型机车综合无线通信设备等组成，能够适应自动及半自动闭塞方式，适应各种信号制式。GYK轨道车运行控制设备包括GYK主机、显示屏、机车信号接收线圈、机车信号灯、速度传感器和外部接口，如主机与压力传感器、紧急制动阀、常用制动阀、保压阀及卸载装置等接口。GYK具有轨道电路信号接收、监控功能、记录功能、显示和语音提示功能，以及无线列调通话记录、信号自检、警醒及警惕等功能。WTTJ-G型机车综合无线通信设备包括主机、操作显示终端、送受话器、扬声器、打印终端、连接电缆、天线、射频馈线等构成等。无火回送轴温报警系统，具有轴温信息监测、显示、声光报警、轴温信息记录、数据转储以及长时间无火挂运等功能。由主机、显示器、数字式轴温传感器、监测盒、接线盒等组成。主机以嵌入式处理器为核心，采用新型高速数据储存器为主要存储器件，通讯采用总线形式，可连接多个轴温监测盒，可进一步满足铁路用户的需要，显示器可显示每轴温度及环境温度，并能解除轴温报警，数字式轴温传感器可进行编码并准确检测轴温。

电气系统中的车内通信系统4，分别在装载车司机室和筛分车司机室内，通过两车连接电气实现走行或作业模式下，两车司机之间的内部沟通联系通话。

本实施例中，通过在边坡清筛机的电气系统中增设PLC控制系统，该PLC控制系统与电气系统中的供电系统相连，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏，使得处理器向显示屏发送该传感器所获取的运行工况信息，以使该显示屏对传感器所获取的运行工况信息进行显示，从而实现实时对边坡清筛机的运行工况进行监控。解决了现有技术中缺乏实时对边坡清筛机的运行工况进行监控的机制，从而不利于操作人员及时发现边坡清筛机在运行过程中的异常状态的技术问题。

图2为PLC控制系统1的结构示意图，在上一实施例的基础上，本实施例中的PLC控制系统1，还包括：总线14。

总线14，与所述处理器11和设置于所述发动机中的传感器12连接，用于通过设置于所述发动机中的传感器12，获取所述发动机的运行工况信息。

所述处理器11，具体用于向所述显示屏13发送所述发动机的运行工况信息，以使所述显示屏13对所述发动机的运行工况信息进行显示。

进一步，工作装置为变速器，所述PLC控制系统1，还包括：模拟量输入输出模块15。

模拟量输入输出模块15，与所述处理器11和设置于所述变速器中的传感器12连接，用于向所述处理器11发送所述变速器的运行工况信息，以使与所述处理器11相连的显示屏13对所述变速器的运行工况信息进行显示，还用于向所述变速器发送所述处理器11的控制指令，以使所述变速器进行变速。

进一步，工作装置为输送带、振动筛和/或挖掘轮，所述PLC控制系统1，还包括：数字量输入输出模块16。

所述数字量输入输出模块16，与所述处理器11和设置于所述输送带、振动筛和/或挖掘轮中的传感器12连接，用于向所述处理器11发送所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息，以使与所述处理器相连的显示屏对所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息进行显示。

进一步，PLC控制系统1，还包括：温度采样模块17。

所述温度采样模块17，与所述处理器11连接，用于向所述处理器11发送采样获得的所述边坡清筛机的液压油的温度，以使与所述处理器相连的显示屏对所述液压油的温度进行显示。

所述数字量输入输出模块16，与所述液压油冷却风扇连接，还用于在所述处理器11根据接收到所述液压油的温度，生成液压油冷却风扇的转速调整信号之后，向所述液压油冷却风扇发送所述转速调整信号。

进一步，PLC控制系统1，还包括：与所述数字量输入输出模块16连接的控制台18。

所述数字量输入输出模块16，还用于接收用户通过按下所述控制台18中紧急按钮所发送的紧急故障信号，并通过所述处理器11向所述边坡清筛机的发动机发送所述紧急故障信号，以使所述发动机停机。

进一步，PLC控制系统1，还包括：计数模块19。

所述计数模块19，与所述处理器11连接，用于向所述处理器11发送根据边坡清筛机的车轮转速和预设轮径计算获得的所述边坡清筛机的速度，以使与所述处理器11相连的显示屏对所述速度进行显示。

进一步，在显示屏13为触摸显示屏时，显示屏13还用于获取用户输入的轮径值，通过所述处理器11向所述计数模块19发送所述用户输入的轮径值。

计数模块19，还用于根据用户输入的轮径值对轮径进行更新。

进一步，PLC控制系统1，还包括：以太网卡10。

所述以太网卡10，分别与所述处理器11和所述显示屏13连接。

需要说明的是，作为一种可能的实现方式，电气系统，还包括：隔离电源。隔离电源，分别与所述供电系统2和所述PLC控制系统1连接，用于将所述供电系统2输出的交流电转换为直流电，利用所述直流电向所述PLC控制系统1供电。

在本实施例中，通过采用PLC控制系统1中的处理器11，还可以实现对于发动机、变速器、低速走行泵、各工作装置顺序逻辑、液压油冷却风扇、离/合齿和装载车与筛分车两车间逻辑的控制。

本实施例中，通过在边坡清筛机的电气系统中增设PLC控制系统，该PLC控制系统与电气系统中的供电系统相连，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏，使得处理器向显示屏发送该传感器所获取的运行工况信息，以使该显示屏对传感器所获取的运行工况信息进行显示，从而实现实时对边坡清筛机的运行工况进行监控。解决了现有技术中缺乏实时对边坡清筛机的运行工况进行监控的机制，从而不利于操作人员及时发现边坡清筛机在运行过程中的异常状态的技术问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种边坡清筛机的电气系统，包括供电系统、安全控制系统和车内通信系统，所述供电系统分别与所述安全控制系统和所述车内通信系统相连，其特征在于，所述电气系统还包括：可编程逻辑控制器PLC控制系统，所述PLC控制系统与所述供电系统相连；

所述PLC控制系统，包括：处理器、用于获取所述边坡清筛机中工作装置的运行工况信息的传感器和显示屏；

所述处理器，分别与所述传感器和所述显示屏连接，用于向所述显示屏发送所述传感器所获取的运行工况信息，以使所述显示屏对所述传感器所获取的运行工况信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述工作装置为发动机，所述PLC控制系统，还包括：总线；

所述总线，与所述处理器和设置于所述发动机中的传感器连接，用于通过设置于所述发动机中的传感器，获取所述发动机的运行工况信息；

所述处理器，具体用于向所述显示屏发送所述发动机的运行工况信息，以使所述显示屏对所述发动机的运行工况信息进行显示。

3.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述工作装置为变速器，所述PLC控制系统，还包括：模拟量输入输出模块；

所述模拟量输入输出模块，与所述处理器和设置于所述变速器中的传感器连接，用于向所述处理器发送所述变速器的运行工况信息，以使与所述处理器相连的显示屏对所述变速器的运行工况信息进行显示，还用于向所述变速器发送所述处理器的控制指令，以使所述变速器进行变速。

4.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述工作装置为输送带、振动筛和/或挖掘轮，所述PLC控制系统，还包括：数字量输入输出模块；

所述数字量输入输出模块，与所述处理器和设置于所述输送带、振动筛和/或挖掘轮中的传感器连接，用于向所述处理器发送所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息，以使与所述处理器相连的显示屏对所述输送带、振动筛和/或挖掘轮的运行工况信息进行显示。

5.根据权利要求4所述的电气系统，其特征在于，所述PLC控制系统，还包括：温度采样模块；

所述温度采样模块，与所述处理器连接，用于向所述处理器发送采样获得的所述边坡清筛机的液压油的温度，以使与所述处理器相连的显示屏对所述液压油的温度进行显示；

所述数字量输入输出模块，与所述液压油冷却风扇连接，还用于在所述处理器根据接收到所述液压油的温度，生成液压油冷却风扇的转速调整信号之后，向所述液压油冷却风扇发送所述转速调整信号。

6.根据权利要求4所述的电气系统，其特征在于，所述PLC控制系统，还包括：与所述数字量输入输出模块连接的控制台；

所述数字量输入输出模块，还用于接收用户通过按下所述控制台中紧急按钮所发送的紧急故障信号，并通过所述处理器向所述边坡清筛机的发动机发送所述紧急故障信号，以使所述发动机停机。

7.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述PLC控制系统，还包括：计数模块；

所述计数模块，与所述处理器连接，用于向所述处理器发送根据边坡清筛机的车轮转速和预设轮径计算获得的所述边坡清筛机的速度，以使与所述处理器相连的显示屏对所述速度进行显示；

所述显示屏为触摸显示屏，还用于获取用户输入的轮径值，通过所述处理器向所述计数模块发送所述用户输入的轮径值；

所述计数模块，还用于根据所述用户输入的轮径值对所述轮径进行更新。

8.根据权利要求1所述的电气系统，其特征在于，所述PLC控制系统，还包括：以太网卡；

所述以太网卡，分别与所述处理器和所述显示屏连接。

9.根据权利要求1-8所述的电气系统，其特征在于，所述电气系统，还包括：隔离电源；

所述隔离电源，分别与所述供电系统和所述PLC控制系统连接，用于将所述供电系统输出的交流电转换为直流电，利用所述直流电向所述PLC控制系统供电。