CN104537726A - 一种记录矿用破碎机状态的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种记录矿用破碎机状态的装置，包括安装在破碎机上的本安型防爆外壳，以及安装在壳体内部的核心处理器、数据存储器、可充电电池和信号传输接口，安装在油箱上的液位开关、温度传感器和安装在破碎机机身上的振动传感器将信号输送至核心处理器，核心处理器处理后的数据存储在数据存储器，可充电电池为核心处理器和数据存储器提供电源，本装置通过信号传输接口与其他外接设备相连；所述数据存储器采用带有数据加密功能的存储芯片并设有出厂存储密码。本发明通过定时记录破碎机润滑油油箱内的油液状态以及破碎机振动情况，便于保护破碎机润滑系统，同时对出现故障后的责任仲裁提供依据，且该装置只读不写且数据加密存储。
Description
技术领域
本发明涉及一种记录矿用破碎机状态的装置，属于矿用破碎机智能监控技术领域。
背景技术
矿用破碎机是对采煤机采下的体积较大煤块进行破碎的装备。由于破碎机工作时震动剧烈，且煤矿井下高温、高湿，一旦破碎机得不到及时的润滑容易发生故障。
对破碎机润滑系统的主要监测对象是润滑油的液位、温度及机身振动情况，通过对破碎机润滑油液位的监测，可以监测破碎机润滑油是否达到规定的油位，通过监测润滑油的温度，可以感知破碎机润滑油温度是否超出正常工作范围。但是在破碎机故障时，本煤矿的工作人员经常会自行加入润滑油来排出故障，这样就会致使破碎机出现故障的原因究竟是破碎机设备故障还是未及时添加润滑油导致难以断定，从而导致厂家与煤矿就破碎机故障问责难以公平权衡。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种记录矿用破碎机状态的装置，可以记录破碎机的运行状态，监测破碎机的工作状况，以及将记录数据用于做破碎机发生故障后的问责凭证。
为了实现上述目的，一种记录矿用破碎机状态的装置，包括安装在破碎机上的本安型防爆外壳，以及安装在壳体内部的核心处理器、数据存储器、可充电电池和信号传输接口，安装在油箱上的液位开关、温度传感器和安装在破碎机机身上的振动传感器将信号输送至核心处理器，核心处理器处理后的数据存储在数据存储器，可充电电池为核心处理器和数据存储器提供电源，本装置通过信号传输接口与其他外接设备相连；
所述数据存储器采用带有数据加密功能的存储芯片并设有出厂存储密码；核心处理器支持多种信号传输接口的拓展；信号传输接口包括有线传输接口和无线传输接口。
数据存储器在出厂时设定存储密码，该密码只有生产该智能状态记录装置的厂家内部保存。当破碎机发生故障时，由破碎机厂家、智能记录装置厂家、煤矿人员共同打开数据存储器中的数据进行事故的仲裁，根据液位开关、温度传感器及振动传感器所监测数据的记录便可以清楚判断，造成事故的原因是破碎机厂家提供的破碎机质量问题，还是煤矿工作人员未及时补充润滑油、并合理降温的问题。
核心处理器采用基于SoC平台或基于Atom平台的智能处理器。
核心处理器采用基于SoC平台的Quark SoC X1000芯片(32nm级别)或基于Atom平台的Atom Z3770芯片(22nm级别)。上述两种芯片具有高性能、低功耗的优点；核心处理器具有丰富接口用于连接现场的各种数字量开关、传感器、以及各种总线、网络或者无线设备。
无线传输接口采用Wifi传输或者Bluetooth传输。
有线传输接口采用CAN总线接入或者SPI总线接入或者Profibus-DP总线接入或者Ethernet网线、光纤接入。
破碎机油箱外侧垂直均布多个液位开关，所述液位开关均为非直接接触外置式矿用隔爆兼本安型液位传感器。核心处理器通过读取各个限位开关的信号，便可得知油箱中液位的范围，非直接接触外置式矿用隔爆兼本安型液位传感器不会改变原有破碎机的润滑系统。
可充电电池为本安型可充电锂电池。该电池具有体积小、比能量大、电池容量大、污染小的特点。
本装置具有与核心处理器相连的报警装置。当液位开关监测的油位低于设定值，且温度、振幅高于设定值时，核心处理器输出破碎机停止信号，并通过报警装置进行报警。
数据存储器为具有ECC校验功能的存储芯片。其中ECC校验是在普通数据中加入时间戳和ECC校验码，时间戳可以记下每组数据的时间，ECC校验码则可以对数据进行校验，舍弃其中错误的数据。
振动传感器与核心处理器之间具有比较电路，核心处理器根据比较电路输出信号对液位开关、温度传感器及振动传感器的信号定时间断监测。
由于破碎机润滑油箱状态的变化是连续量，且监测值一般不会剧烈变化，因此可以根据破碎机的型号、具体工作条件或者煤矿的需求确定定时时间，同时间断监测可以减少数据存储量。振动传感器信号设比较电路，只有当振幅超过一定值的时候才认为破碎机开始工作，否则认定破碎机未工作。其中破碎机开始工作时，比较电路输出1；破碎机停止工作时，比较电路输出0。当比较电路输出1时，设定破碎机状态记录装置定时读取液位开关、温度传感器、振动传感器的循环时间为T1；当比较电路输出为0时，设定破碎机状态记录装置定时读取液位开关、温度传感器、振动传感器的循环时间为T2。为实现破碎机状态记录装置能耗最低，循环时间T1>T2。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为振动传感器中比较电路工作流程图；
图3为本装置保护功能流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种记录矿用破碎机状态的装置，包括安装在破碎机上的本安型防爆外壳，以及安装在壳体内部的核心处理器、数据存储器、可充电电池和信号传输接口，安装在油箱上的液位开关、温度传感器和安装在破碎机机身上的振动传感器将信号输送至核心处理器，核心处理器处理后的数据存储在数据存储器，可充电电池为核心处理器和数据存储器提供电源，本装置通过信号传输接口与其他外接设备相连；
所述数据存储器采用带有数据加密功能的存储芯片并设有出厂存储密码；核心处理器支持多种信号传输接口的拓展；信号传输接口包括有线传输接口和无线传输接口。
进一步的，核心处理器采用基于SoC平台或基于Atom平台的智能处理器。
更进一步的，核心处理器采用基于SoC平台的Quark SoC X1000芯片(32nm级别)或基于Atom平台的Atom Z3770芯片(22nm级别)。
上述两种芯片具有高性能、低功耗的优点；核心处理器具有丰富接口用于连接现场的各种数字量开关、传感器、以及各种总线、网络或者无线设备。
进一步的，无线传输接口采用Wifi传输或者Bluetooth传输。
进一步的，有线传输接口采用CAN总线接入或者SPI总线接入或者Profibus-DP总线接入或者Ethernet网线、光纤接入。
无线和有线传输方式都是对核心处理器处理过的液位开关信号、油液温度信号进行单向传输，即其他设备只可以读取这些数据，但是要写入时就需要提供数据存储器的加密存储密码，这样就可以最大限度的保护现场采集的原始数据以便日后作为仲裁依据。
进一步的，破碎机油箱外侧垂直均布多个液位开关，所述液位开关均为非直接接触外置式矿用隔爆兼本安型液位传感器。核心处理器通过读取各个限位开关的信号，便可得知油箱中液位的范围，非直接接触外置式矿用隔爆兼本安型液位传感器不会改变原有破碎机的润滑系统。
破碎机的供电电压较高，用于记录破碎机状态的装置如果直接采用该电压供电，就必须加入变压器，这样就会导致结构过于复杂，设计、搬运、安装困难，因此本发明采用本安型可充电锂电池。该电池具有体积小、比能量大、电池容量大、污染小的特点。
更进一步的，本装置具有与核心处理器相连的报警装置。工作流程如图3所示，当液位开关监测的油位低于设定值，且温度、振幅高于设定值时，核心处理器输出破碎机停止信号，并通过报警装置进行报警，从而进一步保护破碎机。
更进一步的，数据存储器为具有ECC校验功能的存储芯片。其中ECC校验是在普通数据中加入时间戳和ECC校验码，时间戳可以记下每组数据的时间，ECC校验码则可以对数据进行校验，舍弃其中错误的数据。
更进一步的，振动传感器与核心处理器之间具有比较电路，核心处理器根据比较电路输出信号对液位开关、温度传感器及振动传感器的信号定时间断监测。
由于破碎机润滑油箱状态的变化是连续量，且监测值一般不会剧烈变化，因此可以根据破碎机的型号、具体工作条件或者煤矿的需求确定定时时间，同时间断监测可以减少数据存储量。振动传感器信号设比较电路，只有当振幅超过一定值的时候才认为破碎机开始工作，否则认定破碎机未工作。如图2所示，其中破碎机开始工作时，比较电路输出1；破碎机停止工作时，比较电路输出0。当比较电路输出1时，设定破碎机状态记录装置定时读取液位开关、温度传感器、振动传感器的循环时间为T1；当比较电路输出为0时，设定破碎机状态记录装置定时读取液位开关、温度传感器、振动传感器的循环时间为T2。为实现破碎机状态记录装置能耗最低，循环时间T1>T2。
润滑油的液位状态通过安装在油箱上的液位开关监测，将整个油箱进行等分，在油箱上均匀布置多个液位开关，液位开关将液位信号转化成标准的数字量信号，满液位时所有的液位数字量信号均置1，如果液位低于某一个刻度，则对应的数字量置0，以此类推，核心处理器通过定时读取各个限位开关的信号，便可得知油箱中液位的范围。
润滑油的温度通过安装在油箱上的温度传感器监测，并将测得的温度进行设定好的阀值判断，必要时可作为紧急控制破碎机的依据。温度传感器通过变送器将温度信号转换成标准模拟量信号，并通过A/D将模拟量信号转换成可处理的数字量信号，核心处理器通过定时读取经A/D转换的温度信号，便可的得知油箱中油液的温度。
振动传感器用于监测破碎机振动的振幅，振动传感器通过变送器将振动信号转换成标准模拟量信号，并通过比较电路与核心处理器相连，当振幅达到设定值时，比较电路输出为1，当振幅小于设定值时，比较电路输出为0。
核心处理器在对数据进行处理时，根据事先设定好的时间定时地对各个液位开关、温度传感器和振动传感器进行状态监测，数据存储器主要用于存储核心处理器的从程序与处理数据，数据存储器在出厂时设定存储密码，该密码只有生产该智能状态记录装置的厂家内部保存。当破碎机发生故障时，由破碎机厂家、智能记录装置厂家、煤矿人员共同打开数据存储器中的数据进行事故的仲裁，根据液位开关、温度传感器所监测数据的记录便可以清楚判断，造成事故的原因是破碎机厂家提供的破碎机质量问题，还是煤矿工作人员未及时补充润滑油、并合理降温的问题。
本发明通过定时记录破碎机润滑油油箱内的油液状态及破碎机振动情况，且该装置只读不写且数据加密存储，便于破碎机出现故障后的责任仲裁；该装置内部设有可充电电池，不需要提供单独的电源；核心处理器可根据需要自由选择有线或者无线数据传输方式。
Claims (10)
1.一种记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：包括安装在破碎机上的本安型防爆外壳，以及安装在壳体内部的核心处理器、数据存储器、可充电电池和信号传输接口，安装在油箱上的液位开关、温度传感器和安装在破碎机机身上的振动传感器将信号输送至核心处理器，核心处理器处理后的数据存储在数据存储器，可充电电池为核心处理器和数据存储器提供电源，本装置通过信号传输接口与其他外接设备相连；
所述数据存储器采用带有数据加密功能的存储芯片并设有出厂存储密码；核心处理器支持多种信号传输接口的拓展；信号传输接口包括有线传输接口和无线传输接口。
2.根据权利要求1所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：核心处理器采用基于SoC平台或基于Atom平台的智能处理器。
3.根据权利要求2所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：核心处理器采用基于SoC平台的Quark SoC X1000芯片或基于Atom平台的Atom Z3770芯片。
4.根据权利要求3所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：无线传输接口采用Wifi传输或者Bluetooth传输。
5.根据权利要求4所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：有线传输接口采用CAN总线接入或者SPI总线接入或者Profibus-DP总线接入或者Ethernet网线、光纤接入。
6.根据权利要求5所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：破碎机油箱外侧垂直均布多个液位开关，所述液位开关均为非直接接触外置式矿用隔爆兼本安型液位传感器。
7.根据权利要求6所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：可充电电池为本安型可充电锂电池。
8.根据权利要求7所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：本装置具有与核心处理器相连的报警装置。
9.根据权利要求8所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：数据存储器为具有ECC校验功能的存储芯片。
10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的记录矿用破碎机状态的装置，其特征在于：振动传感器与核心处理器之间具有比较电路，核心处理器根据比较电路输出信号对液位开关、温度传感器及振动传感器的信号定时间断监测。
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