CN106094767B - 单轨吊综合集控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单轨吊综合集控系统。所述单轨吊综合集控系统数由传电台、无线射频基站、拾音器、语音识别装置、手持无线终端、西门子PLC、以太网模块、操作台、触摸屏、控制手柄、网络交换机、工控机、人车闭锁装置、红外人体传感器、无线射频卡、单轨道检测传感器、车载无线控制装置、漏电保护装置、运行显示及声光报警装置、电控元件、无线控制模块组成。所述单轨吊综合集控系统实现了单轨吊的遥控、声控、集中控制、人车闭锁、漏电保护、机车定位。

Description

单轨吊综合集控系统
技术领域
本发明专利涉及矿山单轨吊运输作业，特别是矿山实验室单轨吊的集控实验作业。
背景技术
单轨吊运输是矿山生产辅助运行的重要运输方法之一，其为由具有各种功能的吊挂车辆连成车组，在柴油机或者蓄电池组电牵引下，沿悬挂的工字钢轨道吊梁运行的系统。单轨吊车运输的主要优点：一是单轨吊车本机截面小，巷道断面空间利用率高；二是可用于平巷和斜巷的连续不转载运输，其运送载荷不受底板条件限制，可在各种竖曲线、平曲线及复杂曲线运行；三是可完成从采区车场直至工作面不经转载的辅助运输，可用于把主要运输大巷和采区巷道连在一起的辅助运输作业。因此单轨吊运输目前被广泛应用在矿山生产中。近几年来，随着无线遥控技术，语音识别技术的发展，这两种控制方式逐渐被应用在各行各业，但在单轨吊运输控制上，对这两种控制技术的应用还尚属空白。因此，有必要开发一款单轨吊综合集控装置，即可以实现传统的自动化控制，又可以实现对单轨吊的无线遥控和声控方式。本单轨吊综合集控系统可实现单轨吊的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制，同时又是单轨吊生产厂家、高等院校等对单轨吊集中控制的综合试验台，该技术自动化、智能化程度高，技术先进，生产成本低，具有较好的市场竞争优势和推广应用价值。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供单轨吊综合集控系统，旨在解决单轨吊的综合集中控制，实现单轨吊的手动控制、检修工作、自动控制、点动控制、无线遥控、声控的集成控制。
本发明实施例是这样实现的，所述单轨吊综合集控系统包括：
操作台，为所述单轨吊综合集控系统的壳体，用于安装触摸屏、西门子PLC、以太网模块、无线控制手柄、电控元件的柜体；
西门子PLC，为所述单轨吊综合集控系统的中央控制单元，用于在单轨吊综合集控系统及控制中的输入、输出控制；
触摸屏，为所述单轨吊综合集控系统人机界面显示单元，用于单轨吊综合集控系统控制方式选择及参数输入、输出显示；
电控元件，为所述单轨吊综合集控系统的外围控制单元，用于执行西门子 PLC控制指令；
以太网模块，用于所述西门子PLC和工控机的以太网通讯；
控制手柄，安装在所述操作台上，用于单轨吊在吊装、前进、后退操作时的手柄控制；
手持无线终端，为可携带的无线控制装置，用于单轨吊吊装、前进、后退操作手持终端控制，经过无线控制模块将手持终端的控制信号传输给所述西门子PLC；
无线控制模块，接受手持无线终端传输的无线通讯信号，并传输给所述西门子PLC；
拾音器，用于采集控制人员的声音信号，并将该信号转换成电信号输送给语音识别装置；
语音识别装置，用于对所述拾音器采集的声音信号进行语音辨识，识别出单轨吊控制信息，实现单轨吊的吊装、前进、后退操作的语音控制；
数传电台，实现所述西门子PLC和单轨吊上放置的车载无线控制装置之间的数据信息的无线通讯；
红外人体传感器，检测单轨吊行驶过程中有无人员闯入，一旦有人闯入则将信号发送给人车闭锁装置，实现人员闯入时的报警和停车功能；
人车闭锁装置，检测到红外人体传感器人员闯入信号后，通过所述西门子 PLC，在所述数传电台无线通讯下，将停车闭锁信号发送给车载无线控制装置，实现人员闯入时停车的控制；
无线射频基站，实现读取单轨吊上放置的无线射频卡；
网络交换机，在所述以太网模块的连接下，实现所述西门子PLC和工控机的通讯；
工控机，在所述网络交换机和所述以太网模块的连接下，实现与所述西门子PLC，实现对所述西门子PLC上位机管理；
车载无线控制装置，安装在单轨吊上，在所述数传电台的无线通讯下，实现和所述西门子PLC之间的通讯，控制单轨吊来完成所述西门子PLC的控制指令，通知将安装在单轨吊上的漏电保护装置和单轨吊检测传感器的参数值上传给所述西门子PLC；
漏电保护装置，安装在单轨吊上，对正在运行的单轨吊的电参数及是否发生漏电进行检测，一旦检测到有漏电电流，则通过所述车载无线控制装置和所述数传电台上传至所述西门子PLC；
单轨吊检测传感器，安装在单轨吊上，对正在运行的单轨吊的运行速度，运行距离参数进行检测，并通过所述车载无线控制装置和所述数传电台上传至所述西门子PLC；
运行显示及声光报警装置，安装在单轨吊上，用于显示正在运行的单轨吊的运行速度、距离、电参数及报警信息；
无线射频卡，安装在单轨吊上，用于标示单轨吊的身份及位置信息，经由所述无线射频基站上传给所述西门子PLC，再上传给所述工控机，实现单轨吊的身份辨识和定位。
进一步，所述单轨吊综合集控系统，在所述拾音器和所述语音识别装置的参与控制下，控制人员可以通过声音信号，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的语音控制。
进一步，所述单轨吊综合集控系统，在所述手持无线终端的参与控制下，控制人员可以通过操作所述手持无线终端，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的无线遥控。
进一步，所述单轨吊综合集控系统，通过所述红外人体传感器和所述人车闭锁装置，可以实现单轨吊在运行中一旦有人员闯入，则发出报警信号，并及时停车。
进一步，所述单轨吊综合集控系统，在所述操作台的执行按钮、所述电控元件、所述语音识别装置、所述手持无线终端、所述控制手柄的参与控制下，该单轨吊综合集控系统可实现对被控制单轨吊的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。
本发明实现了单轨吊的自动控制、无线遥控、声控等多种控制方式，科研成果将极大地带动科技进步和社会、经济的发展，极大地降低了单轨吊操作工人的劳动强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的单轨吊综合集控系统的结构框图。
图2是本发明实施例提供的单轨吊综合集控系统总体组成示意图。
图中，1.数传电台；2.无线射频基站；3.拾音器；4.语音识别装置；5.手持无线终端；6.西门子PLC；7.以太网模块；8.操作台；9.触摸屏；10.控制手柄； 11.网络交换机；12.工控机；13.人车闭锁装置；14.红外人体传感器；15.无线射频卡；16.单轨吊检测传感器；17.车载无线控制装置；18.漏电保护装置；19.运行显示及声光报警装置；20.电控元件；21.无线控制模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的单轨吊综合集控系统的组成结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
本发明的单轨吊综合集控系统，该单轨吊综合集控系统包括：数传电台、无线射频基站、拾音器、语音识别装置、手持无线终端、西门子PLC、以太网模块、操作台、触摸屏、控制手柄、网络交换机、工控机、人车闭锁装置、红外人体传感器、无线射频卡、单轨吊检测传感器、车载无线控制装置、漏电保护装置、运行显示及声光报警装置、电控元件、无线控制模块。
作为本发明实施例的一优化方案，在所述拾音器和所述语音识别装置的参与控制下，控制人员可以通过声音信号，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的语音控制。
作为本发明实施例的一优化方案，在所述手持无线终端的参与控制下，控制人员可以通过操作所述手持无线终端，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的无线遥控。
作为本发明实施例的一优化方案，通过所述红外人体传感器和所述人车闭锁装置，可以实现单轨吊在运行中一旦有人员闯入，则发出报警信号，并及时停车。
作为本发明实施例的一优化方案，在所述操作台的执行按钮、所述电控元件、所述语音识别装置、所述手持无线终端、所述控制手柄的参与控制下，该单轨吊综合集控系统可实现对被控制单轨吊的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。
本发明的单轨吊综合集控系统由数传电台1、无线射频基站2、拾音器3、语音识别装置4、手持无线终端5、西门子PLC6、以太网模块7、操作台8、触摸屏9、控制手柄10、网络交换机11、工控机12、人车闭锁装置13、红外人体传感器14、无线射频卡15、单轨吊检测传感器16、车载无线控制装置17、漏电保护装置18、运行显示及声光报警装置19、电控元件20、无线控制模块21组成。
所述触摸屏9、控制手柄10、西门子PLC6、以太网模块7、电控元件20、无线控制模块21安装在所述操作台8内部。
所述触摸屏9、控制手柄10、以太网模块7、电控元件20、无线控制模块 21、语音识别装置4、人车闭锁装置13、无线射频基站2、数传电台1均接入所述西门子PLC6，在所述数传电台1的无线通讯下与所述车载无线控制装置17 无线通讯，在所述无线射频基站2的无线通讯下与所述无线射频卡15通讯。
所述红外人体传感器14接入所述人车闭锁装置13后联接所述操作台8内的所述西门子PLC6，实现单轨吊运行时“行车不行人，行人不行车”的人车闭锁控制；所述拾音器3接入所述语音识别装置4后联接所述操作台8内的所述西门子PLC6，实现单轨吊的语音控制；所述工控机12联接所述网络交换机11 后接入所述操作台8内的所述以太网模块7，实现所述单轨吊综合集控系统的上位机管理；所述手持无线终端5经过所述无线通讯模块21接入到所述操作台8 内的所述西门子PLC6，实现单轨吊的无线遥控。
所述车载无线控制装置17、所述漏电保护装置18、所述单轨吊检测传感器 16、所述运行显示及声光报警装置19安装在单轨吊上，经过所述数传电台1与所述西门子PLC6无线通讯，实现信号的无线传输及单轨吊的无线控制。
所述无线射频卡15安装在单轨吊上，将信号无线传递给所述无线射频基站 2，由所述工控机12实现单轨吊的身份辨识及定位。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.单轨吊综合集控系统，包括操作台、西门子PLC，其中操作台为所述单轨吊综合集控系统的壳体，用于安装触摸屏、西门子PLC、以太网模块、无线控制手柄、电控元件的柜体；西门子PLC为所述单轨吊综合集控系统的中央控制单元，用于在单轨吊综合集控系统及控制中的输入、输出控制；所述单轨吊综合集控系统，其特征在于，所述单轨吊综合集控系统还包括：
触摸屏，为所述单轨吊综合集控系统人机界面显示单元，用于单轨吊综合集控系统控制方式选择及参数输入、输出显示；
电控元件，为所述单轨吊综合集控系统的外围控制单元，用于执行西门子PLC控制指令；
以太网模块，用于所述西门子PLC和工控机的以太网通讯；
控制手柄，安装在所述操作台上，用于单轨吊在吊装、前进、后退操作时的手柄控制；
手持无线终端，为可携带的无线控制装置，用于单轨吊吊装、前进、后退操作手持终端控制，经过无线控制模块将手持终端的控制信号传输给所述西门子PLC；
无线控制模块，接受手持无线终端传输的无线通讯信号，并传输给所述西门子PLC；
拾音器，用于采集控制人员的声音信号，并将该信号转换成电信号输送给语音识别装置；
语音识别装置，用于对所述拾音器采集的声音信号进行语音辨识，识别出单轨吊控制信息，实现单轨吊的吊装、前进、后退操作的语音控制；
数传电台，实现所述西门子PLC和单轨吊上放置的车载无线控制装置之间的数据信息的无线通讯；
红外人体传感器，检测单轨吊行驶过程中有无人员闯入，一旦有人闯入则将信号发送给人车闭锁装置，实现人员闯入时的报警和停车功能；
人车闭锁装置，检测到红外人体传感器人员闯入信号后，通过所述西门子PLC，在所述数传电台无线通讯下，将停车闭锁信号发送给车载无线控制装置，实现人员闯入时停车的控制；
无线射频基站，实现读取单轨吊上放置的无线射频卡；
网络交换机，在所述以太网模块的连接下，实现所述西门子PLC和工控机的通讯；
工控机，在所述网络交换机和所述以太网模块的连接下，实现与所述西门子PLC，实现对所述西门子PLC上位机管理；
车载无线控制装置，安装在单轨吊上，在所述数传电台的无线通讯下，实现和所述西门子PLC之间的通讯，控制单轨吊来完成所述西门子PLC的控制指令，通知将安装在单轨吊上的漏电保护装置和单轨吊检测传感器的参数值上传给所述西门子PLC；
漏电保护装置，安装在单轨吊上，对正在运行的单轨吊的电参数及是否发生漏电进行检测，一旦检测到有漏电电流，则通过所述车载无线控制装置和所述数传电台上传至所述西门子PLC；
单轨吊检测传感器，安装在单轨吊上，对正在运行的单轨吊的运行速度，运行距离参数进行检测，并通过所述车载无线控制装置和所述数传电台上传至所述西门子PLC；
运行显示及声光报警装置，安装在单轨吊上，用于显示正在运行的单轨吊的运行速度、距离、电参数及报警信息；
无线射频卡，安装在单轨吊上，用于标示单轨吊的身份及位置信息，经由所述无线射频基站上传给所述西门子PLC，再上传给所述工控机，实现单轨吊的身份辨识和定位。
2.如权利要求1所述的单轨吊综合集控系统，其特征在于，在所述拾音器和所述语音识别装置的参与控制下，控制人员可以通过声音信号，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的语音控制。
3.如权利要求1所述的单轨吊综合集控系统，其特征在于，在所述手持无线终端的参与控制下，控制人员可以通过操作所述手持无线终端，实现单轨吊的上下吊装、前进、后退操作的无线遥控。
4.如权利要求1所述的单轨吊综合集控系统，其特征在于，通过所述红外人体传感器和所述人车闭锁装置，可以实现单轨吊在运行中一旦有人员闯入，则发出报警信号，并及时停车。
5.如权利要求1所述的单轨吊综合集控系统，其特征在于，在所述操作台的执行按钮、所述电控元件、所述语音识别装置、所述手持无线终端、所述控制手柄的参与控制下，该单轨吊综合集控系统可实现对被控制单轨吊的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。
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