CN106154962B - 无极绳绞车综合集控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无极绳绞车综合集控系统。所述无极绳绞车综合集控系统由无线视频接收器、工控机、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、无线射频基站、电控元件、无线控制模块、打点装置、人车闭锁装置、红外人体传感器、变频器、漏电保护装置、数传电台、张力传感器、无线视频发射器、车载无线摄像头、检测传感器、车载无线控制装置、运行显示及声光报警装置数传电台、无线射频卡组成。所述无极绳绞车综合集控系统实现了无极绳绞车的遥控、声控、集中控制、打点点数控制、无线视频监视、人车闭锁、漏电保护、机车定位。

Description

无极绳绞车综合集控系统

技术领域

本发明专利涉及矿山无极绳绞车运输作业，特别是矿山实验室无极绳绞车的集控实验作业。

背景技术

无极绳绞车，是以无极绳机械绞车为动力，并与张紧装置、梭车、尾轮等各类轮组及钢丝绳共同组成的循环传动运输系统，无极绳运输系统是一类矿山井下辅助运输系统，主要用于工作面顺槽和采掘大巷，由循环钢丝绳牵引矿车、平板车等运输设备，实现了材料或设备等的长距离上坡、下坡和拐弯运输，主机在低速运行时输出力较大，适合液压支架等重型设备的长距离运输，在有些矿山，也可用于煤炭或其他矿石的采掘运输。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，但在无极绳绞车运输控制上，对这两种控制技术的应用还尚属空白。因此，有必要开发一款无极绳绞车综合集控装置，即可以实现传统的自动化控制，又可以实现对无极绳绞车的无线遥控和声控方式。本无极绳绞车综合集控系统可实现无极绳绞车的手动工作方式、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，又实现了对无极绳绞车的无线视频监控，同时又是无极绳绞车生产厂家、高等院校等对无极绳绞车集中控制的综合试验台。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供无极绳绞车综合集控系统，旨在解决无极绳绞车的综合集中控制，实现无极绳绞车的手动控制、检修工作、自动控制、点动控制、打点信号控制、无线遥控、声控的集成控制。

本发明实施例是这样实现的，所述无极绳绞车综合集控系统包括：

操作台，为所述无极绳绞车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，为所述无极绳绞车综合集控系统的中央控制单元，用于在无极绳绞车综合集控系统及控制中的输入、输出控制；

触摸屏，为所述无极绳绞车综合集控系统人机界面显示单元，用于无极绳绞车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，为所述无极绳绞车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，用于无极绳绞车在启停、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，用于无极绳绞车启停、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，识别出无极绳绞车控制信息，实现无极绳绞车的启停、前进、后退操作的语音控制；

数传电台，实现所述西门子PLC和无极绳绞车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，检测无极绳绞车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，实现读取无极绳绞车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上位机管理同时与，同时联接无线视频接收器，接受无极绳绞车的梭车的无线视频信息；

无线视频接收器，接受安装在无极绳绞车的梭车上的车载无线摄像头的视频信号，并通过所述工控机视频显示；

变频器，根据现场实际速度需求，在所述西门子PLC的控制下，调节无极绳绞车的梭车速度；

张力传感器，联接在无极绳绞车的尾轮上，用来检测无极绳绞车的钢丝绳对梭车的拉力；

打点装置，用于无极绳绞车运行和停止工作时的打点点数控制指令，点数为1为停止指令、点数为2为无极绳绞车快速前进指令，点数为3为无极绳绞车快速后退指令，点数为4为无极绳绞车慢速前进指令，点数为5为无极绳绞车慢速后退指令；

漏电保护装置，对正在运行的无极绳绞车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；

车载无线控制装置，安装在无极绳绞车的梭车上，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，控制无极绳绞车来完成所述西门子PLC的控制指令，通知将安装在无极绳绞车上的漏电保护装置和检测传感器的参数值上传给所述西门子PLC；

检测传感器，安装在无极绳绞车的梭车上，对正在运行的无极绳绞车的运行速度，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，安装在无极绳绞车的梭车上，用于显示正在运行的无极绳绞车的运行速度、距离、电参数及报警信息；

车载无线摄像头，安装在无极绳绞车的梭车上，与所述无线视频发射器联接，用于对梭车的无线视频监控；

无线视频发射器，安装在无极绳绞车的梭车上，将所述车载无线摄像头的无线视频信息经由所述无线视频接收器无线传输给所述工控机进行图像显示；

无线射频卡，安装在无极绳绞车的梭车上，用于标示无极绳绞车的身份及位置信息，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，实现无极绳绞车的梭车的身份辨识和定位。

进一步，所述无极绳绞车综合集控系统，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，实现无极绳绞车的前进、后退、停车操作的语音控制。

进一步，所述无极绳绞车综合集控系统，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，实现无极绳绞车的前进、后退、停车操作的无线遥控。

进一步，所述无极绳绞车综合集控系统，通过所述红外人体传感器和所述人车闭锁装置，可以实现无极绳绞车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，所述无极绳绞车综合集控系统，通过所述打点装置，可实现无极绳绞车打点点数的操作控制，点数为1为停止指令、点数为2为无极绳绞车快速前进指令，点数为3为无极绳绞车快速后退指令，点数为4为无极绳绞车慢速前进指令，点数为5为无极绳绞车慢速后退指令。

进一步，所述无极绳绞车综合集控系统，通过所述车载无线摄像头、无线视频发射器、无线视频接收器，可实现对无极绳绞车梭车的无线视频监控。

进一步，所述无极绳绞车综合集控系统，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、所述打点装置、所述控制手柄的参与控制下，该无极绳绞车综合集控系统可实现对被控制无极绳绞车的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、打点信号工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。

本发明实现了无极绳绞车的自动控制、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，极大地降低了无极绳绞车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无极绳绞车综合集控系统的结构框图。

图2是本发明实施例提供的无极绳绞车综合集控系统总体组成示意图。

图中，1.无线视频接收器；2.工控机；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.无线射频基站；13.电控元件；14.无线控制模块；15.打点装置；16.人车闭锁装置；17.红外人体传感器；18.变频器；19.漏电保护装置；20.数传电台；21.张力传感器；22.无线视频发射器；23.车载无线摄像头；24.检测传感器；25.车载无线控制装置；26.运行显示及声光报警装置；27.无线射频卡。

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无极绳绞车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。

本发明的无极绳绞车综合集控系统，该无极绳绞车综合集控系统包括：无线视频接收器、工控机、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、无线射频基站、电控元件、无线控制模块、打点装置、人车闭锁装置、红外人体传感器、变频器、漏电保护装置、数传电台、张力传感器、无线视频发射器、车载无线摄像头、检测传感器、车载无线控制装置、运行显示及声光报警装置、无线射频卡。

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，实现无极绳绞车的前进、后退、停车操作的语音控制。

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，实现无极绳绞车的前进、后退、停车操作的无线遥控。

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，可以实现无极绳绞车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，通过所述打点装置，可实现无极绳绞车打点点数的操作控制，点数为1为停止指令、点数为2为无极绳绞车快速前进指令，点数为3为无极绳绞车快速后退指令，点数为4为无极绳绞车慢速前进指令，点数为5为无极绳绞车慢速后退指令。

作为本发明实施例的一优化方案，通过所述车载无线摄像头、无线视频发射器、无线视频接收器，可实现对无极绳绞车梭车的无线视频监控。

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、所述打点装置、所述控制手柄的参与控制下，该无极绳绞车综合集控系统可实现对被控制无极绳绞车的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、打点信号工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。

本发明的无极绳绞车综合集控系统由.无线视频接收器1、工控机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、无线射频基站12、电控元件13、无线控制模块14、打点装置15、人车闭锁装置16、红外人体传感器17、变频器18、漏电保护装置19、数传电台20、张力传感器21、无线视频发射器22、车载无线摄像头23、检测传感器24、车载无线控制装置25、运行显示及声光报警装置26、无线射频卡27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13、无线控制模块14安装在所述操作台8内部。

所述触摸屏9、控制手柄10、无线控制模块14、以太网模块7、电控元件13、语音识别装置4、人车闭锁装置16、打点装置15、无线射频基站12、数传电台20、张力传感器21、漏电保护装置19的输入输出信号均接入所述西门子PLC6，在所述数传电台20的无线通讯下与所述车载无线控制装置25无线通讯，在所述无线射频基站12的无线通讯下与所述无线射频卡27通讯。

所述红外人体传感器17接入所述人车闭锁装置16后联接所述操作台8内的所述西门子PLC6，实现无极绳绞车运行时″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，实现无极绳绞车的语音控制；所述工控机2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，实现所述无极绳绞车综合集控系统的上位机管理；所述手持无线终端5经过无线通讯信号传输给所述无线控制模块14，再有线传输给所述操作台8内的所述西门子PLC6，实现无极绳绞车的无线遥控。

所述漏电保护装置19采集无极绳绞车的电机的电参数及漏电电流，采集的信号传送给所述西门子PLC6，在发生漏电故障时即刻控制所述变频器18停止无极绳绞车的运行；所述张力传感器21采集无极绳绞车的钢丝绳对梭车的拉力，采集的信号传送给所述西门子PLC6，在发生梭车掉道或者被卡住等运行故障时即刻控制所述变频器18停止无极绳绞车的运行；所述变频器18的控制信号由所述西门子PLC6给出，控制由所述变频器18主回路联接的无极绳绞车的电机实现无极绳绞车的启停和调速。

所述车载无线无线摄像头23、无线视频发射器22安装在无极绳绞车的梭车上，所述车载无线无线摄像头23采集的视频信息经由所述无线视频发射器22无线传输给所述无线视频接收器1，由所述工控机2进行视频图像显示。

所述车载无线控制装置25、所述检测传感器24、所述运行显示及声光报警装置26安装在无极绳绞车的梭车上，并经过所述数传电台20与所述操作台8内的元器件进行无线通讯，实现无极绳绞车的无线信号传输。

所述无线射频卡27安装在无极绳绞车的梭车上，与所述无线射频基站12无线通讯，经由所述工控机2实现无极绳绞车的梭车的身份辨识和定位。

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.无极绳绞车综合集控系统，其特征在于，所述无极绳绞车综合集控系统包括：

操作台，为所述无极绳绞车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，为所述无极绳绞车综合集控系统的中央控制单元，用于在无极绳绞车综合集控系统及控制中的输入、输出控制；

触摸屏，为所述无极绳绞车综合集控系统人机界面显示单元，用于无极绳绞车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，为所述无极绳绞车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，用于无极绳绞车在启停、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，用于无极绳绞车启停、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，识别出无极绳绞车控制信息，实现无极绳绞车的启停、前进、后退操作的语音控制；

数传电台，实现所述西门子PLC和无极绳绞车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，检测无极绳绞车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，实现读取无极绳绞车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上位机管理同时与，同时联接无线视频接收器，接受无极绳绞车的梭车的无线视频信息；

无线视频接收器，接受安装在无极绳绞车的梭车上的车载无线摄像头的视频信号，并通过所述工控机视频显示；

变频器，根据现场实际速度需求，在所述西门子PLC的控制下，调节无极绳绞车的梭车速度；

张力传感器，联接在无极绳绞车的尾轮上，用来检测无极绳绞车的钢丝绳对梭车的拉力；

打点装置，用于无极绳绞车运行和停止工作时的打点点数控制指令，点数为1为停止指令、点数为2为无极绳绞车快速前进指令，点数为3为无极绳绞车快速后退指令，点数为4为无极绳绞车慢速前进指令，点数为5为无极绳绞车慢速后退指令；

漏电保护装置，对正在运行的无极绳绞车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；

车载无线控制装置，安装在无极绳绞车的梭车上，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，控制无极绳绞车来完成所述西门子PLC的控制指令，通知将安装在无极绳绞车上的漏电保护装置和检测传感器的参数值上传给所述西门子PLC；

检测传感器，安装在无极绳绞车的梭车上，对正在运行的无极绳绞车的运行速度，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，安装在无极绳绞车的梭车上，用于显示正在运行的无极绳绞车的运行速度、距离、电参数及报警信息；

车载无线摄像头，安装在无极绳绞车的梭车上，与无线视频发射器联接，用于对梭车的无线视频监控；

无线视频发射器，安装在无极绳绞车的梭车上，将所述车载无线摄像头的无线视频信息经由所述无线视频接收器无线传输给所述工控机进行图像显示；

无线射频卡，安装在无极绳绞车的梭车上，用于标示无极绳绞车的身份及位置信息，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，实现无极绳绞车的梭车的身份辨识和定位。

2.如权利要求1所述的无极绳绞车综合集控系统，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，实现无极绳绞车的前进、后退、停车操作的无线遥控。

3.如权利要求1所述的无极绳绞车综合集控系统，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，可以实现无极绳绞车在运行中一旦有人员闯入，则发出报警信号，并及时停车。

4.如权利要求1所述的无极绳绞车综合集控系统，其特征在于，通过所述打点装置，可实现无极绳绞车打点点数的操作控制，点数为1为停止指令、点数为2为无极绳绞车快速前进指令，点数为3为无极绳绞车快速后退指令，点数为4为无极绳绞车慢速前进指令，点数为5为无极绳绞车慢速后退指令。

5.如权利要求1所述的无极绳绞车综合集控系统，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、所述打点装置、所述控制手柄的参与控制下，该无极绳绞车综合集控系统可实现对被控制无极绳绞车的手动工作方式、检修工作方式、自动控制方式、点动工作方式、打点信号工作方式、无线遥控工作方式、声控工作方式的集成控制。