CN107804676A - 一种多矿用带式输送机控制保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多矿用带式输送机控制保护系统，包括显示操作模块和运算控制模块，所述显示操作模块的双向电性连接运算控制模块，所述运算控制模块的输入端电线连接信息采集模块的输出端，所述可编程控制器电线连接矿用带式输送机的信号输入端，所述矿用带式输送机上电性连接有速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器。本多矿用带式输送机控制保护系统，能够控制多台带式输送机顺序工作并且能够在带式输送机工作出现故障时进行报警提示同时能够检测到具体出现故障的输送机及出现故障的原因，同时能够进行应急的处理避免故障造成更大的损失。

Description

一种多矿用带式输送机控制保护系统

技术领域

本发明涉及矿用机械运输设备技术领域，具体为一种多矿用带式输送机控制保护系统。

背景技术

矿用带式输送机一般的工作环境比较复杂，特别是长距离多台输送机合作时情况更加复杂，出现故障时采用人工检修非常麻烦，工作效率低，矿用带式输送机的控制保护系统的可靠性直接影响了矿井的经济效益，所以对矿用带式输送机的自动化控制及工作保护具有重要意义。STM32作为一款高性能的单片机，采用ARM最新的Cortex-M3内核，具有很多的I/O端口，编程非常灵活，而且成本和功耗比较低，使用STM32对矿用带式输送机进行自动控制以及工作过程的保护，对保证输送机工作稳定性及安全性有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多矿用带式输送机控制保护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多矿用带式输送机控制保护系统，包括显示操作模块和运算控制模块，所述显示操作模块的双向电性连接运算控制模块，所述运算控制模块的输入端电线连接信息采集模块的输出端，所述显示操作模块包括显示操作屏，所述显示操作屏电性连接可编程控制器，所述可编程控制器的输出端电性连接报警装置的输入端，所述可编程控制器电线连接矿用带式输送机的信号输入端，所述矿用带式输送机电性连接急停开关，所述矿用带式输送机上电性连接有速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器，所述速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器均电性连接防爆电源箱。

优选的，所述速度传感器固定在从动轮端面或皮带下托辊上，所述速度传感器固定在机架上。

优选的，所述温度传感器安装在皮带机主滚筒和皮带接触面上，且探头悬挂于皮带机主滚筒和皮带基础面上。

优选的，所述堆煤传感器安装在转载点和皮带机投平行的位置，所述跑偏传感器安装在机头和机尾顶部。

优选的，所述烟雾传感器悬挂于皮带张紧段，且靠近上皮带上方顶板，同时在风流下行方向靠近驱动滚筒的下风口处。

优选的，所述撕裂传感器安装在皮带机头，且靠近卸载点，所述物料传感器垂直悬挂在给煤口前侧壁上。

优选的，所述急停传感器安装在皮带机架人行侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本多矿用带式输送机控制保护系统，能够控制多台带式输送机顺序工作并且能够在带式输送机工作出现故障时进行报警提示同时能够检测到具体出现故障的输送机及出现故障的原因，同时能够进行应急的处理避免故障造成更大的损失，显示屏和控制模块连接，控制模块与各类传感器和输送机的电机控制器相连，通过控制模块采集传感器发出的信号通过串口传给显示屏进行各数据显示及报警操作，通过显示屏的触控操作可以控制各个带式输送机的运行以及关闭报警等其他功能。该系统的功能比较齐全，处理信息的实时性能强，操作及维护方便，工作可靠性高，运行成本比较低。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明系统显示操作模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种多矿用带式输送机控制保护系统，包括显示操作模块和运算控制模块，所述显示操作模块的双向电性连接运算控制模块，所述运算控制模块的输入端电线连接信息采集模块的输出端，所述显示操作模块包括显示操作屏，所述显示操作屏电性连接可编程控制器，所述可编程控制器的输出端电性连接报警装置的输入端，所述可编程控制器电线连接矿用带式输送机的信号输入端，所述矿用带式输送机电性连接急停开关，所述矿用带式输送机上电性连接有速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器，所述速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器均电性连接防爆电源箱。

速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器、物料传感器和急停传感器等传感器皆为矿用本安防爆型，分别针对输送机可能出现的速度过快出现打滑及低速、温度过高、烟雾浓度高、堆煤、输送机皮带撕裂及受力过大等故障，物料探测保证皮带机实现有煤自动开车无煤停车；

所述运算控制模块连接显示操作模块和信号采集模块，以STM32为核心进行编程操作，通过接收信号采集模块中的各个传感器的信号来判断各类故障的出现，同时发出报警信号和进行应急处理，并将出现的故障将在显示操作模块中显示，同时通过对各个矿用带式输送机的顺序编号，实现无故障时的有煤自动开车，无煤延时自动停车，有故障出现时显示具体故障原因，并进行对应的发生故障的输送机及其上游的所有输送机紧急停车，下游设备延时自动停车，待故障修复后通过操作模块控制各个输送机重新进行工作。

所述速度传感器固定在从动轮端面或皮带下托辊上，所述速度传感器固定在机架上，所述温度传感器安装在皮带机主滚筒和皮带接触面上，且探头悬挂于皮带机主滚筒和皮带基础面上，所述堆煤传感器安装在转载点和皮带机投平行的位置，所述跑偏传感器安装在机头和机尾顶部，所述烟雾传感器悬挂于皮带张紧段，且靠近上皮带上方顶板，同时在风流下行方向靠近驱动滚筒的下风口处，所述撕裂传感器安装在皮带机头，且靠近卸载点，所述物料传感器垂直悬挂在给煤口前侧壁上，所述急停传感器安装在皮带机架人行侧。时后给低电平，完成上游设备的紧急停车以及下游设备的延时自动停车。速度传感器通过电压和磁钢检测转速之间的函数关系转换，利用数字信号和模拟信号的转换，通过程序对信号数据从模拟转化成数字后通过串口传输到显示模块，进行实时显示，并且在超出设定的速度范围后任取一个I/O口改变其电平，产生中断并进行报警，若有多个输送机，则他们的速度中断信号可以共用一条中断线，在中断函数中通过条件语句来辨别是哪台出现了温度方面的故障；温度传感器在工作环境温度超出一定值的时候输出端电平会变成低电平，此时设计中断为电平下降沿触发，多个输送机的情况下可共用一条中断线，这里可以设置一超温自动洒水装置，温度界限略低于温度传感器的设定温度；堆煤传感器当煤位在正常范围时输出为低电平，而当出现堆煤现象煤位升高后，传感器推杆被推动，内部电压接通，输出电平由低至高，此时设计其中断为电平上升沿触发，多个输送机的情况下共用一条中断线；其他类别的传感器检测故障原理同上述。通过辨别机号来执行不同的程序来设置每个输送机电机控制器起停端口的电平值，使用延时函数是为了同时给予和报警装置控制端相连的I/O以高电平，来产生报警信号，进行提示。中断程序中通过串口将相应的数据传输到显示操作模块即触摸屏中，屏幕接收到数据后显示出现故障的具体机号以及具体原因，并设置关闭报警通知按钮，通过按钮给相应的寄存器地址存储数据，再经串口传给单片机，接收到数据后关闭报警信号。

同时待故障检修完毕后需要重新开启带式输送机，在屏幕上可以点击运行按钮，将数据通过串口传送给单片机，此为带式输送机能够正常工作的前提条件，同时对于物料传感器实现输送机的有煤自动开车，无煤延时停车，为了避免故障未修复完成输送机经物料传感器信号控制下自动工作，需要设置其在运行按钮按下的前提下才能实现，通过设置物料传感器的电平双向改变引起外部中断，中断函数中通过确定传感器输出信号的值来判断开停，同时在停车的分支程序中加入延时函数，保证在运煤口无煤料的时候经过延时停车后能将输送机上的煤料全部运完。

若是在出现故障急停的情况下想让系统重新工作，由于是急停，此时物料传感器保持原先状态，并不会产生之前所述的自动中断，所以在此设置一个新的中断，通过执行此中断函数结合之前的运行按钮，使输送机系统重新进入工作状态，用来代替物料传感器自动开车时的效果，在显示模块上设置一个继续工作的按钮，通过按下该按钮写入数据通过串口传送给单片机执行中断，使输送机系统能够正常的继续工作。

设置防爆电源箱为整个控制保护系统的各个模块提供电源，电源和输送机电机电源独立。

该系统的一般使用方式为，启动之前按下“启动”启动按钮，提示：“输送机开始准备工作”，然后在运煤口有煤料的情况下，物料传感器输出信号，输送机开始工作，当煤料运输完毕时，物料传感器的信号改变，输送机进行自动延时停止，保证煤料全部运输完毕后输送机停止。若要完全停止输送机作业，则需在操作面板上按下“停止”按钮，此时提示“输送机工作已停止”。在工作过程中，操作人员可以通过控制显示模块来查看各个输送机的状态，并且可以实时查看各个输送机的运行速度等数据信息，若在工作过程中出现故障，则相应输送机的传感器的输出信号将会改变，在显示控制面板上显示出现的具体故障原因的同时发出报警信号，可通过显示模块上的按键关闭报警，同时系统自动的对出现故障的输送机及其上游设备进行急停，下游设备进行延时停止，当下游设备完全停止后，程序自动按下停止按钮，输送机工作停止，在修复故障之后若想让系统重新工作则必须按下“继续工作”按钮，此时提示“输送机继续进行工作。本矿用带式输送机控制保护系统的使用环境为：大气压力低于105KPa；煤矿井下温度最高温度不高于40℃；无显著的振动和冲击的场合；无腐蚀性气体的场所；无爆炸性气体的场所；无液体侵入的场所。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种多矿用带式输送机控制保护系统，包括显示操作模块和运算控制模块，其特征在于：所述显示操作模块的双向电性连接运算控制模块，所述运算控制模块的输入端电线连接信息采集模块的输出端，所述显示操作模块包括显示操作屏，所述显示操作屏电性连接可编程控制器，所述可编程控制器的输出端电性连接报警装置的输入端，所述可编程控制器电线连接矿用带式输送机的信号输入端，所述矿用带式输送机电性连接急停开关，所述矿用带式输送机上电性连接有速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器，所述速度传感器、温度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、烟雾传感器、撕裂传感器、张紧力传感器和物料传感器均电性连接防爆电源箱。

2.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述速度传感器固定在从动轮端面或皮带下托辊上，所述速度传感器固定在机架上。

3.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述温度传感器安装在皮带机主滚筒和皮带接触面上，且探头悬挂于皮带机主滚筒和皮带基础面上。

4.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述堆煤传感器安装在转载点和皮带机投平行的位置，所述跑偏传感器安装在机头和机尾顶部。

5.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述烟雾传感器悬挂于皮带张紧段，且靠近上皮带上方顶板，同时在风流下行方向靠近驱动滚筒的下风口处。

6.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述撕裂传感器安装在皮带机头，且靠近卸载点，所述物料传感器垂直悬挂在给煤口前侧壁上。

7.根据权利要求1所述的一种多矿用带式输送机控制保护系统，其特征在于：所述急停传感器安装在皮带机架人行侧。