CN108561171B - 人车识别自动风门控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种人车识别自动风门控制系统，风门上安装液压气缸，风门下设有压力感应轨道，风门前、后分别安装与用于感应矿车的激光感应器和用于感应通告人员的温度红外探测器，门前的感应器感应到矿车或通行人员要通过时，液压气缸开门，门后的感应器感应到矿车或通行人员已通过风门时，液压气缸关闭，两风之间设计逻辑“或”的关联，当某一风门开启时，先确认另一风门处于关闭状态；本发明还提供一种人车识别自动风门控制方法，该方法是：以激光感应器和压力感应器感应矿车，以温度红外探测器感应通行人员行，当有行进主体到门前时开门，当行进主体通过风门后自动关门，本发明不仅能识别矿车，也能识别人，更智能，系统结构适合井下工作环境。

Description

人车识别自动风门控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种井下风门控制系统，具体涉及人和车都能识别的风门控制系统。

背景技术

本发明将智能化设计理论用于自动风门的多系统智能控制系统设计，分别对矿车和人的经过设计出不同的识别使系统，对矿车和人员加以区分，并对人员通过的复杂情况加以分析识别，采取相应的动作。此外，根据系统特点设计了故障诊断及报警程序，以较低成本实现了控制系统智能化，提高了运行可靠性。

矿山井下自动风门往往需要兼顾人员与矿车通过，运行情况比较复杂。现有的自动风门控制系统对人员和矿车不加区分，采取相同的简单控制方式，不能满足多变的运行要求，宜人性差。

发明内容

本发明为解决现有技术中对于矿山井下自动风门的控制触发主体不能区分矿车与人的缺陷。

本发明提供一种对经过风门的人或矿车分别识别的控制系统，实现对各种情况进行分类处理，提高人工作感受。

本发明采用的具体技术方案是：

一种人车识别自动风门控制系统，包括运输轨道，运输轨道上设有一道风门、二道风门，一道风门和二道风门分别安装有控制风门开启和关闭的门控装置，其特征是：所述一道风门下部安装有压力感应轨道，所述压力感应轨道为门下轨道段结合了压力踏板及压力感应器构成的；所述一道风门门前装有第一激光感应器、第一温度红外探测器；所述一道风门门后装有第二激光感应器、第二温度红外探测器；所述一道风门设有液压气缸作为力臂；所述压力感应器结合第一激光感应器以逻辑“是”与液压气缸关联；所述第一温度红外探测器3以逻辑“是”与液压气缸关联；所述压力感应器结合第二激光感应器以逻辑“否”与液压气缸关联；所述第二温度红外探测器以逻辑“否”与液压气缸关联；所述二道风门处与一道风门结构相同，所述一道风门、二道风门互为逻辑“或”相关联。

本结构不仅识别矿车等行驶物，也能识别通行人员，自动化，智能化更完善。

进一步的，所述一道风门、二道风门之间安装有若干个激光感应器和温度红外探测器。

所述压力感应轨道长度设置为1.5倍的矿车长度；

进一步的，二道风门末端设有机械保险装置，并配置有报警器，所述报警器当一道风门关闭异常致使二道风门无法正常打开时进行报警。

进一步的，所述一道风门、二道风门上还设有手动开门装置。

进一步的，一道风门、二道风门四周设有柔性气囊。

本发明还提供一种人车识别自动风门控制方法：

以第一激光感应器和压力感应器感应矿车行至门前的位置，当感应到矿车时，液压气缸自动开门；以第一温度红外探测器感应通行人员行至门前位置，当探测到通行人员时，液压气缸自动开门；液压气缸开门还需关闭或确认另一道风门处于关闭状态。

以第二激光感应器和压力感应器感应矿车通过风门的情况，当矿车消失在感应范围，液压气缸自动关门；以第二温度红外探测器感应通行人员通过风门的情况，当感应到通行人员已经过风门，液压气缸自动关门。

本方法将矿车、通行人员分别识别出来，针对各种工况要求调制触发条件，智能度更高，提高了通行人员的作业感受。

进一步的，以激光感应器、温度红外探测器分别感应两门之间的矿车、通行人员的实时位置，两门之间的行进主体优先于一道风门前的行进主体触发相应事件。

再进一步的，通过人员的手动开门行动优先于两风门间的所有行进主体触发相应事件。

进一步的，风门的四周设有柔性气囊，当风门完全关闭时气囊充气填堵风门和门框之间的空隙；当风门开启后气囊开始放气为机械动作留出空间。

附图说明

图1为本风门位置结构配置图；

图2为本发明电路设计图。

图中，压力感应轨道1、第一激光感应器2、第一温度红外探测器3、一道风门4、液压气缸5、第二温度红外探测器6、第二激光感应器7、二道风门8。

具体实施方式

针对这种情况，根据激光感应装置以及机械控制装置，实现了人员与矿车的智能区分识别，并对人员通过的各种情况进行分类处理，实现了系统的智能化控制。

考虑多种情况下井下可能发生的状况，通过对机械装置的设计以及对逻辑电路的完胜加大了整个系统的实用性。

在此基础上，对不同的情况设计不同的控制方式，并采用智能故障诊断技术进行设备自身运行监控，从而实现了自动风门系统的智能化，优化了系统的运行性能。在提高系统可靠性，改善运行效益的同时，使通过人员有着良好的精神体验。

基于位置控制的原则，综合应用机械踏板，压力感应、激光感应等手段，以电磁继电器为基础进行逻辑判断，利用电磁气阀和气缸进行机械动作，从而实现对风门的自动控制。

各种装置具体的结构配制为：

一种人车识别自动风门控制系统，包括运输轨道，运输轨道上设有一道风门4、二道风门8，一道风门4和二道风门8分别安装有控制风门开启和关闭的门控装置。

所述一道风门4下部安装有压力感应轨道1，所述压力感应轨道1为门下轨道段结合了压力踏板及压力感应器构成的。

所述一道风门4门前装有第一激光感应器2、第一温度红外探测器3；所述一道风门4门后装有第二激光感应器7、第二温度红外探测器6，压力感应轨道1、激光感应器用于感应矿车的行进位置，温度红外探测器用于感应通行人员的行进位置。

所述一道风门4设有液压气缸4作为力臂。

所述压力感应器结合第一激光感应器2以逻辑“是”与液压气缸4关联；所述第一温度红外探测器3以逻辑“是”与液压气缸4关联。第一压力感应器与激光感应器能同时感应到矿车，当二者感应到有矿车时，共同通知液压气缸4执行开门。第一温度红外探测器3感应到有人时通知液压气缸4执行开门。

所述压力感应器结合第二激光感应器7以逻辑“否”与液压气缸4关联；所述第二温度红外探测器6以逻辑“否”与液压气缸4关联，当矿车经过了风门，压力感应器和第二激光感应器7都感应到矿车消失时，液压气缸4执行关门。第二温度红外探测器6感应到人经过而失去信息时，液压气缸4执行关门。

所述二道风门8处与一道风门4结构相同，门前、门后也都设有有相应的用于感应矿车、通行人员的感应装置，风门本身也设置有液压气缸4。并且所述一道风门4、二道风门8互为逻辑“或”相关联。即当其中一个风门要执行开门时，另一风门必须处于闭锁状态。

当矿车行进到第一位置时，压上压力踏板触发压力感应器，同时激光感应器也感应到矿车，触发激光开关，逻辑电路认定矿车达到开门位置，准许打开风门，经验证第二道风门8处于闭锁状态即执行开门。如二道风门8未在闭锁状态，先关闭二道风门8再继续执行一道风门4的开门任务。

当矿车驶过一道风门的压力踏板，压力感应器失去压力感应，第二激光感应器7也同时失去矿车目标，一道风门4关闭，第二道风门保险打开。

矿车穿过轨道驶至二道风门8，压上踏板上触发压力感应器，同时触发二道风门8的第一激光开关，逻辑电路认定矿车到达开门位置，验证一道风门4为闭锁状态并锁定第一道风门，执行二道风门8开门。

矿车驶下二道风门8的压力踏板上，第二道风门8关闭，其控制过程同一道风门。

所述门控装置为液压气缸4和电磁气阀，所述液压气缸4推动风门开合；所述电磁阀用于风门上锁。

进一步的，一道风门4、二道风门8之间安装有若干个激光感应器和温度红外探测器，能够进一步探测两门之间行进主体的实时位置。

进一步的，每个风门末端都设立机械保险装置，并配置有报警器。所述机械保险装置当风门的下一进程预计为闭锁状态时提前闭锁，锁定关闭状态；当风门的下一进程预计为打开状态时，先开启该机械保险装置等待开门的执行。当有异物卡住封门时，机械保险装置无法关闭，此时矿车即使行进到开门位置，风门也不会开启，同时报警器发出故障警报。为了便于处理系统事故或异常现象本发明保留了原手动的开关门装置，并将该装置的控制级设定为最优级。当两风门内人员不便，或矿车异常卡停，工作人员可强行打开风门至故障点或报警位处理。

本发明风门处还配有密封装置：风门四周设有橡胶制成的柔性气囊，当封门完全关闭时，气囊会充气，填堵风门和门框之间的空隙。风门开启后，气囊开始放弃，为机械动作留出空间。

本发明设计的逻辑控制电路，包括识别电路，逻辑触发电路，闭锁电路，与自检电路，且电路系统与机械系统并行保证整体的可靠性。所有的电气设备都采为低压设备可以保证使用安全。

采用上述硬件结构的系统实现了以下控制方式：

一种人车识别自动风门控制方法：

以第一激光感应器2和压力感应器感应矿车行至门前的位置，当感应到矿车时，液压气缸4自动开门；以第一温度红外探测器3感应通行人员行至门前位置，当探测到通行人员时，液压气缸4自动开门；液压气缸4开门还需确认另一道风门处于关闭状态。

以第二激光感应器7和压力感应器感应矿车通过风门的情况，当矿车消失在感应范围，液压气缸4自动关门；以第二温度红外探测器6感应通行人员通过风门的情况，当感应到通行人员已经过风门，液压气缸4自动关门。

两风门之间的激光感应器、温度红外探测器感应两风门之间是否有矿车或通行人员等行进主体，反应矿车或通行人员的实时位置。当风门两侧同时有人员要通过时，通过这些装置感应判断通行主体位置，本方法设定一道风门4与二道风门8之间的行进主体优先于一道风门门前的行进主体触发开门动作。优先使两道风门中间的通行主体通过风门，避免人员或矿车滞留在两道风门中间。

本发明的有益效果：可以使井下风门系统自动识别矿车及通行人员，实现更精确的自动控制。本发明的各种部件均为成熟的工业产品，可靠性高，造价低廉，模块化程度高，施工简便，便于推广改造老旧矿井，具有较高的使用价值和经济效益。系统组件与井下现有设施匹配度高，充分利用井下风管液压管等现有设备，电气设备均采用低电压，密封防爆设计，更加适合井下环境。

Claims (4)

1.一种人车识别自动风门控制系统的控制方法，该人车识别自动风门控制系统包括运输轨道，运输轨道上设有一道风门、二道风门，一道风门和二道风门分别安装有控制风门开启和关闭的门控装置，其特征是：所述一道风门下部安装有压力感应轨道，所述压力感应轨道为门下轨道段结合了压力踏板及压力感应器构成的；所述一道风门门前装有第一激光感应器、第一温度红外探测器；所述一道风门门后装有第二激光感应器、第二温度红外探测器；所述一道风门设有液压气缸作为力臂；所述压力感应器结合第一激光感应器以逻辑“是”与液压气缸关联；所述第一温度红外探测器以逻辑“是”与液压气缸关联；所述压力感应器结合第二激光感应器以逻辑“否”与液压气缸关联；所述第二温度红外探测器以逻辑“否”与液压气缸关联；所述二道风门处与一道风门结构相同，所述一道风门、二道风门互为逻辑“或”相关联，所述一道风门、二道风门之间安装有若干个激光感应器和温度红外探测器，

具体控制方法是：

以第一激光感应器和压力感应器感应矿车行至门前的位置，当感应到矿车时，液压气缸自动开门；以第一温度红外探测器感应通行人员行至门前位置，当探测到通行人员时，液压气缸自动开门；液压气缸开门还需关闭或确认另一道风门处于关闭状态；

以第二激光感应器和压力感应器感应矿车通过风门的情况，当矿车消失在感应范围，液压气缸自动关门；以第二温度红外探测器感应通行人员通过风门的情况，当感应到通行人员已经过风门，液压气缸自动关门。

2.如权利要求1所述人车识别自动风门控制系统的控制方法，其特征是：以激光感应器、温度红外探测器分别感应两门之间的矿车、通行人员的实时位置，两门之间的行进主体优先于一道风门前的行进主体触发相应事件。

3.如权利要求2所述人车识别自动风门控制系统的控制方法，其特征是：通过人员的手动开门行动优先于两风门间的所有行进主体触发相应事件。

4.如权利要求1所述人车识别自动风门控制系统的控制方法，其特征是：风门的四周设有柔性气囊，当风门完全关闭时气囊充气填堵风门和门框之间的空隙；当风门开启后气囊开始放气为机械动作留出空间。

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