CN111352374B - 一种闭锁查询设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种闭锁查询设备及其使用方法，其中该闭锁查询设备，包括电源电路，微控制单元，闭锁查询与接收电路和闭锁触发电路，其中：所述电源电路配置成向所述微控制单元提供电源；所述微控制单元分别和所述闭锁查询与接收电路以及所述闭锁触发电路连接，其配置成接收来自于所述闭锁触发电路的闭锁触发信号和来自于所述闭锁查询与接收电路的闭锁反馈信号。借助于上述方案，本发明的闭锁查询通过多种输出方式来可靠地实现闭锁触发模式，从而为急停信号领域提供新的解决方案。

Description

一种闭锁查询设备及其使用方法

技术领域

本公开一般地涉及控制领域。更具体地，本发明涉及一种闭锁查询设备及其使用方法。

背景技术

通常在井下采矿施工中，由于井下通讯信号受阻，手机及对讲机等信号无法在井下使用。通常在巷道铺设有绳电话或沿线喊话装置，尤其在需要有效沟通的场合例如在运输面、开采面铺设有绳电话或沿线喊话装置尤为重要。在这样的场合，沿线喊话闭锁装置必不可少，它为运输线、开采工作面等吵杂的环境提供了沿线扩音对讲功能、设备的紧急停止功能等，有效地提高了开采工作的安全与沟通需要。在沟通中，这些沿线喊话闭锁装置发挥了扩音对讲的功能，并提供了沿线设备启动语音预警的能力。在开采设备开采的过程中，沿线喊话闭锁装置可以在任意节点对开采设备进行急停(闭锁)操作，因此沿线喊话闭锁装置是井下开采必不可少的装置。

在例如井下采矿施工的某些特殊情况下，需要针对某些工况进行多点急停，而现有技术中只需要两根信号线(例如闭锁线和公共负极线)即可完成急停回路需要，但是对于数量较多的急停节点往往在闭锁后需要查询闭锁点位置。这是本领域目前没有解决的技术问题。

发明内容

在多节点(闭锁点)闭锁中，往往除了可靠闭锁之外，还需要准确知道闭锁点位置以及所存在的影响闭锁的故障，本公开的技术方案正是基于目前的情形提出的解决方案。

根据本公开的第一方面，提供一种闭锁查询设备，可以包括电源电路，微控制单元，闭锁查询与接收电路和闭锁触发电路，其中：

所述电源电路配置成向所述微控制单元提供电源；

所述微控制单元分别和所述闭锁查询与接收电路以及所述闭锁触发电路连接，其配置成接收来自于所述闭锁触发电路的闭锁触发信号和来自于所述闭锁查询与接收电路的闭锁反馈信号。

在本公开的一个实施例中，所述闭锁查询设备还包括输出继电器，其配置成当执行闭锁时，经由所述微控制单元来进行触发。

在本公开的另一个实施例中，所述闭锁查询设备还包括闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路，其配置成当执行闭锁时，接收来自于所述微控制单元的输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

在本公开的再一个实施例中，其中所述闭锁触发电路进一步配置成由直流波形触发和/或交流波形触发。

根据本公开的第二方面，提供一种闭锁查询方法，包括：

使用所述闭锁查询与接收电路来发送对闭锁的查询命令；

响应于所述查询命令并且在确定执行闭锁时，使用所述闭锁触发电路向所述微控制单元和闭锁查询与接收电路发送闭锁触发信号；以及

响应于接收到所述闭锁触发信号，使用所述闭锁查询与接收电路向所述微控制单元发送闭锁反馈信号。

在本公开的一个实施例中，其中在确定执行闭锁时，使用所述微控制单元来触发所述输出继电器。

在本公开的另一个实施例中，其中在确定执行闭锁时，使用所述微控制单元输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

在本公开的再一个实施例中，其中使用直流波形触发和/或交流波形触发所述闭锁触发电路。

借助于上述的技术方案，本发明能够接收闭锁触发信号和闭锁反馈信号，并将这些信号进行统一处理。进一步地，能够通过输出继电器(例如闭锁触发输出继电器)和闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路将查询信号以及沿线状态进行汇总，并通过闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路进行发送。

附图说明

图1示出根据本公开一个实施例的闭锁总线触发与查询设备；

图2示出在本公开一个实施例中使用的闭锁触发信号的波形；

图3示出根据本公开一个实施例的闭锁查询设备的框图；

图4示出根据本公开一个实施例的闭锁查询模块的逻辑图；以及

图5示出根据本公开一个实施例的闭锁查询方法的流程图。

具体实施方式

下面交叉参考本公开的附图1-5对本发明的多个实施例进行详细地描述。

在例如井下采矿的一些特殊情况下，需要针对某些工况进行多点急停(或者称为“闭锁”)。对于大多数的普通情况下，只需要两根信号线(例如闭锁线和公共负极)即可完成急停回路需要。但是对于数量较多的急停节点，即，急停节点较多或者闭锁点较多的情况下，往往在闭锁后需要查询闭锁点位置，这便成为一个问题。在现有技术中并不能在急停节点较多或者闭锁点较多的情况下，查询到或者准确定位到闭锁点的位置，并且同时保证可靠的闭锁。本公开即是针对解决此问题而提出的。

图1示出了一种闭锁总线触发与查询设备100，可以包括：

闭锁查询模块102，至少一个闭锁反馈模块104(在图1中示出了N个闭锁反馈模块，例如第一闭锁反馈模块……第N闭锁反馈模块，图1中示例性示出N个闭锁反馈模块，N是大于等于1的正整数)，查询终端106，其中闭锁查询模块102、至少一个闭锁反馈模块104、查询终端106通过闭锁线108、查询线110、公共负极112连接。即，闭锁查询模块102、至少一个闭锁反馈模块104、查询终端106通过闭锁线108、查询线110、公共负极112构成回路。

需要指出的是，闭锁查询模块102相对于闭锁查询设备来讲是个更大的概念，可以认为闭锁查询模块102包含了闭锁查询设备的功能。在一个实施例中，可以认为闭锁查询模块102等同于闭锁查询设备。

在图1中公共负极112是闭锁线108、查询线110公用的负极。其中闭锁线108上的闭锁触发信号是查询终端106提供的台阶式方波信号。在图2中示出了示例性的台阶式方波信号，信号是介于最高电平18V，最低电平10V之间的台阶式方波信号。相比现有技术中的单纯交流信号或直流信号来讲，台阶式方波信号能够更加敏感识别闭锁电路状态，防止干扰信号误动作。另外，其中查询线110上的查询信号是闭锁查询模块102发射的主从机交互式信号。

关于闭锁查询模块102的逻辑图，可以参考图4。闭锁查询模块102、闭锁反馈模块104、查询终端106之间的逻辑关系，基本如下：

闭锁反馈模块104接收到查询信号后向闭锁查询模块102反馈闭锁状态或查询错误，并导通查询线110，将查询信号传递给下一个闭锁反馈模块，例如传递给第二闭锁反馈模块(未示出)。第二闭锁反馈模块接收到查询信号后向闭锁查询模块102反馈闭锁状态或查询错误，并导通查询线110，再将查询信号传递给第三闭锁反馈模块。然后，第三闭锁反馈模块接收到查询信号后向闭锁查询模块102反馈闭锁状态或查询错误，并导通查询线110，进一步将查询信号传递给第四闭锁反馈模块，以此类推。直至查询信号到达查询终端106。

在查询信号传递给查询终端106后，查询终端106发送终端信号，告知闭锁查询模块102查询信号已经到达查询终端106。在闭锁查询模块102接收到终端信号后，闭锁查询模块102处理查询数据，输出查询结果。即，告知到底是哪一个闭锁反馈模块104出现了闭锁。这时，可以使得至少一个闭锁反馈模块104断开查询线110，以便从第一个喊话器(未示出)进行查询。从而，能够准确知道闭锁点位置以及所存在的影响闭锁的故障。

在一个实施例中，喊话器例如是BH-1型防爆手持喊话器，型号的喊话器为手持折叠式充电喊话器，又称手提式防爆扬声器。防爆形式为全本质安全型。防爆喊话器适用于石油、化工、钢铁、港口等含有易燃易爆气体环境的场所。防爆喊话器操作简便，重量轻，便于携带，具有良好的通话性能，并且安全可靠。防爆喊话器电源为可充电电瓶。

闭锁查询模块102收到终端信号表示一个查询周期完成，并且处理查询数据以其它串口信号将查询结果输出。闭锁查询模块102发送一次复位信号(如在图4中的发送复位命令404所示的)。

根据本公开的第一方面，提供一种闭锁查询设备300(参考图3)，可以包括：

电源电路302；微控制单元304；闭锁查询与接收电路306；闭锁触发电路308；其中电源电路302向微控制单元304提供电源，来自闭锁触发电路308的闭锁触发信号提供给微控制单元304和闭锁查询与接收电路306，并且微控制单元304还接收来自闭锁查询与接收电路306的闭锁反馈信号。

闭锁触发电路308实时接收闭锁触发信号(例如图3所示的直流波形触发310或者交流波形触发312)，具有最高优先级。即存在一个下降沿后(电平出现下降沿)立刻输出至闭锁触发输出继电器314，供给外部设备使用。

闭锁查询与接收电路306用于发送查询命令与接收反馈的命令。

闭锁位置串口与控制器局域网络信号(CAN信号)驱动电路316输出,将查询信号以及沿线状态(例如闭锁或者正常)进行汇总并通过闭锁位置串口与控制器局域网络信号(CAN信号)驱动电路316进行发送。

在一个实施例中，微控制单元304在需要闭锁的情况下，触发输出继电器314。换句话说，当执行闭锁时，可以经由微控制单元来进行触发。

在一个实施例中，微控制单元304在需要闭锁的情况下，另外向闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

在一个实施例中，闭锁触发电路308能够由直流波形触发和/或交流波形触发。

关于图3的逻辑含义，可以参考图4进行详述。

如在图4所示的，在逻辑406的情况下，闭锁触发信号触发(例如出现了闭锁或者是急停、故障，例如图3中的闭锁触发电路308提供的闭锁触发信号)，一方面在逻辑408输出闭锁触发信号，另一方面触发了闭锁查询模块102(例如图3中的闭锁查询与接收电路306)开始进行查询，如在逻辑402所示的。闭锁查询模块102发送复位命令，如逻辑404所示，进行重置，即，使得所有的闭锁反馈模块104与查询线110断开。之后，闭锁查询模块102发送查询命令，如逻辑412所示。接下来，逻辑102在闭锁查询模块确认收到闭锁反馈信号418的情况下，例如来自闭锁反馈模块104(例如第一闭锁反馈模块或者第二闭锁反馈模块或者第三闭锁反馈模块……)的闭锁反馈信号(逻辑418)，信号高低电平触发波形时间计时开始(逻辑416)。在发明的一个实施例中，闭锁反馈信号也是波形信号(逻辑418)，对波形1时间进行检测(逻辑414)，确认波形1触发时间与数据启始位时间是否相符，如逻辑422所示的。如果波形1触发时间与数据启始位时间相符，则接收波形2，如逻辑428所示的(逻辑“是”)。如果波形1触发时间与数据启始位时间不相符(逻辑“否”)，则返回给查询模块102，继续等待查询命令(逻辑412)。在本发明的一个实施例中，波形1(未示出)触发时间为4毫秒(即，波形宽度是4毫秒)。在接收波形2(未示出)之后(逻辑428)，对波形2的触发时间(即，波形宽度)进行判断，如在逻辑434所示的，进行波形命令判断。在没有闭锁的情况下，即，正常的情况下，波形2的波形宽度一般是7毫秒。在闭锁的情况下，即，例如已经摁下急停开关，发生闭锁的情况下，波形宽度是10毫秒左右。在逻辑434确定是闭锁的情况下，进行闭锁(逻辑440)。在逻辑434确定没有发生闭锁的情况下，即，正常情况(逻辑438所示的)，继续进行到逻辑442，进行位置与对应状态处理。

上面给出的波形1触发时间为4毫秒(即，波形宽度是4毫秒)和波形2的波形宽度7毫秒，在闭锁的情况下，波形2的波形宽度是10毫秒左右仅仅是示意性的，并不意味着波形1触发时间仅仅局限于4毫秒，也不意味着波形2的波形宽度仅仅局限于7毫秒，同样也不意味着在闭锁的情况下，波形2的波形宽度仅仅局限于10毫秒。在其他的实施例中，波形1和波形2的波形宽度(或者触发时间)可以进行适当的设置，这一点本领域技术人员是可以理解的。

信号高低电平触发波形时间计时(逻辑416)如果判断闭锁反馈信号已经到达查询终端106，则查询终端106返回终端信号给闭锁查询模块102(逻辑430)，通知闭锁查询模块102查询结束，如逻辑436所示的。在查询结束之后(逻辑436)，进行位置与对应状态处理(逻辑442)。在反馈模块104发送闭锁反馈信号的同时(逻辑418)，需要对于反馈次数累加，如逻辑424所示的，这些累加的反馈次数结果通知给逻辑442，进行位置与对应状态处理。

在逻辑442，进行位置与对应状态处理，判断到底是哪一个反馈模块出现了急停，即，判断到底是哪一个反馈模块出现了闭锁，确定闭锁位置以及对应状态处理。在逻辑446，输出闭锁位置与位置对应闭锁状态。

在逻辑418，确定闭锁反馈信号没有收到的情况下，就会出现超时(逻辑“否”)，确认闭锁查询模块102没有收到闭锁反馈信号，如在逻辑420所示的超时。在出现超时的情况下，闭锁反馈模块104会将延时的情况报告给闭锁查询模块102，如逻辑410所示的。在逻辑420判断出现超时的情况下，会通知逻辑426，进行超时位置的判断，即确定到底是哪一个闭锁反馈模块104出现了超时。在逻辑432，超时信号输出通知逻辑446，告知输出闭锁位置与位置对应闭锁状态。逻辑446通知逻辑448结束。

根据本公开的第二方面，提供一种使用前述的闭锁查询设备来执行闭锁查询的方法500，可以包括：

步骤502，使用所述闭锁查询与接收电路来发送对闭锁的查询命令；

步骤504，响应于所述查询命令并且在确定执行闭锁时，使用所述闭锁触发电路向所述微控制单元和闭锁查询与接收电路发送闭锁触发信号；

步骤506，响应于接收到所述闭锁触发信号，使用所述闭锁查询与接收电路向所述微控制单元发送闭锁反馈信号。

在一个实施例中，在确定执行闭锁时，方法500可以使用所述微控制单元来触发所述输出继电器。

在一个实施例中，在确定执行闭锁时，方法500可以使用所述微控制单元输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

在一个实施例中，方法500可以使用直流波形触发和/或交流波形触发所述闭锁触发电路。

借助于上述的闭锁查询设备(模块)、方法，能够将沿线闭锁点闭锁反馈信号进行处理并判断故障，而后对其它需要设备提供信号。例如可接收闭锁触发信号与闭锁反馈信号，并将闭锁触发信号与闭锁反馈信号进行统一处理，通过继电器、闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路(CAN驱动电路)发送给需要的其它设备。为闭锁查询提供新的解决方案，多种输出方式，可靠地实现闭锁触发模式，从而为急停信号领域提供新的解决方案。

以上对本公开实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

应当理解，本公开的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本公开的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本公开说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本公开。如在本公开说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本公开说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

以上对本公开实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本公开的思想，基于本公开的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本公开保护的范围。综上，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

Claims (8)

1.一种闭锁查询设备，包括电源电路，微控制单元，闭锁查询与接收电路和闭锁触发电路，其中：

所述电源电路配置成向所述微控制单元提供电源；

所述微控制单元分别和所述闭锁查询与接收电路以及所述闭锁触发电路连接，其配置成接收来自于所述闭锁触发电路的闭锁触发信号和来自于所述闭锁查询与接收电路的闭锁反馈信号，

其中所述闭锁反馈信号包括第一波形和第二波形，并且根据所述第一波形的触发时间与数据启始位时间是否相符来接收所述第二波形，

并且其中所述闭锁触发信号是闭锁线上的台阶式方波信号，所述闭锁触发信号用于触发所述闭锁查询与接收电路开始进行查询。

2.根据权利要求1所述的闭锁查询设备，其中所述闭锁查询设备还包括输出继电器，其配置成当执行闭锁时，经由微控制单元来进行触发。

3.根据权利要求2所述的闭锁查询设备，其中所述闭锁查询设备还包括闭锁位置串口与控制器局域网络信号驱动电路，其配置成当执行闭锁时，接收来自于所述微控制单元的输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

4.根据权利要求3所述的闭锁查询设备，其中所述闭锁触发电路进一步配置成由直流波形触发和/或交流波形触发。

5.一种使用根据权利要求1-4的任意一项所述的闭锁查询设备来执行闭锁查询的方法，包括：

使用所述闭锁查询与接收电路来发送对闭锁的查询命令；

响应于所述查询命令并且在确定执行闭锁时，使用所述闭锁触发电路向所述微控制单元和闭锁查询与接收电路发送闭锁触发信号；以及

响应于接收到所述闭锁触发信号，使用所述闭锁查询与接收电路向所述微控制单元发送闭锁反馈信号，

其中所述闭锁反馈信号包括第一波形和第二波形，并且根据所述第一波形的触发时间与数据启始位时间是否相符来接收所述第二波形，并且其中所述闭锁触发信号是闭锁线上的台阶式方波信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在确定执行闭锁时，使用所述微控制单元来触发输出继电器。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在确定执行闭锁时，使用所述微控制单元输出闭锁位置串口与控制器局域网络信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中使用直流波形触发和/或交流波形触发所述闭锁触发电路。

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