CN111413898B - 一种闭锁总线触发与查询设备和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种闭锁总线触发与查询设备和方法。闭锁总线触发与查询设备，可以包括：闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端，其中闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端通过闭锁线、查询线、公共负极连接。借助于上述方案，完成了闭锁与查询功能，并且可以实现长距离、多节点的闭锁与查询功能。为紧急停止领域增加了新的方案，节约了查询成本，无需人工确认闭锁点。并通过断线检测保证了沿线闭锁点的有效性，增加了闭锁可靠性与安全性。

Description

一种闭锁总线触发与查询设备和方法

技术领域

本公开涉及控制领域，更具体地涉及一种闭锁总线触发与查询设备和方法。

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。

但是在现有技术的闭锁方案中，除了需要可靠地闭锁，另外还需要准确知道闭锁点位置，这是目前无法克服的技术缺陷。

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，提供一种闭锁总线触发与查询设备，可以包括：闭锁查询模块；至少一个闭锁反馈模块；查询终端；其中闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端通过闭锁线、查询线、公共负极连接成回路，闭锁查询模块提供查询信号，至少一个闭锁反馈模块提供反馈信号和复位信号，查询终端提供闭锁信号。

在本公开的一个实施例中，闭锁线上的闭锁信号是查询终端提供的台阶式方波信号。

在本公开的另一个实施例中，其中查询线上的查询信号是闭锁查询模块发射的主从机交互式信号。

在本公开的再一个实施例中，其中闭锁反馈模块接收到查询信号后向闭锁查询模块反馈闭锁状态或查询错误，并导通查询线，将查询信号传递给下一个闭锁反馈模块，在下一个闭锁反馈模块继续反馈和传递操作，直至查询信号传递给查询终端。

在本公开的又一个实施例中，在查询信号传递给查询终端后，查询终端发送终端信号，在闭锁查询模块接收到终端信号后，闭锁查询模块处理查询数据，输出查询结果。

根据本公开的第二方面，提供一种闭锁总线触发与查询方法，可以包括：

通过闭锁线、查询线、公共负极连接闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端成回路；

依次查询至少一个闭锁反馈模块上的闭锁点，其中闭锁查询模块提供查询信号，至少一个闭锁反馈模块提供反馈信号和复位信号，查询终端提供闭锁信号。

在本公开的一个实施例中，其中查询终端经由闭锁线发射台阶式方波信号作为闭锁信号。

在本公开的另一个实施例中，其中闭锁查询模块经由查询线发射主从机交互式信号作为查询信号。

在本公开的再一个实施例中，其中闭锁反馈模块接收到查询信号后向闭锁查询模块反馈闭锁状态或者查询错误，并导通查询线，将查询信号传递给下一个闭锁反馈模块，在下一个闭锁反馈模块继续反馈和传递操作，直至查询信号传递给查询终端。

在本公开的又一个实施例中，在查询信号传递给查询终端后，查询终端发送终端信号，在查询模块接收到终端信号后，查询模块处理查询数据，输出查询结果。

借助于上述的技术方案，在多节点闭锁中，除了能够可靠地闭锁，还能够准确知道闭锁点位置以及所存在的影响闭锁的故障。

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信号的波形；

图3示出根据本公开一个实施例的闭锁总线触发与查询方法的流程图；

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；

图5示出根据本公开一个实施例的闭锁反馈模块的逻辑图；以及

图6示出根据本公开一个实施例的查询终端的逻辑图。

具体实施方式

下面交叉参考本公开的附图1-6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。

由图1可知本公开的工作状况，与现有技术中的闭锁回路相比，本公开仅仅多出一根查询线，即可达到既能查询闭锁点位置，又能有效识别沿线断路。

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。关于至少一个闭锁反馈模块104的逻辑图，可以参考图5。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)。

如在图4所示的，在逻辑406的情况下，闭锁信号触发(例如出现了闭锁或者是急停、故障)，一方面在逻辑408输出闭锁信号，另一方面触发了闭锁查询模块102开始进行查询，如在逻辑402所示的。闭锁查询模块104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，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触发时间为4毫秒(即，波形宽度是4毫秒)。在接收波形2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。

信号高低电平触发波形时间计时(逻辑416)如果判断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。

图5示出根据本公开一个实施例的闭锁反馈模块104的逻辑图。在逻辑502开始之后，一方面闭锁反馈模块104要等待复位信号触发(将所有的闭锁反馈模块104与查询线110断开)，即逻辑504所示的。另一方面，闭锁反馈模块104要等待查询信号触发，如逻辑506所示的。在逻辑504 等待复位信号触发的过程中，如果收到了复位信号，则断开查询线110，即，将所有的闭锁反馈模块104与查询线110断开，如逻辑508所示的。逻辑504收到了复位信号触发，断开查询线，意味着一个查询周期已经结束，等待下一轮的查询周期。在闭锁反馈模块104等待查询信号触发的过程中(逻辑506)，如果等到了查询信号(逻辑“是”)，则进行查询信号的判断，如逻辑510所示的。如果没有接收到查询信号触发(逻辑“否”)，则闭锁反馈模块104继续等待查询信号。如果逻辑510判断接收到的查询信号并不是真正的查询信号，例如是干扰信号的话，则返回给开始逻辑502 (逻辑“否”)，继续等待查询信号。

在逻辑510查询信号被判断是真正查询信号的情况下(逻辑“是”)，则进行闭锁状态的判断，如逻辑514所示。判断此次查询信号是正常(逻辑516)，还是闭锁(逻辑512)。逻辑518会发送闭锁状态信号，最后到达逻辑520，查询线导通，即，令查询信号发送到下一级，来查询下一级的闭锁反馈模块104是否存在闭锁的情形。比如查询完第一闭锁反馈模块之后，查询第二闭锁反馈模块，查询完第二闭锁反馈模块之后，再查询第三闭锁反馈模块，以此类推。

图6示出根据本公开一个实施例的查询终端106的逻辑图。查询终端 106开始之后，如逻辑602所示的，查询终端106一方面产生闭锁波形(流经闭锁线108)，如逻辑604所示的。该闭锁波形是查询终端106提供的台阶式方波信号。如在前面提到的。该台阶式方波信号例如是介于最高电平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。另一方面，查询终端106等待查询信号的触发，如逻辑606所示的。查询终端106产生的闭锁波形是经由闭锁线108提供给各个(各级)闭锁反馈模块104和闭锁查询模块102的。在逻辑608判断查询信号并不是真正查询信号，而是例如干扰信号的情况下，则返回到逻辑602，继续等待查询信号，如逻辑608右边引出的逻辑“否”所示的。

根据本公开的第二方面，提供一种闭锁总线触发与查询方法300，如图3示出根据本公开一个实施例的闭锁总线触发与查询方法的流程图。

根据一个实施率提供的闭锁总线触发与查询方法，可以包括：

步骤302，通过闭锁线、查询线、公共负极连接闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端；

步骤304，依次查询至少一个闭锁反馈模块上的闭锁点。

在一个实施例中，查询终端经由闭锁线发射台阶式方波信号作为闭锁信号。

在一个实施例中，其中闭锁查询模块经由查询线发射主从机交互式信号作为查询信号。

在一个实施例中，其中闭锁反馈模块接收到查询信号后向闭锁查询模块反馈闭锁状态或者查询错误，并导通查询线，将查询信号传递给下一个闭锁反馈模块，在下一个闭锁反馈模块继续反馈和传递操作，直至查询信号传递给查询终端。

在一个实施例中，在查询信号传递给查询终端后，查询终端发送终端信号，在查询模块接收到终端信号后，查询模块处理查询数据，输出查询结果。

本公开使用三根线(闭锁线、查询线、公共负极)以及相应的模块，即完成了闭锁与查询功能，并且可以实现长距离、多节点的闭锁与查询功能。为紧急停止领域增加了新的方案，节约了查询成本，无需人工确认闭锁点。并通过断线检测保证了沿线闭锁点的有效性，增加了闭锁可靠性与安全性。

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)

1.一种闭锁总线触发与查询设备，包括：

闭锁查询模块；

至少一个闭锁反馈模块；

查询终端；

其中所述闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端通过闭锁线、查询线、公共负极连接成回路，

其中所述闭锁查询模块提供查询信号，所述查询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；

所述闭锁反馈模块接收到所述查询信号后向所述闭锁查询模块反馈闭锁状态或查询错误，并导通所述查询线，将所述查询信号传递给下一个所述闭锁反馈模块；以及

所述至少一个闭锁反馈模块提供反馈信号和复位信号，所述查询终端提供闭锁线上的闭锁信号，所述闭锁信号是台阶式方波信号，并且所述闭锁信号用于触发所述闭锁查询模块开始进行查询。

2.根据权利要求1所述的闭锁总线触发与查询设备，其中查询线上的所述查询信号是主从机交互式信号。

3.根据权利要求2所述的闭锁总线触发与查询设备，其中在下一个所述闭锁反馈模块继续所述反馈和传递操作，直至所述查询信号传递给所述查询终端。

4.根据权利要求3所述的闭锁总线触发与查询设备，在所述查询信号传递给所述查询终端后，所述查询终端发送终端信号，在所述闭锁查询模块接收到所述终端信号后，所述闭锁查询模块处理查询数据，输出查询结果。

5.一种闭锁总线触发与查询方法，包括：

通过闭锁线、查询线、公共负极连接闭锁查询模块、至少一个闭锁反馈模块、查询终端成回路；

依次查询至少一个所述闭锁反馈模块上的闭锁点，其中所述闭锁查询模块提供查询信号，所述查询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；

所述闭锁反馈模块接收到所述查询信号后向所述闭锁查询模块反馈闭锁状态或者查询错误，并导通所述查询线，将所述查询信号传递给下一个所述闭锁反馈模块；

所述至少一个闭锁反馈模块提供反馈信号和复位信号；以及

所述查询终端提供闭锁信号，并且经由所述闭锁线发射台阶式方波信号作为闭锁信号，所述闭锁信号触发所述闭锁查询模块开始进行查询。

6.根据权利要求5所述的闭锁总线触发与查询方法，其中所述闭锁查询模块经由所述查询线发射主从机交互式信号作为查询信号。

7.根据权利要求6所述的闭锁总线触发与查询方法，其中在下一个所述闭锁反馈模块继续所述反馈和传递操作，直至所述查询信号传递给所述查询终端。

8.根据权利要求7所述的闭锁总线触发与查询方法，在所述查询信号传递给所述查询终端后，所述查询终端发送终端信号，在所述查询模块接收到所述终端信号后，所述查询模块处理查询数据，输出查询结果。

Images