CN113791573A - 一种矿山架空乘人装置故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山架空乘人装置故障检测装置，包括依次连接的故障编码板组件、PLC开关量输入模块、PLC控制器；所述故障编码板组件包括依次串接的多个故障编码板；所述PLC开关量输入模块与所述故障编码板之间，以及所述故障编码板与故障编码板之间均通过电源信号线及多根编码信号线连接；每个所述故障编码板至少包括一个开关接线端子，所述开关接线端子用于与架空乘人装置的安全开关连接。PLC开关量输入模块及多个串联的故障编码板构成了主线路，通过采用编码的方式，主线路只需通过少量的编码信号线即可实现大量安全开关开关量信号的接入，有效拓展了PLC开关量输入点数，编码信号线少，减少了故障率，稳定性高。

Description

一种矿山架空乘人装置故障检测装置

技术领域

本发明涉及矿用架空乘人装置安全保护领域，尤其涉及一种矿山架空乘人装置故障检测装置。

背景技术

矿用架空乘人装置作为一种安全节能的架空乘人装置，越来越受到矿山行业的青睐。其矿用架空乘人装置一般架设于矿山斜井中，其斜井一般较长，架空乘人装置在运行过程中，必须对其钢丝绳与拖轮的位置、斜井内紧急停车保险绳、斜井吊桥安全门状态、机尾张紧装置重锤的位置、张紧小车位置等情况进行实时在线监测。由于其开关数量较多、分布较广等原因，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广，容易受巷道开拓和系统扩容影响等特点，而且因为开了数量较多，布线成本及复杂度均较高，有多少个开关主线路上就对应有多少根信号线连接到开关量输入模块，从而也导致了易出现串线、短路、接触不良等故障，导致矿用架空乘人装置故障检测稳定性差。开发架空乘人装置可拓展故障编码板可靠监测架空乘人装置各种开关量就具有重大意义。

发明内容

本发明提供了一种矿山架空乘人装置故障检测装置，以解决现有的矿用架空乘人装置故障检测装置扩容及稳定性差的问题。

一种矿山架空乘人装置故障检测装置，包括依次连接的故障编码板组件、PLC开关量输入模块、PLC控制器；

所述故障编码板组件包括依次串接的多个故障编码板；所述PLC开关量输入模块与所述故障编码板之间，以及所述故障编码板与故障编码板之间均通过电源信号线及多根编码信号线连接；

每个所述故障编码板至少包括一个开关接线端子，所述开关接线端子用于与架空乘人装置的安全开关连接。

实施时，将架空乘人装置的各个安全开关一一对应连接到各个故障编码板的开关接线端子上，当某一安全开关对应的模块故障时，安全开关闭合，产生一个开关量信号传输到故障编码板的开关接线端子，故障编码板进行产生对应的编码信号通过编码信号线传输至PLC开关量输入模块，进而传输至PLC控制器，PLC控制器接收到信号后发出对应的报警信号并控制架空乘人装置停机。每个开关接线端子对应有编码，通过拨码开关实现编码，然后由多根编码信号线传输对应的编码，通过编码也可保证每个故障都有址可寻；PLC开关量输入模块及多个串联的故障编码板构成了主线路，通过采用编码的方式，主线路只需通过少量的编码信号线即可实现大量安全开关开关量信号的接入，有效拓展了PLC开关量输入点数，编码信号线少，减少了故障率，保障了架空乘人装置故障的安全可靠在线监测。

进一步地，每个所述故障编码板的输入端和输出端均包括两根电源信号线和8根编码信号线。两根电源信号线包括一根直流电源线和一根GND线；采用8根编码信号线，对应配套的8位拨码开关则可提供256种编码，除去全部为“0”的编码，还可提供255种编码，即总共通过10根信号线即可传输转换255个开关量的报警信号，大大扩展了PLC开关量输入模块工作能力。保留255个开关量地址，保障现有系统正常运行的情况下，为以后架空乘人装置的拓展延伸提供冗余。

进一步地，所述故障编码板用于在其开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开其输出端的电源信号线。为了防止多个故障开关量同时动作产生电平叠加相互干扰的情况，当每个故障编码板仅接一个安全开关或每个故障编码板仅有一个开关接线端子时，在对应开关接线端子接收到开关量信号时，其内部继电器线圈得电，其串接于输出端的电源信号线上的常闭触点断开，从而切断其后续串接的故障编码板的供电。即上级和下级故障编码板的开关量同时动作时，上级的故障编码板可切除这一级以下的所有故障编码板的电源，避免多个故障编码板同时传输开关量信号干扰信号的输出。

进一步地，所述故障编码板包括第一开关接线端子和第二开关接线端子，所述第一开关接线端子和第二开关接线端子均用于与架空乘人装置的安全开关连接；当第一开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开第二开关接线端子供电。

当故障编码板具备两个开关接线端子且均与架空乘人装置的安全开关连接时，当仅下一级的第二开关接线端子接收到开关量信号时，正常传输编码信号；当两个开关接线端子同时接收到开关量信号时，串接于第二开关接线端子供电回路中的继电器的常闭触点断开，从而切断第二开关接线端子的供电。从而避免故障编码板同时传输两个开关量信号干扰信号的输出。

进一步地，所述故障编码板的每个开关接线端子处均设置有用于显示是否接收到开关量信号的指示灯。当开关接线端子接收到开关量信号时，对应的指示灯得电点亮，可方便检修人员通过肉眼判断该开关量是否动作。

进一步地，还包括与所述PLC控制器连接的显示屏，所述显示屏用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时显示报警信息。PLC控制器根据接收的故障开关量编码可判断出对应什么故障，通过显示屏可显示故障点名称、报警原因等情况。

进一步地，还包括与所述PLC控制器连接的语音报警模块，所述语音报警模块用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时进行语音报警。可通过语音播报故障点的名称、报警原因等情况。

进一步地，所述故障编码板均采用24V直流供电。

进一步地，所述故障编码板均安装于防水接线盒内。通过防水接线盒将内外环境隔离，防止潮气进入内部。

有益效果

本发明提出了一种矿山架空乘人装置故障检测装置，各个故障编码板的开关接线端子与架空乘人装置的各个安全开关一一对应连接，当某一安全开关对应的模块故障时，安全开关闭合，产生一个开关量信号传输到故障编码板的开关接线端子，故障编码板进行产生对应的编码信号通过编码信号线传输至PLC开关量输入模块，进而传输至PLC控制器，PLC控制器接收到信号后发出对应的报警信号并控制架空乘人装置停机。每个开关接线端子对应有编码，通过拨码开关实现编码，然后由多根编码信号线传输对应的编码，通过编码也可保证每个故障都有址可寻；PLC开关量输入模块及多个串联的故障编码板构成了主线路，通过采用编码的方式，主线路只需通过少量的编码信号线即可实现大量安全开关开关量信号的接入，有效拓展了PLC开关量输入点数，编码信号线少，减少了故障率，保障了架空乘人装置故障的安全可靠在线监测，稳定性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种矿山架空乘人装置故障检测装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的PLC开关量输入模块接线示意图；

图3是本发明实施例提供的一种带双开关接线端子的故障编码板电气原理图；

图4是本发明实施例提供的PLC开关量输入模块电气原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1、图2所示，本实施例提供了一种矿山架空乘人装置故障检测装置，包括依次连接的故障编码板组件、PLC开关量输入模块、PLC控制器；PLC开关量输入模块、PLC控制器均设置于控制箱1中，所述故障编码板组件包括依次串接的多个故障编码板2；所述PLC开关量输入模块与所述故障编码板2之间，以及所述故障编码板2与故障编码板2之间均通过电源信号线及多根编码信号线连接；每个所述故障编码板2至少包括一个开关接线端子3，所述开关接线端子3用于与架空乘人装置的安全开关5连接。

优选地，本实施例中，每个所述故障编码板2的输入端和输出端均包括两根电源信号线和8根编码信号线。两根电源信号线包括一根直流电源线和一根GND线；采用8根编码信号线，对应配套的8位拨码开关则可提供256种编码，除去全部为“0”的编码，还可提供255种编码，即总共通过10根信号线即可传输转换255个开关量的报警信号，大大扩展了PLC开关量输入模块工作能力。如图2所示，为PLC开关量输入模块接线示意图，保留255个开关量地址，保障现有系统正常运行的情况下，为以后架空乘人装置的拓展延伸提供冗余。PLC开关量输入模块电气原理图如图4所示。

实施时，将架空乘人装置的各个安全开关5一一对应连接到各个故障编码板2的开关接线端子3上，通过安全开关5可获取架空乘人装置的各对应模块是否故障，包括矿用架空乘人装置的主电机、安全闸、工作闸运行状态及速度传感器、机头机尾越位开关、掉绳保护、拉停保护、吊桥保护、重锤保护、无人值守开关、变坡点掉绳等故障信号。当某一安全开关5对应的模块故障时，安全开关5闭合，产生一个开关量信号传输到故障编码板2的开关接线端子3，故障编码板2进行产生对应的开关量编码信号通过编码信号线传输至PLC开关量输入模块，进而传输至PLC控制器，PLC控制器接收到开关量编码信号后发出对应的报警信号并控制架空乘人装置停机。每个开关接线端子3对应有编码，通过拨码开关实现编码，然后由多根编码信号线传输对应的开关量编码信号，通过编码也可保证每个故障都有址可寻；PLC开关量输入模块及多个串联的故障编码板2构成了主线路，通过采用编码的方式，主线路只需通过少量的编码信号线即可实现大量安全开关开关量信号的接入，有效拓展了PLC开关量输入点数，编码信号线少，减少了故障率，保障了架空乘人装置故障的安全可靠在线监测。

本实施例中，该故障检测装置具备有防止多个故障开关量同时动作会产生电平叠加相互干扰的功能。以确保准确检测到故障。

具体的，所述故障编码板2用于在其开关接线端子3接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开其输出端的电源信号线。为了防止多个故障开关量同时动作产生电平叠加相互干扰的情况，当每个故障编码板2仅接一个安全开关或每个故障编码板2仅有一个开关接线端子时，在对应开关接线端子3接收到开关量信号时，其内部继电器线圈得电，其串接于输出端的电源信号线上的常闭触点断开，从而切断其后续串接的故障编码板的供电。即上级和下级故障编码板的开关量同时动作时，上级的故障编码板可切除这一级以下的所有故障编码板的电源，避免多个故障编码板同时传输开关量信号干扰信号的输出。

进一步地，当所述故障编码板2包括第一开关接线端子和第二开关接线端子时，所述第一开关接线端子和第二开关接线端子均用于与架空乘人装置的安全开关连接；当第一开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开第二开关接线端子供电。当故障编码板具备两个开关接线端子且均与架空乘人装置的安全开关连接时，当仅下一级的第二开关接线端子接收到开关量信号时，正常传输编码信号；当两个开关接线端子同时接收到开关量信号时，串接于第二开关接线端子供电回路中的继电器的常闭触点断开，从而切断第二开关接线端子的供电。从而避免故障编码板同时传输两个开关量信号干扰信号的输出。

优选地，所述故障编码板2的每个开关接线端子3处均设置有用于显示是否接收到开关量信号的指示灯4。当开关接线端子3接收到开关量信号时，对应的指示灯4得电点亮，可方便检修人员通过肉眼判断该开关量是否动作。

如图3所示，提供了一种双开关接线端子的故障编码板2电气原理图，其包括8位拨码开关、二极管、光耦模块、发光二极管、继电器等，其采用24V直流供电，信号传输采用高低压电平检测方式，供电及传输距离可达2KM。当第一开关接线端子J1接收到开关量信号时，第一开关接线端子J1触点闭合，继电器JDQ1的线圈得电，继电器JDQ1的常开触点闭合，继电器JDQ1的常闭触点断开，从而实现当第一开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开第二开关接线端子供电。当第二开关接线端子J2接收到开关量信号时，第二开关接线端子J2触点闭合，继电器JDQ2的线圈得电，继电器JDQ2的常开触点闭合，继电器JDQ2的常闭触点断开，从而实现上级和下级故障编码板的开关量同时动作时，上级的故障编码板可切除这一级以下的所有故障编码板的电源。

当然，在其他实施例中，若采用只有一个开关接线端子的故障编码板时，其电气原理图可参考图3的右边部分实现，去掉其中的继电器JDQ1常闭触点；对于含有三个或更多开关接线端子的故障编码板也可参考图3的电气原理图进行类推，在此不再一一赘述。

本实施例中，还包括通过以太网或RS485协议与所述PLC控制器连接的显示屏和语音报警模块，所述显示屏用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时显示报警信息，所述语音报警模块用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时进行语音报警。PLC控制器根据接收的故障开关量编码可判断出对应什么故障，通过显示屏可显示故障点名称、报警原因等情况，并同时通过语音播报故障点的名称、报警原因等情况。PLC控制器主要用于接收开关量编码信号，以及控制软启动及电机、工作制动闸、安全制动闸、显示屏和语音报警模块的动作。

实施时，所述故障编码板均安装于防水接线盒内。防水接线盒的进出线口均采用喇叭嘴和橡胶垫将接线盒内外环境隔离，防止潮气进入内部。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，包括依次连接的故障编码板组件、PLC开关量输入模块、PLC控制器；

所述故障编码板组件包括依次串接的多个故障编码板；所述PLC开关量输入模块与所述故障编码板之间，以及所述故障编码板与故障编码板之间均通过电源信号线及多根编码信号线连接；

每个所述故障编码板至少包括一个开关接线端子，所述开关接线端子用于与架空乘人装置的安全开关连接。

2.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，每个所述故障编码板的输入端和输出端均包括两根电源信号线和8根编码信号线。

3.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，所述故障编码板用于在其开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开其输出端的电源信号线。

4.根据权利要求3所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，所述故障编码板包括第一开关接线端子和第二开关接线端子，所述第一开关接线端子和第二开关接线端子均用于与架空乘人装置的安全开关连接；当第一开关接线端子接收到开关量信号时通过多根编码信号线输出编码信号，并同时通过其内部的继电器断开第二开关接线端子供电。

5.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，所述故障编码板的每个开关接线端子处均设置有用于显示是否接收到开关量信号的指示灯。

6.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，还包括与所述PLC控制器连接的显示屏，所述显示屏用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时显示报警信息。

7.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，还包括与所述PLC控制器连接的语音报警模块，所述语音报警模块用于在所述PLC控制器接收到故障开关量编码时进行语音报警。

8.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，所述故障编码板均采用24V直流供电。

9.根据权利要求1所述的矿山架空乘人装置故障检测装置，其特征在于，所述故障编码板均安装于防水接线盒内。

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