CN115509172A - 一种罐笼自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种罐笼自动控制系统，其中，所述系统包括：井口提升机主控操作台、充电装置、蓄电池组、电动罐帘门、到位检测开关、罐内阻车器、区域扫描设备、激光扫描设备、罐内控制单元、无线通讯装置、语音对讲电话、照明装置、视频监控设备、显示器。本申请所提出的罐笼自动控制系统实现了井口提升机无人值守，罐内人员可以与井口提升机主控操作台进行实时沟通，所述井口提升机主控操作台与所述罐内控制单元交互通讯信息，保证地面人员可以实时了解罐笼内部情况，不仅大大提高了乘罐人员的安全性，还提高了工作效率。

Description

一种罐笼自动控制系统

技术领域

本申请涉及金属矿山矿井提升机无人值守技术领域，特别涉及一种罐笼自动控制系统。

背景技术

金属矿山竖井提升系统主要承担着提升人员、设备、材料等的任务，是地下矿山人员安全通行的咽喉要道。国家安监局提出“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的安全管理理念，竖井提升机无人值守也是未来矿山发展的方向，若副井提升机实现无人值守，罐笼的自动化、智能化控制则是实现无人值守的关键。

在现有方案中，罐笼普遍为只是简单的罐内照明、简易罐帘等，没有系统化的罐笼自动化控制系统，从而制约竖井提升机无人值守的发展，同时提升机在运行过程中，也无法观察罐内人员的动态，存在一定的安全风险。

基于此，如何实现井口提升机无人值守，保证罐笼内部人员的安全，提高工作效率，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种罐笼自动控制系统，所提出的罐笼自动控制系统实现了井口提升机无人值守，罐内人员可以与井口提升机主控操作台进行实时沟通，所述井口提升机主控操作台与所述罐内控制单元交互通讯信息，保证地面人员可以实时了解罐笼内部情况，不仅大大提高了乘罐人员的安全性，还提高了工作效率。

具体的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例提供了一种罐笼自动控制系统，所述系统包括：井口提升机主控操作台、充电装置、蓄电池组、电动罐帘门、到位检测开关、罐内阻车器、区域扫描设备、激光扫描设备、罐内控制单元、无线通讯装置、语音对讲电话、照明装置、视频监控设备、显示器；所述充电装置与所述蓄电池组连接，所述蓄电池组与所述罐内控制单元连接，用于为所述罐内控制单元供电；所述无线通讯装置分别与所述罐内控制单元、所述井口提升机主控操作台双向通讯连接，以用于所述井口提升机主控操作台与所述罐内控制单元交互通讯信息；所述罐内控制单元分别与所述电动罐帘门、所述到位检测开关、罐内阻车器、所述区域扫描设备、所述激光扫描设备、所述视频监控设备、所述语音对讲电话、所述照明装置、所述显示器电连接，以交互通讯信息。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述系统还包括罐笼和井口提升机，所述井口提升机主控操作台用于向所述井口提升机发送控制指令，以控制所述井口提升机驱动所述罐笼向上或向下移动至目标位置。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述罐内控制单元包括触摸屏、PLC模块、控制按钮、无线网桥，所述控制按钮与所述PLC模块电连接，所述PLC模块与所述触摸屏、所述无线网桥通讯连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述电动罐帘门包括直流电机、减速机、传动链条、罐帘门，所述直流电机与所述减速机机械连接，所述减速机与所述传动链条、所述罐帘门机械连接，所述直流电机与所述罐内控制单元电连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述无线通讯装置包括天线、无线网络发射器、无线网络接收器，所述无线网络发射器与所述罐内控制单元通讯连接，所述天线与所述无线网络发射器电连接，所述无线网络接收器与所述井口提升机主控操作台通讯连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述语音对讲电话包括井口提升机主控操作台对讲电话和罐笼对讲电话，所述井口提升机主控操作台对讲电话与所述罐笼对讲电话无线通讯连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述视频监控设备包括安装支架、保护罩、井口提升机操作台显示屏，所述视频监控设备与所述井口提升机操作台显示屏无线通讯连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述区域扫描设备安装在罐笼上部四角的位置，所述激光扫描设备安装在所述罐笼底部一侧的位置，所述激光扫描设备装有安装底座和防护罩。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述照明装置安装在罐笼上方，所述显示器安装在罐笼侧面板上。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述充电装置、所述蓄电池组安装在罐笼顶部，所述蓄电池组装有防爆外壳。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：

一方面，本申请提出的方案，通过上述的罐笼自动控制系统，实现了井口提升机无人值守，大大保障了乘罐人员的安全，也提高了工作效率。

另一方面，本申请提出的方案，可以实现罐内人员与井口提升机主控操作台的实时沟通，罐内控制单元可以将罐笼内部的各个装置与设施的信息实时反馈至井口提升机主控操作台，不仅保证了乘罐人员的安全，还节省了人力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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它的附图。

图1示出了本申请一个实施例中的罐笼自动控制系统简图；

图2示出了本申请一个实施例中的罐笼内部结构图；

图3示出了本申请一个实施例中的罐笼顶部简图。

附图标记说明书如下：

100—井口提升机主控操作台， 101—充电装置，

102—蓄电池组， 103—电动罐帘门，

104—到位检测开关， 105—罐内阻车器，

106—区域扫描设备， 107—激光扫描设备，

108—罐内控制单元， 109—语音对讲电话，

110—照明装置， 111—视频监控设备，

112—显示器， 113—触摸屏，

114—控制按钮， 115—天线，

116—无线通讯装置， 117—井口提升机，

118—罐笼， 200—罐笼自动控制系统。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

需要注意的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在图示或描述的那些以外的顺序实施。

以下对本申请实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述：

参照图1，根据本申请一种典型的实施方式，提供了一种罐笼自动控制系统200，所述系统包括：

井口提升机主控操作台100、充电装置101、蓄电池组102、电动罐帘门103、到位检测开关104、罐内阻车器105、区域扫描设备106、激光扫描设备107、罐内控制单元108、无线通讯装置116、语音对讲电话109、照明装置110、视频监控设备111、显示器112。

在本申请中，所述充电装置101与所述蓄电池组102连接，所述蓄电池组102与所述罐内控制单元108连接，用于为所述罐内控制单元108供电；所述无线通讯装置116分别与所述罐内控制单元108、所述井口提升机主控操作台100双向通讯连接，以用于所述井口提升机主控操作台100与所述罐内控制单元108交互通讯信息；所述罐内控制单元108分别与所述电动罐帘门103、所述到位检测开关104、罐内阻车器105、所述区域扫描设备106、所述激光扫描设备107、所述视频监控设备111、所述语音对讲电话109、所述照明装置110、所述显示器112电连接，以交互通讯信息。

在本申请中，所述无线通讯装置116分别与所述罐内控制单元108、所述井口提升机主控操作台100双向通讯连接，以用于所述井口提升机主控操作台100与所述罐内控制单元108交互通讯信息，当人员进入到罐笼118内部时，罐笼118内部的电动罐帘门103、到位检测开关104、罐内阻车器105、区域扫描设备106、激光扫描设备107、语音对讲电话109、照明装置110、视频监控设备111、显示器112会将其各自的信息反馈至所述罐内控制单元108，所述罐内控制单元108再通过所述无线通讯装置116将信息发送至所述井口提升机主控操作台100。

参照图2，在本申请的一个实施例中，所述系统还包括罐笼118和井口提升机117，所述井口提升机主控操作台100用于向所述井口提升机117发送控制指令，以控制所述井口提升机117驱动所述罐笼118向上或向下移动至目标位置。

在本申请中，上述罐笼118用于运输人员、设备、材料等，所述井口提升机117用于驱动所述罐笼118的移动，当人员、设备、材料等进入至罐笼118中时，在满足所述罐笼118启动的条件之后，所述井口提升机主控操作台100向所述井口提升机117发送控制指令，以控制所述井口提升机117驱动所述罐笼118向上或向下移动至目标位置，以完成所述罐笼118内人员、设备、材料等的运输。

参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述罐内控制单元108包括触摸屏113、PLC模块、控制按钮114、无线网桥，所述控制按钮114与所述PLC模块电连接，所述PLC模块与所述触摸屏113、所述无线网桥通讯连接。

在本申请中，所述罐内控制单元108可以为所述罐笼118内各个装置、设备的控制箱，所述罐内控制单元108包括触摸屏113、PLC模块、控制按钮114、无线网桥，所述触摸屏113能够显示所述井口提升机117的运行状态，所述控制按钮114可以进行去向选择、安全确认、锁罐等操作，罐内人员可以通过所述控制按钮114选择目标位置，在罐内人员均准备好后可以通过所述控制进行安全确定和锁罐，大大提高罐内人员以及设备、材料的安全性以及运输的效率。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述电动罐帘门103包括直流电机、减速机、传动链条、罐帘门，所述直流电机与所述减速机机械连接，所述减速机与所述传动链条、所述罐帘门机械连接，所述直流电机与所述罐内控制单元108电连接。

在本申请中，需要注意的是，所述电动罐帘门103上还安装有到位检测开关104(如图2所示)，所述到位检测开关104用于检测所述电动罐帘门103的到位情况，并将所述电动罐帘门103的到位情况反馈给所述罐内控制单元108，所述罐内控制单元108再将所述电动罐帘门103的到位情况通过所述无线通讯装置116发送至所述井口提升机主控操作台100。

在本申请中，所述罐内阻车器105用于对装物料的矿车以及设备等进行固定，使矿车、设备等在罐笼118内不移动，所述罐内阻车器105的到位情况通过所述到位检测开关进行反馈，参见图2，图2所示罐笼118底部的四个罐内阻车器105旁均安装有到位检测开关，所述到位检测开关会将所述罐内阻车器105的到位情况实时反馈给所述罐内控制单元108，所述罐内控制单元108再将所述罐内阻车器105的到位情况通过所述无线通讯装置116发送至所述井口提升机主控操作台100。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述无线通讯装置116包括天线115、无线网络发射器、无线网络接收器，所述无线网络发射器与所述罐内控制单元108通讯连接，所述天线115与所述无线网络发射器电连接，所述无线网络接收器与所述井口提升机主控操作台100通讯连接。

在本申请中，所述无线通讯装置116分别与所述罐内控制单元108、所述井口提升机主控操作台100双向通讯连接，以用于所述井口提升机主控操作台100与所述罐内控制单元108交互通讯信息，所述无线通讯装置116包括天线115、无线网络发射器、无线网络接收器，所述罐内控制单元108将罐笼118移动信息通过所述无线网络发射器与天线115发射出去，所述无线网络发射器接收到所述罐笼118移动信息，并将所述罐笼118移动信息发送至所述井口提升机主控操作台100，所述井口提升机主控操作台100控制所述井口提升机117驱动所述罐笼118向上或向下移动至目标位置。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述语音对讲电话109包括井口提升机主控操作台100对讲电话和罐笼118对讲电话，所述井口提升机主控操作台100对讲电话与所述罐笼118对讲电话无线通讯连接。

在本申请中，所述语音对讲电话109包括井口提升机主控操作台对讲电话和罐笼对讲电话，罐内人员可以通过所述罐笼对讲电话与井口提升机主控操作台100的操作人员进行语音通话沟通，在发生故障时，也可以第一时间与井口提升机主控操作台100的操作人员进行沟通，使所述罐笼118停止运行，以保证罐笼118内人员的安全。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述视频监控设备111包括安装支架、保护罩、井口提升机操作台显示屏，所述视频监控设备111与所述井口提升机操作台显示屏无线通讯连接。

在本申请中，所述视频监控设备111可以实时监控罐内人员和设备、物料等的状态，便于及时发现罐内的异常情况，所述视频监控装置带有存储功能，具有可追溯性，视频监控设备111与所述井口提升机操作台显示屏无线通讯连接，所述井口提升机主控操作台100的操作人员可以通过所述井口提升机操作台显示屏了解到所述罐笼118内部的人员、设备、物料等的情况，大大保障了罐笼118内部人员的安全性。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述区域扫描设备106可以安装在罐笼118上部四角的位置，所述激光扫描设备107可以安装在所述罐笼118底部一侧的位置，所述激光扫描设备107可以装有安装底座和防护罩。

在本申请中，所述区域扫描设备106通过磁场扫描，能够扫描乘罐人员的人数，在超出乘罐人员数量要求时可以发出报警信号，同时将人员数量信息反馈至罐内控制单元108的PLC模块，所述罐内控制单元108通过所述无线通讯装置116将人员数量信息发送至所述井口提升机主控操作台100，以用于提醒所述井口提升机主控操作台100的操作人员不满足罐笼118启动条件，需对罐内情况进行处理，在乘罐人数正常后再进行罐笼118启动操作，以保证罐内乘罐人员的安全，所述区域扫描设备106可以安装在罐笼118上部四角的位置(参照图2罐笼118上部四角的位置)，其数量可以为4个，所述区域扫描设备106安装数量也可以为其它数量，在本申请中不做特别限制，可根据实际需求对所述区域扫描设备106安装数量进行调整。

在本申请中，所述激光扫描设备107能够扫描井下中段水平操车动作状态和区域内人员情况，同时将操车动作状态和区域内人员情况信息反馈至罐内控制单元108的PLC模块，所述罐内控制单元108通过所述无线通讯装置116将操车动作状态和区域内人员情况信息发送至所述井口提升机主控操作台100，保证操车区域人员的安全，所述激光扫描设备107可以安装在所述罐笼118底部一侧的位置(参照图2罐笼118底部一侧的位置)，所述激光扫描设备107的安装数量可以是2套，所述激光扫描设备107的安装数量也可以是其他数量，在本申请中不做特别限制，可根据实际需求对所述激光扫描设备107安装数量进行调整。

继续参照图1与图2，在本申请的一个实施例中，所述照明装置110可以安装在罐笼118上方，所述显示器112可以安装在罐笼118侧面板上。

在本申请中，所述照明装置110用于为所述罐笼118提供照明，所述照明装置110和所述显示器112能够提高罐内的乘罐环境，给乘罐人员带来更舒适的乘罐环境，罐内人员可以根据所述显示器112得知自己所在井内的具体位置，所述显示器112还可以显示所述井口提升机117的速度、深度、位置等信息，以便于所述乘罐人员在自己的所需到达的目标位置出罐，大大提高了罐笼118运输时的效率与安全性。

参照图1与图3，在本申请的一个实施例中，所述充电装置101、所述蓄电池组102安装在罐笼118顶部，所述蓄电池组102装有防爆外壳。

在本申请中，所述充电装置101、所述蓄电池组102安装在罐笼118顶部(参照图3)，所述蓄电池组102与所述罐内控制单元108连接，为所述罐内控制单元108与罐内各个设备供电，所述蓄电池组102安装有防爆外壳，大大保证了罐笼内部的安全性，所述充电装置101可以采用非接触式无线充电装置101，也可以采用其他充电方式，所述蓄电池组102采用磷酸铁锂电池，也可以使用其他铅酸电池或卷绕电池等，在本申请中，对所述充电装置101与所述蓄电池组102的种类不做特别限制，可以根据实际需求进行选择。

在本申请中，如图3所示，所述充电装置101可以包括无线充电发射装置、无线充电接收装置和接收控制器，所述充电装置101可以为两套，所述蓄电池组102可以为2套蓄电池，所述充电装置101与所述蓄电池组102的数量本申请不做特别限制，可根据实际需求进行选择，当所述罐笼118到达井口顶部时，所述无线充电发射装置开始为所述罐笼118提供充电，所述接收控制箱控制所述无线充电接收装置接收供电，并将电储存至所述蓄电池组102中，以实现为所述罐笼118内部的装置和设备供电。

由上述技术方案可知，本申请至少具有如下几个方面的优点和积极效果：

其一，本申请提出的方案，通过上述的罐笼自动控制系统，实现了井口提升机无人值守，大大保障了乘罐人员的安全，也提高了工作效率。

其二，本申请提出的方案，适用于金属矿山副井提升机无人值守模式下的配套设施，将罐笼内部所有装置和设备的反馈信号集中，通过无线通讯装置与井口提升机主控操作台进行交互通讯，以使得地面人员能够实时了解到罐笼内部的情况，保证工作的顺利进行。

其三，本申请提出的方案，罐笼内部所安装的区域扫描设备能够检测乘罐人员数量，在乘罐人员超限时能够发出报警，同时在出现事故时可第一时间判断罐内人数，为救援提供引导。

其四，本申请提出的方案，罐笼内部所安装的激光扫描设备能够扫描井下中段水平操车动作状态和区域内人员情况，保证操车区域人员的安全。

其五，本申请提出的方案，通过采用上述的罐笼自动控制系统，可以大大节省人力，节约成本。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种罐笼自动控制系统，其特征在于，所述系统包括：井口提升机主控操作台、充电装置、蓄电池组、电动罐帘门、到位检测开关、罐内阻车器、区域扫描设备、激光扫描设备、罐内控制单元、无线通讯装置、语音对讲电话、照明装置、视频监控设备、显示器；

所述充电装置与所述蓄电池组连接，所述蓄电池组与所述罐内控制单元连接，用于为所述罐内控制单元供电；

所述无线通讯装置分别与所述罐内控制单元、所述井口提升机主控操作台双向通讯连接，以用于所述井口提升机主控操作台与所述罐内控制单元交互通讯信息；

所述罐内控制单元分别与所述电动罐帘门、所述到位检测开关、罐内阻车器、所述区域扫描设备、所述激光扫描设备、所述视频监控设备、所述语音对讲电话、所述照明装置、所述显示器电连接，以交互通讯信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括罐笼和井口提升机，所述井口提升机主控操作台用于向所述井口提升机发送控制指令，以控制所述井口提升机驱动所述罐笼向上或向下移动至目标位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述罐内控制单元包括触摸屏、PLC模块、控制按钮、无线网桥，所述控制按钮与所述PLC模块电连接，所述PLC模块与所述触摸屏、所述无线网桥通讯连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电动罐帘门包括直流电机、减速机、传动链条、罐帘门，所述直流电机与所述减速机机械连接，所述减速机与所述传动链条、所述罐帘门机械连接，所述直流电机与所述罐内控制单元电连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线通讯装置包括天线、无线网络发射器、无线网络接收器，所述无线网络发射器与所述罐内控制单元通讯连接，所述天线与所述无线网络发射器电连接，所述无线网络接收器与所述井口提升机主控操作台通讯连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述语音对讲电话包括井口提升机主控操作台对讲电话和罐笼对讲电话，所述井口提升机主控操作台对讲电话与所述罐笼对讲电话无线通讯连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述视频监控设备包括安装支架、保护罩、井口提升机操作台显示屏，所述视频监控设备与所述井口提升机操作台显示屏无线通讯连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述区域扫描设备安装在罐笼上部四角的位置，所述激光扫描设备安装在所述罐笼底部一侧的位置，所述激光扫描设备装有安装底座和防护罩。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述照明装置安装在罐笼上方，所述显示器安装在罐笼侧面板上。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述充电装置、所述蓄电池组安装在罐笼顶部，所述蓄电池组装有防爆外壳。

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