CN201338887Y - 矿井提升机自动化监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种矿井提升机自动化监控装置，该矿井提升机自动化监控装置是由以太网交换机、提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台、车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜组成，所述提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台和车房信号柜通过数据电缆与以太网交换机连接，所述车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜顺次通过数据电缆连接。该装置可以最大限度的发挥提升机的运行效率、增强提升机运行的协调性、并且提高提升机运行的安全性。

Description

矿井提升机自动化监控装置

技术领域

本实用新型涉及一种矿井提升机自动化监控装置。

背景技术

随着我国经济的高速发展，对于能源的需求逐年迅猛增加，煤炭行业面临着前所未有的发展机遇和挑战，煤炭行业在保证产量的同时，安全生产的高要求和生产效率的提高之间矛盾的发展、以人为本理念在生产生活中的不断深入人心，都要求煤炭行业生产自动化程度日趋完善。提升机作为井下与井上的直接沟通桥梁，其重要性是不言而喻的，目前，煤炭行业的提升机与其他生产辅助设备之间的配合，并不密切，多是靠信号指示灯完成的，系统的协调性差，设备之间的整体配合不密切，造成设备与设备之间运行的资源闲置，而且误操作的几率较高，安全性能差，且不能远程控制。

因此，矿井提升机与各个辅助设备之间的协调配合迫切需要一套系统协调性能良好、设备之间整体配合密切的提升机自动化监控装置，以提高矿井提升机的运行效率和提升机的运行安全性。

实用新型的内容

为了解决矿井提升机与各个辅助设备之间的系统协调性差、设备与设备之间运行的资源闲置、不能远程控制的技术问题，本实用新型提供一种矿井提升机自动化监控装置，该矿井提升机自动化监控装置是由以太网交换机、提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台、车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜组成，所述提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台和车房信号柜通过数据电缆与以太网交换机连接，所述车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜顺次通过数据电缆连接。

为进一步实现本实用新型的目的，所述信号及卸载控制柜与满仓检测仪、卸载闸门检测仪、卡箕斗检测仪、箕斗到位检测仪、风原压力监测仪之间通过数据电缆连接，所述信号及装在控制柜与上仓煤位监测仪、定量斗闸门监测仪、卡箕斗监测仪、箕斗到位监测仪、液压称重控制器和风原压力监测仪之间通过数据电缆连接。

作为一种优选方案，所述的提升机在线监测控制柜与温度监测仪、振动监测仪、闸瓦磨损监测仪、稳绳监测仪和钢丝绳监测仪之间通过数据电缆连接。

作为另一种优选方案，所述的智能型主控台通过数据电缆与功率控制板连接，该功率控制板与高压低频换向柜和可控硅加速柜通过数据电缆连接。

作为另一种优选方案，所述的以太网交换机通过数据电缆与调度室监控站连接。

本实用新型有以下三点有益效果：

1、上述技术方案可使各个设备的运行状态，通过数据电缆传输到以太网交换机上，以太网交换机与工控机连接，操作人员通过工控机可以直观的看到各个设备的运行状态，便于操作、调度，可以最大限度的发挥提升机的运行效率，从而提高矿井的生产效率。

2、上述技术方案可以提高提升机运行的安全性，原因在于各个设备的运行状态清晰的显示在操作人员面前，可有效的避免误操作。

3、上述技术方案可以通过以太网交换机实现远程控制，便于检修和技术服务。

附图说明

图1是矿井提升机自动化监控装置的结构图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是矿井提升机自动化监控装置的结构图，该矿井提升机自动化监控装置是由以太网交换机、提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台、车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜组成，所述提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台和车房信号柜通过数据电缆与以太网交换机连接，所述车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜顺次通过数据电缆连接。上述提升机在线检测控制柜内含有数据服务器。所述信号及卸载控制柜与满仓检测仪、卸载闸门检测仪、卡箕斗检测仪、箕斗到位检测仪、风原压力监测仪之间通过数据电缆连接，所述信号及装在控制柜与上仓煤位监测仪、定量斗闸门监测仪、卡箕斗监测仪、箕斗到位监测仪、液压称重控制器和风原压力监测仪之间通过数据电缆连接。所述的提升机在线监测控制柜与温度监测仪、振动监测仪、闸瓦磨损监测仪、稳绳监测仪和钢丝绳监测仪之间通过数据电缆连接。所述的智能型主控台通过数据电缆与功率控制板连接，该功率控制板与高压低频换向柜和可控硅加速柜通过数据电缆连接。所述的以太网交换机通过数据电缆与调度室监控站连接。

下面介绍一下主要部分的功能：

1、数据服务器

通过工业以太网接口从PROFBUS现场总线上读取各种提升工艺数据、上井口作台和下井口操作台的装卸载和信号工艺数据，通过安装在数据服务器上的工业组态软件来完成主井提升系统各种工艺数据监测、处理、存储和Web网络发布，使得在局域网络中的各个节点均能在线监视各个提升工艺参数。

实现远程在线监测，具有就地控制和远程控制两种运行方式。在就地控制状态下，系统具有手动、自动、检修控制功能，此时上位机仅有监视权而无操作权；在远程控制状态下，系统按照设定的程序自动运行，但此时在绞车房的操作人员只具备监视权而无操作权。

2、智能型交流主控台

在线监控装置的控制中心，采用操作台式结构，除位置、速度、温度、压力、电流等必要的信号采集传感器和终端执行设备外，所有控制回路及操作全部集中于操作台中。司机可操作主控台上的操作手把(如手闸、主令控制器等)、开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和人机界面及时了解提升机的运行状态及运行参数。

系统按照“安全回路双线制，主要保护多线制”的设计原则，设备主控部分采用德国西门子S7型可编程控制器，配乙方公司自主研发的可调闸模块、电源模块、语言报警模块、电流检测模块等专利产品，以及德国西门子公司生产的A/D、D/A转换模块，以实现提升机的工艺过程控制和各种逻辑保护。具有按行程速度给定、PID速度闭环控制、轻载变减速点功能、各类安全保护、自动化开车及各种工作状态显示等多种功能。甲方现有的高压换向柜、可控硅加速柜、低频电源柜与该设备配套使用。

3、车房信号柜

车房信号柜具备以下功能：

A、振动监测：通过安装在减速机、电机上的进口震动传感器进行监测，并能上传到上位机进行监控，当出现震动量超出设定值时，系统报警提示，以便于及时了解减速机、电机的运行状况。

B、闸瓦磨损的监测：在每个闸座上安装一个高精度的位移传感器，通过它可测得闸盘的微小的位移量与制动油压值进行比较，计算出正常时油压-间隙两者的对应关系。如超出正常值进行报警提示。

C、温度监测：通过温度传感器进行电机、减速机、滚筒的轴承和润滑油温度监测并将监测数据上传到上位工控计算机进行监视超温时报警。

D、在上位工控计算机上能够打印日、月报表和监测结果分析报告。

E、上位工控计算机显示屏能实时显示装卸载和信号状态，能实时显示各部件运行参数和各类故障信息，并实现故障声音报警。

F、车房信号柜具备手动、自动、检修功能，能满足现场操作要求；能够接收井口发送的信号并将该信号传送至绞车控制台。

4、上井口操作台功能

采用用西门子S7-200可编程序控制器、A/D转换模块、PROFIBUS通讯模块等来完成各种监测信号的采集及对应的输出控制和向绞车房的信息转递功能，具体实现功能如下：

A、本操作台当接收到井底提升信号后，发送开机信号至上仓皮带，当接收到上仓皮带的开机返回信号后，发提升信号至车房。当箕斗到位信号出现时，卸载电磁阀动作将箕斗闸门打开进行卸煤。卸载结束，接收到下井口的提升信号，并发提升信号至车房进入下一循环。本操作台能够实现提升与上仓皮带、卸载与提升之间连锁，能够监测风源储气罐的压力是否欠压，欠压时系统将报警提示。

B、本操作台具有手动、自动、检修三种运行方式，能显示各种卸载设备的运行状态，记忆提升勾数，具有提升勾数记忆、提升煤量数据统计功能，并以此作为更换提升机附件的依据。卸载时，箕斗到位信号发出后，卸载闸门打开，超声波料位传感器监测卸料完毕后，卸载闸门方可关闭，关闭到位后发出卸载完毕信号，提升机可再次提升。当任何环节出现异常时，系统将会自动报警并显示故障。

C、卸载闸门检测：采用目前先进的技术保证卸载闸门检测的准确性和靠性。可通过无线传输或其它检测手段来实现。当闸门打开时，闸门打开信号传入到卸载控制柜的可编程控制器内；当箕斗闸门关闭时，闸门关闭信号传入到卸载控制柜的可编程控制器内，通过程序来完成系统的工作闭锁，当闸门出现异常状态时，提升机不能提升，同时显示故障报警。

D、稳绳监测：通过安装在每根稳绳液压油缸上的压力传感器在调整稳绳张力时，将每根稳绳的张力值送到井口控制柜的可编程控制器中，实现对稳绳张力监测。当稳绳张力不符合要求时，提醒用户调整稳绳张力大小，达到要求时提醒用户停止调整。

E、煤仓煤位监测：通过安装在转载煤仓的矿用煤位传感器(位移式)进行煤位检测，当煤仓满时发出开关量信号给井口PLC控制器，使提升机停止卸煤。

F、天轮的轴承温度监测：通过安装在天轮轴承座上的温度传感器进行对天轮的轴承温度监测，并把测量值送到井口控制柜的可编程控制器内，通过可编程控制器程序来监视及判断其温值，实现超温时报警，并将监测数据上传到车房信号柜。

G、卡箕斗监测：接近上井口南北箕斗稳罐道上头的两边分别安装两套磁感应开关，保证能够及时、准确的判断出箕斗进入轨道时的运行情况，能够准确判断出箕斗是否出现卡轨，当出现箕斗被卡阻时，系统及时报警、显示故障并紧急停车。当箕斗由井口向下进入下稳罐道时检测功能相同。

H、具有备用信号功能，当主信号出现异常时能够切换到备用信号上实现应急提升。

5、下井口操作台功能

采用西门子S7-200可编程序控制器、A/D转换模块、PROFIBUS通讯模块等来完成各种监测信号的采集，及对应的输出控制和向绞车房的信息转递功能，具体实现功能如下：

A、本操作台通过安装在煤仓的煤矿专用超声波料位传感器监测煤仓内的煤位，将该信息送到井底控制柜的可编程控制器内，并通过可编程控制器输出控制信号，在井底料仓有料的情况下，小皮带先开，然后给煤机开，将煤装入定量斗；当重量达到设定值时，给煤机停止(但小皮带不停)。当箕斗到位时，装载电磁阀动作将定量斗扇形闸门打开；当箕斗中煤量达到装载数量时，发出提煤信号，箕斗开始运行；定量斗扇形闸门关闭；给煤机再次装载，开始下一循环。在整个过程中，小皮带一直运行。当煤仓空时，给煤机、小皮带和提升机均停止运行。井底可编程控制器将各设备的运行状态和采集到的模拟信号通过PROFIBUS现场总线传到车房控制柜、上位机及整个局域网。

B、本操作台具有手动、自动、检修三种运行状态，当自动装载功能失效时，仍能用手动控制各装载设备。该操作台还具有在检修或者手动状态下进行信号联络的功能和急停功能；急停信号与绞车安全回路闭锁；能显示各种装载设备的运行状态；同时监测风源的压力是否欠压，欠压时装载系统将报警提示。

C、卡箕斗监测：在接近下井口南北箕斗稳罐道上头的两边分别安装两套检测开关，当箕斗经过时将监测到的信号送入井底控制柜的可编程控制器内，经过一定的延时(与减速点相对应)，有井底箕斗到位信号发出时，说明箕斗已顺利进入稳罐道；否则，认为箕斗被卡住，系统报警、紧急停车后检查。

D、定量斗闸门监测：正常提升时，通过安装闸门打开到位和关闭到位开关来监测闸门的状态，并将这些信息送到相应控制柜的可编程控制器内，通过程序来完成系统的工作闭锁。当闸门出现异常状态时，给煤机不能给煤，同时显示故障报警。

6、液压称重定量装置

本装置采用液压称重传感器+称重仪表的模式进行装载自动控制。每个定量料斗下装设液压传感器，采集到的压力信号进称重仪表，重量达到时发出信号停给煤机。称重仪表具有去皮、自动零位跟踪等功能。二次仪表能将重量值上传给井底PLC，具备上传条件。

7、钢丝绳安全检测仪TCK-YX300

通过在左、右井架天轮出绳口处和滚筒出绳口处安装的4个钢丝绳检测探头，完成两根钢丝绳的监测，同时将监测信号送入检测主机内，通过安装在检测主机内的数据采集卡和专用分析软件来分析钢丝绳的状况。在检测主机可定量显示受测钢丝绳内外部断丝位置，断丝数量；磨损位置，磨损百分比值多少；定性判别其松股，跳丝，变形、材质异化等缺陷。

检测主机具有钢丝绳状况监测、数据处理、存储和Web网络发布功能，使得在局域网络中的各个节点均能在线监视受测钢丝绳状况和处理分析结果。

检测主机能够提供标准的第三方软件接口，便于系统集成和远端监视。

检测主机能够打印监测结果分析报告。

8、配套传感器

完成各个控制点的状态监测功能。

本实用新型不限于上述具体实施方式，凡是依据本实用新型技术方案所做的技术变形，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1、一种矿井提升机自动化监控装置，其特征在于：该自动化监控装置是由以太网交换机、提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台、车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜组成，所述提升机在线监测控制柜、智能型交流主控台和车房信号柜通过数据电缆与以太网交换机连接，所述车房信号柜、信号及卸载控制柜和信号及装载控制柜顺次通过数据电缆连接。

2、根据权利要求1所述的自动化监控装置，其特征在于：所述信号及卸载控制柜与满仓传感器、卸载闸门传感器、卡箕斗传感器、箕斗到位传感器、风原压力传感器之间通过数据电缆连接，所述信号及装在控制柜与上仓煤位传感器、定量斗闸门传感器、卡箕斗传感器、箕斗到位传感器、液压称重控制器和风原压力传感器之间通过数据电缆连接。

3、根据权利要求1所述的自动化监控装置，其特征在于：所述的提升机在线监测控制柜与温度传感器、振动监测仪、闸瓦磨损监测仪、稳绳传感器和钢丝绳监测仪之间通过数据电缆连接。

4、根据权利要求1所述的自动化监控装置，其特征在于：所述的智能型主控台通过数据电缆与功率控制板连接，该功率控制板与高压低频换向柜和可控硅加速柜通过数据电缆连接。

5、根据权利要求1所述的自动化监控装置，其特征在于：所述的以太网交换机通过数据电缆与调度室监控站连接。