CN206336962U - 井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统。本系统包括上口打点装置、下口打点装置和司机打点装置，还包括用于接收打点信号的信号转换板，信号转换板将收到的打点信号变换处理后发送至控制器，控制器的输出端与继电器板上的各个继电器组电连接；继电器板上设有功能转换开关；本系统中还设置有电源模块。本实用新型在打点装置和绞车之间设置直接明确的电气连接关系，解决了打点信号与开动绞车完全依靠人员自我约束的工作行为，杜绝了解决打点信号与绞车控制系统相互脱节、打点信号约定不能闭锁绞车运行方向、绞车开动方向与打点信号约定方向完全依靠人员主观判断的现状，有效地防范了人员主观或客观失误造成的安全事故。

Description

井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统

技术领域

本实用新型属于煤矿井下辅助运输斜巷物料打运技术领域，尤其涉及一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统。

背景技术

煤矿的运输系统主要分为地面运输系统和井下运输系统，而井下运输系统又分为井口的主提升系统和井下辅助运输系统。在这些运输系统里机电事故较多、最易发生大事故的就是井下辅助运输里的斜巷物料打运。对一个矿井而言，井下的斜巷随着井工的开采逐渐增多，不计其数。对每条斜巷而言，怎样通过斜巷把物料打运上去，又怎样把物料打运出来，是一个无法回避的客观问题。

目前国内井下辅助运输斜巷物料打运，普遍采用斜巷上口设置绞车，即如图1所示，绞车A设置斜巷上口一侧，且绞车A相对远离斜巷上口，绞车A与设置在斜巷中的料车B相连，斜巷上口处设置有上口打点装置10，斜巷下口处设置有下口打点装置20，所述绞车A处设置有司机打点装置30。物料打运是通过绞车A牵引料车B上下而实现的。但由于斜巷空间狭小，人员进出频繁，声音吵杂，所以往往采取“行车不行人，行人不行车”的方式来实现斜巷打运。但即使是这样，仍然存在一些问题：由于实际工作中绞车A距离下放料车B的上口或上提物料的下口较远，何时开车以及何时停车，绞车司机自己是看不见的，所以又往往依靠斜巷上下口人员通过发送约定的声音信号，来实现绞车的启动和停止操作。具体是：打点一声停止、打点两声上提、打点三声下放。这样的信号简单明了，克服了井下语音通话联系可能表达不清或理解有误的缺点，有其优越性，长期的生产实践也证明了其具有的可行性。但即使这样，现有的物料打运方式仍然存在诸多缺点，如：不打点开车、打点不正确开车、打点不相互确认开车，或信号约定方向与绞车运行方向相反等人员主观上可能出现的问题缕缕发生在工作中，偶尔的操作失误会造成严重的安全事故发生。因此面对井下大量的辅助运输斜巷，怎样汲取原有信号的优点，同时又不用象主井提升信号那样大成本投入，却又能解决打点信号和绞车运行方向之间的闭锁关系，是大量辅助运输斜巷打运中急待解决的现实问题，有其广阔的市场应用前景。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，本控制系统通过设置控制器，在打点装置和绞车之间设置直接明确的电气连接关系，解决了打点信号与绞车控制系统相互脱节的技术难题。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，包括设置在斜巷上口的上口打点装置和司机打点装置，以及设置在斜巷下口的下口打点装置，本系统还包括如下组成部分：

信号转换板，用于接收来自上口打点装置、下口打点装置和司机打点装置的打点信号，并将收到的打点信号发送至控制器；

控制器，其输入端用于接收处理后的打点信号，其输出端与所述继电器板上的各个继电器组电连接；

继电器板，包括分别与绞车防爆开关、绞车防爆三联按钮以及防爆声光警示器电连接的各个继电器组，还包括用于将继电器板在检修状态和工作状态下进行切换的功能转换开关；

电源模块，用于向控制器、继电器板中个各个继电器组和功能转换开关、防爆声光警示器供电。

优选的，所述信号转换板的输入端分别设置有如下接线端子：

与上口打点装置相连接的上口打点信号接线端子、上口急停接线端子；

与下口打点装置相连接的下口打点信号接线端子、下口急停接线端子；

与司机打点装置相连接的绞车处打点信号接线端子、绞车处急停接线端子；

与继电器板上的状态反馈导线相连接的绞车运行信号接线端子，以及与继电器板上的功能转换开关相连接的工作状态接线端子。

优选的，所述控制器的与继电器板相连接的输出端设置有绞车下放接线端子、绞车上提接线端子、绞车停止接线端子、声光报警接线端子、司机信号确认提示接线端子以及司机打点闭锁接线端子。

优选的，所述控制器为西门子S7-200。

优选的，所述绞车上提接线端子即西门子S7-200的QO.0输出脚与继电器板上的继电器J1的线圈相连，所述继电器J1的常开触点与带有绞车防爆开关和绞车防爆三联按钮的绞车正转接线相连接；

所述绞车下放接线端子即西门子S7-200的QO.1输出脚与继电器板上的继电器J2的线圈相连，所述继电器J2的常开触点与带有绞车防爆开关和绞车防爆三联按钮的的绞车反转接线相连接；

所述绞车停止接线端子即西门子S7-200的QO.2输出脚与继电器板上的继电器J3的线圈相连，所述继电器J3的常开触点与带有绞车防爆开关和绞车防爆三联按钮的绞车停止接线相连接；

所述声光报警接线端子即西门子S7-200的QO.3输出脚与继电器板上的继电器J4的线圈相连，所述继电器J4的常开触点与驱动防爆声光警示器动作的交流接触器ZJ线圈相连接；

所述司机信号确认提示接线端子即西门子S7-200的QO.4输出脚与发光二极管相连接；

所述司机打点闭锁接线端子即西门子S7-200的QO.5输出脚与继电器板上的继电器J5的线圈相连，所述继电器J5的常开触点与司机打点装置相连接，且继电器J5的常开触点与司机打点装置相连接的线路上串接有司机打点信号接钮。

优选的，所述功能转换开关包括一对彼此配合的开关脚1和开关脚2以及另外一对彼此配合的开关脚3和开关脚4，所述开关脚1和开关脚2与继电器板上的继电器J6的线圈相连，所述继电器J6的两个常开触点分别并接在继电器J1的常开触点和继电器J2的常开触点所处的线路中。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型通过设置控制器，在打点装置和绞车之间设置了直接明确的电气连接关系，充分发挥了PLC控制器集中控制的优势，解决了打点信号与开动绞车完全依靠人员自我约束的工作行为，杜绝了解决打点信号与绞车控制系统相互脱节、打点信号约定不能闭锁绞车运行方向、绞车开动方向与打点信号约定方向完全依靠人员主观判断的现状，彻底避免了不打点开车、打点不正确开车、打点不相互确认开车等人员主观上可能出现的问题，有效地防范了人员主观或客观失误造成的安全事故。

2)本实用新型充分整合了井下现有辅助运输斜巷打点设备、语音警示设备、绞车控制开关等，不再重复其功能，只做中心控制系统以减少成本。本实用新型杜绝了像主井提升信号系统那样的大规模成本投入，且井下又不易推广使用的缺点，争取以最少的成本获得最大的经济效益和安全效益。本实用新型中的这种设计同时也有效地增加了其可移植性，可以广泛应用在矿井其它场合，提高了其实际使用价值和范围，减少了相似需求的二次研发成本投入，增加了其内在附加值，提高其存在的经济价值。

附图说明

图1为现有物料打运系统的结构示意图。

图2为本实用新型的控制结构示意图。

图3为本实用新型的电路结构示意图。

图中标记的含义如下：

A-绞车 B-料车

10-上口打点装置 20-下口打点装置 30-司机打点装置

40-信号转换板 50-控制器 60-继电器板 61-功能转换开关

70-电源模块 71-绞车防爆开关 72-绞车防爆三联按钮

73-防爆声光警示器

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，包括设置在斜巷上口的上口打点装置10和司机打点装置30，以及设置在斜巷下口的下口打点装置20，绞车A设置在司机打点装置30处，司机打点装置30相对于上口打点装置10远离斜巷上口。

本系统还包括如下组成部分：

信号转换板40，用于接收来自上口打点装置10、下口打点装置20和司机打点装置30的打点信号，并将收到的打点信号进行格式变换处理(将模拟量信号转换为数字量信号)后发送至控制器50的相应的输入端；

控制器50，其输入端用于接收处理后的打点信号，其输出端与所述继电器板60上的各个继电器组电连接；

继电器板60，包括分别与绞车防爆开关71、绞车防爆三联按钮72以及防爆声光警示器73电连接的各个继电器组，还包括用于将继电器板60在检修状态和工作状态下进行切换的功能转换开关61；

电源模块70，用于向控制器50、继电器板60中个各个继电器组和功能转换开关61、防爆声光警示器73供电。

如图1所示，所述信号转换板40的输入端分别设置有如下接线端子：与上口打点装置10相连接的上口打点信号接线端子、上口急停接线端子；与下口打点装置20相连接的下口打点信号接线端子、下口急停接线端子；与司机打点装置30相连接的绞车处打点信号接线端子、绞车处急停接线端子；与继电器板60上的状态反馈导线相连接的绞车运行信号接线端子，以及与继电器板60上的功能转换开关61相连接的工作状态接线端子。

如图2所示，所述控制器50为西门子S7-200，CPU222CN。

如图2所示，所述西门子S7-200的输入端分别设置有六个输入脚，分别为：1)与上口打点信号相连接的IO.0输入脚，2)与下口打点信号相连接的IO.1输入脚，3)与绞车处打点信号相连接的IO.2输入脚，4)与上口急停信号、下口急停信号、绞车处急停信号均相连接的IO.3输入脚，5)与绞车正转信号以及绞车反转信号均相连接的IO.4输入脚，6)与工作状态信号相连接的IO.5输入脚。

如图2所示，所述西门子S7-200的输出端分别设置有六个输出脚，分别为：1)与继电器J1的线圈相连接的输出绞车正转信号的QO.0输出脚，所述继电器J1的常开触点与串接有绞车防爆开关71和绞车防爆三联按钮72的绞车正转接线即1#线相连接；2)与继电器J2的线圈相连接的输出绞车反转信号的QO.1输出脚，所述继电器J2的常开触点与串接有绞车防爆开关71和绞车防爆三联按钮72的绞车反转接线即3#线相连接；3)与继电器J3的线圈相连接的输出绞车停止信号的QO.2输出脚，所述继电器J3的常开触点与串接有绞车防爆开关71和绞车防爆三联按钮72的绞车停止接线即9#线相连接；4)与继电器J4的线圈相连接的输出声光报警信号的QO.3输出脚，所述继电器J4的常开触点与驱动防爆声光警示器73动作的交流接触器ZJ线圈相连接；5)与发光二极管相连接的输出提示灯信号的QO.4输出脚；6)与继电器J5的线圈相连接的输出司机打点解锁信号的QO.5输出脚，所述继电器J5的常开触点与司机打点装置30相连接的线路上串接有确认按钮。

如图2所示，所述功能转换开关61包括一对彼此配合的开关脚1和开关脚2以及另外一对彼此配合的开关脚3和开关脚4，所述开关脚1和开关脚2与继电器板60上的继电器J6的线圈相连，所述继电器J6的两个常开触点分别并接在继电器J1的常开触点所处的1#线中以及继电器J2的常开触点所处的3#线中。

如图2所示，外部接入的127V工作电源由空气开关作为电源过流保护(漏电保护由井下127V电源提供设备提供保护)。空气开关的输出侧，一路127V电源接电源模块70，另一路通过交流接触器ZJ的常开触点为防爆声光警示器73提供电源。电源模块70输出DC24V和DC12V低压电。其中DC24V做为防爆腔中西门子S7-200和其输出继电器组的工作及控制电源，DC12V作为本安接线腔中功能转换开关61控制的继电器J6的工作电源。

下面结合具体的工作过程对本实用新型做进一步详细描述，但是本实用新型仅仅保护由各个电路及其连接关系构成的物理平台或装置，而不涉及其中的方法或软件部分。

1)当功能转换开关61处于工作状态即自动状态下时，功能转换开关61的开关脚1和开关脚2断开，开关脚3和开关脚4接通，功能转换开关61对西门子S7-200发出打点信号自动甄别功能的启动信号；当西门子S7-200输入端接收到上口打点装置10、下口打点装置20或司机打点装置30发送来的打点信号、急停信号或复位信号时，立即通过西门子S7-200的内设程序对信号进行甄别：

当西门子S7-200的IO.0输入脚在收到上口打点装置10发来的上口打点信息后，其IO.1输入脚在设定时间(例如10秒)内又收到下口打点装置20发来的下口打点信号时，西门子S7-200判定为收到绞车下放任务，此时西门子S7-200一方面通过QO.4输出脚向发光二极管发出绞车司机可以回点确认的提示灯信号，此时的提示灯信号为蓝色的慢速闪烁的灯光信号，另一方面通过QO.5输出脚解除对司机打点信号装置30的闭锁功能；绞车司机收到慢速闪烁的提示灯信号后，即可对司机打点装置30操作并通过IO.2输入脚向西门子S7-200发出司机打点信号，完成对绞车下放任务的最后确认，此时提示灯信号转变为常亮信号，以表示所有打点信号均甄别有效；西门子S7-200在设定时间内依次收到上口打点装置10、下口打点装置20、司机打点装置30三处发出的打点信号后，通过QO.1输出脚向继电器板60发出绞车下放信号，继电器板60上的继电器J2和继电器J3立即接通外部绞车预备工作的3#线和9#线，西门子S7-200同时通过QO.3输出脚向继电器板60发出声光报警信号，继电器J4接通并驱动交流接触器ZJ线圈，使交流接触器ZJ的常开触点闭合并接通外部防爆声光警示器73的127V电源，发出语音和闪烁灯工作警示；此时继电器J1不动作，绞车正转运行方向处于闭锁状态。

当西门子S7-200的IO.1输入脚先收到下口打点装置20发来的下口打点信号，其IO.0输入脚在设定时间内又收到上口打点装置20发来的上口打点信号时，西门子S7-200判定为收到绞车上提任务，此时西门子S7-200一方面通过QO.4输出脚向发光二极管发出绞车司机可以回点确认的提示灯信号，此时的提示灯信号为蓝色的慢速闪烁的灯光信号，另一方面通过QO.5输出脚解除对司机打点信号装置30的闭锁功能；绞车司机收到慢速闪烁的提示灯信号后，即可对司机打点装置30操作并通过IO.2输入脚向西门子S7-200发出司机打点信号，完成对绞车上提任务的最后确认，此时提示灯信号转变为常亮信号，以表示所有打点信号均甄别有效；西门子S7-200在设定时间内依次收到下口打点装置20、上口打点装置10、司机打点装置30三处发出的打点信号后，通过QO.0输出脚向继电器板60发出绞车上提信号，继电器板60上的继电器J1和继电器J3立即接通外部绞车预备工作的1#线和9#线，西门子S7-200同时通过QO.3输出脚向继电器板60发出声光报警信号，继电器J4接通并驱动交流接触器的ZJ线圈，使交流接触器的常开触点闭合并接通外部防爆声光警示器73的127V电源，发出语音和闪烁灯工作警示；此时继电器J2不动作，绞车反转运行方向处于闭锁状态。

在上述打点过程中，若有任一打点装置没有按设定方式或者没有在设定时间内发出打点信号，或打点过程中及绞车开动过程中，有任一打点装置发出急停信号，则西门子S7-200将立即闭锁相应的输出继电器组的工作，解除绞车开动的授权，绞车立刻停止运行，同时提示灯信号转变为高频闪烁的灯光信号，以提醒绞车司机有紧急情况发生；当西门子S7-200再次接到复位信号时，闭锁才会解除，绞车继续运行；

2)当功能转换开关61处于检修状态下时，功能转换开关61的开关脚1和开关脚2接通，开关脚3和开关脚4断开，此时继电器J3、继电器J4、继电器J6接通工作，西门子S7-200获得不用甄别打点信号的工作信号(此功能作为绞车检修调试或应急工作时使用)。检修状态下，继电器J4立即接通声光报警装置73发出警示；继电器J3、继电器J6接通绞车开关的1#线、3#线和9#线，绞车司机可以根据实际情况发出绞车上提信号或下放信号，以开动绞车进行检修调试或应急工作。

Claims (6)

1.一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，包括设置在斜巷上口的上口打点装置(10)和司机打点装置(30)，以及设置在斜巷下口的下口打点装置(20)，其特征在于本系统还包括如下组成部分：

信号转换板(40)，用于接收来自上口打点装置(10)、下口打点装置(20)和司机打点装置(30)的打点信号，并将收到的打点信号发送至控制器(50)；

控制器(50)，其输入端用于接收处理后的打点信号，其输出端与继电器板(60)上的各个继电器组电连接；

继电器板(60)，包括分别与绞车防爆开关(71)、绞车防爆三联按钮(72)以及防爆声光警示器(73)电连接的各个继电器组，还包括用于将继电器板(60)在检修状态和工作状态下进行切换的功能转换开关(61)；

电源模块(70)，用于向控制器(50)、继电器板(60)中个各个继电器组和功能转换开关(61)、防爆声光警示器(73)供电。

2.如权利要求1所述的一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，其特征在于所述信号转换板(40)的输入端分别设置有如下接线端子：

与上口打点装置(10)相连接的上口打点信号接线端子、上口急停接线端子；

与下口打点装置(20)相连接的下口打点信号接线端子、下口急停接线端子；

与司机打点装置(30)相连接的绞车处打点信号接线端子、绞车处急停接线端子；

与继电器板(60)上的状态反馈导线相连接的绞车运行信号接线端子，以及与继电器板(60)上的功能转换开关(61)相连接的工作状态接线端子。

3.如权利要求2所述的一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，其特征在于：所述控制器(50)的与继电器板(60)相连接的输出端设置有绞车下放接线端子、绞车上提接线端子、绞车停止接线端子、声光报警接线端子、司机信号确认提示接线端子以及司机打点闭锁接线端子。

4.如权利要求3所述的一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，其特征在于：所述控制器(50)为西门子S7-200。

5.如权利要求4所述的一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，其特征在于：所述绞车上提接线端子即西门子S7-200的QO.0输出脚与继电器板(60)上的继电器J1的线圈相连，所述继电器J1的常开触点与带有绞车防爆开关(71)和绞车防爆三联按钮(72)的绞车正转接线相连接；

所述绞车下放接线端子即西门子S7-200的QO.1输出脚与继电器板(60)上的继电器J2的线圈相连，所述继电器J2的常开触点与带有绞车防爆开关(71)和绞车防爆三联按钮(72)的的绞车反转接线相连接；

所述绞车停止接线端子即西门子S7-200的QO.2输出脚与继电器板(60)上的继电器J3的线圈相连，所述继电器J3的常开触点与带有绞车防爆开关(71)和绞车防爆三联按钮(72)的绞车停止接线相连接；

所述声光报警接线端子即西门子S7-200的QO.3输出脚与继电器板(60)上的继电器J4的线圈相连，所述继电器J4的常开触点与驱动防爆声光警示器(73)动作的交流接触器ZJ线圈相连接；

所述司机信号确认提示接线端子即西门子S7-200的QO.4输出脚与发光二极管相连接；

所述司机打点闭锁接线端子即西门子S7-200的QO.5输出脚与继电器板(60)上的继电器J5的线圈相连，所述继电器J5的常开触点与司机打点装置(30)相连接，且继电器J5的常开触点与司机打点装置(30)相连接的线路上串接有司机打点信号接钮。

6.如权利要求5所述的一种井下辅助运输斜巷打点信号集中控制系统，其特征在于：所述功能转换开关(61)包括一对彼此配合的开关脚1和开关脚2以及另外一对彼此配合的开关脚3和开关脚4，所述开关脚1和开关脚2与继电器板(60)上的继电器J6的线圏相连，所述继电器J6的两个常开触点分别并接在继电器J1的常开触点和继电器J2的常开触点所处的线路中。