CN206712701U - 一种矿用绞车自动排缆控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种矿用绞车自动排缆控制装置，包括传感器模块、信号输入电路、控制器、电源电路、复位电路和时钟电路，传感器模块安装在放缆电机上，传感器模块与信号输入电路相连，信号输入电路经光耦与控制器相连，电源电路、复位电路、时钟电路分别与控制器相连，所述控制器经驱动电路、变频器与放缆电机相连。传感器模块采集放缆电机的转速信号、电压信号和电流信号，采集的信号送入控制器，控制器将采集到的信号送入触摸屏进行显示并上传到上位机；当传感器模块检测到故障时，报警模块发出报警信号同时放缆电机停止运行，并把相应的故障显示在触摸屏上。
Description
技术领域
本实用新型公开了矿用设备领域，特别涉及一种矿用绞车自动排缆控制装置。
背景技术
传统的机械式放缆系统的机械传动结构是固定的，所以当放缆系统更换不同直径的钢缆便不能正确放缆，在实际使用中局限性很大；且放缆系统机械本身的传动结构就限制了其放缆的速度。再者矿用放缆系统一般工作在比较恶劣的环境，其机械零件和电气元件极易损害，使得电机极易出现短路缺相运行等故障，电机本身有较长时间处于超载运行状态，这几种情况下使得电机电路过大极易烧毁电机，如果不能及时准确排除这些在放缆过程出现的故障，就有可能使得矿车本身的工作状态失去控制，极易造成安全事故，影响矿井的运作。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、自动化程度高、运行可靠的矿用绞车自动排缆控制装置。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种矿用绞车自动排缆控制装置，包括传感器模块、信号输入电路、控制器、电源电路、复位电路和时钟电路，所述传感器模块的安装在放缆电机上，采集放缆电机的转速、电压、电流信号，传感器模块的输出端与信号输入电路的输入端相连，信号输入电路的输出端经光耦与控制器相连，电源电路、复位电路、时钟电路分别与控制器相连，所述控制器经驱动电路、变频器与放缆电机相连。
上述矿用绞车自动排缆控制装置还包括串口通信电路，控制器通过串口通信电路与上位机相连。
上述矿用绞车自动排缆控制装置还包括报警模块，报警模块与控制器相连。
上述矿用绞车自动排缆控制装置，所述传感器模块包括转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元，转速检测单元、电压检测单元、电流检测单元安装在放缆电机上，转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元的信号输出端分别与信号输入电路的输入端相连。
上述矿用绞车自动排缆控制装置，所述转速检测单元采用光电编码器。
上述矿用绞车自动排缆控制装置还包括触摸屏，触摸屏与控制器相连。
上述矿用绞车自动排缆控制装置，所述报警模块包括电压报警单元、电流报警单元和超速报警单元。
上述矿用绞车自动排缆控制装置，所述控制器采用TMS320F281。
上述矿用绞车自动排缆控制装置，所述变频器采用西门子变频器MicroMaster440。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的传感器模块采集放缆电机的转速信号、电压信号和电流信号，采集的信号通过信号输入电路、光耦送入控制器，控制器将采集到的信号送入触摸屏进行显示，并通过通过串口通信电路上传到上位机；当传感器模块检测到放缆电机超压欠压、出现短路电流、超速运行等故障时进入智能监控模式，此时报警模块发出报警信号同时放缆电机停止运行，并把相应的故障显示在触摸屏上。当缆绳直径变化时或者有其他外部条件发生变化需要调节电机转速时，也可以进入选择手动控制模式，通过触摸屏向控制器发出控制指令，来调节电机的运行参数。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为图1中控制器的电路图。
图3为图1中信号输入电路的电路图。
图4为本实用新型故障检测的原理图。
图5为图1中串口通信电路的电路图。
图6为图1中驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种矿用绞车自动排缆控制装置，包括传感器模块、信号输入电路、DSP控制器、电源电路、复位电路、时钟电路、串口通信电路、报警模块、触摸屏，所述传感器模块的安装在放缆电机上，采集放缆电机的转速、电压、电流信号，传感器模块的输出端与信号输入电路的输入端相连，信号输入电路的输出端经光耦与控制器相连，电源电路、复位电路、时钟电路分别与控制器相连，控制器通过串口通信电路与上位机相连，所述控制器经驱动电路、变频器与放缆电机相连，报警模块、触摸屏与控制器相连与控制器相连。
所述传感器模块包括转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元，转速检测单元、电压检测单元、电流检测单元安装在放缆电机上，转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元的信号输出端分别与信号输入电路的输入端相连。所述转速检测单元采用光电编码器。
所述报警模块包括电压报警单元、电流报警单元和超速报警单元。
如图2所示，所述控制器采用TMS320F281。
如图3所示，光电编码器输出的脉冲信号经过电阻R1进入6N137芯片的引脚3，实现了模拟信号和数字信号光电隔离，经过电阻R4、电容C2、反相器74HC14构成的整形电路后直接送到DSP控制器相应的引脚。
如图4所示，DSP控制器自带故障检测电路，故障检测电路检测电路过流情况。一是由于电机启动电流大，二是由于控制回路或者驱动电路出现误操作等情况，造成输出电路短路，产生较大的短路电流。由于IGBT元件承受大电压大电流的能力较差，因此需要一种能在短时间内检测出电流超出阈值的保护电路。故障检测电路原理如下：图4中6N138也是一种线性光电隔离器，引脚6输出的电压信号与采集的母线电压成比值。当电流超出正常范围时，引脚6有输出信号，信号经光电隔离器件TP520-1将送至DSP相应端口，触发DSP的中断，电机断电保护。
如图5所示，串口通信模块的工作原理如下：图5中将DSP的SPISTE引脚连接AT25010的片选信号引脚CS，使能AT25010芯片的选通；DSP的SPICLK引脚与AT25010的串行时钟引脚SCK相连，向AT25010提供DSP的同步时钟信号。DSP的SPISIMI引脚通过AT25010的数据输出引脚SO接收AT25010发送的数据；DSP的SPISIMO引脚与AT25010的数据输出引脚SI相连，向AT25010发送数据；当将AT25010的引脚 WP置高电平时，DSP可以使能SPISIMO引脚和SPISIMI引脚；当将AT25010的引脚 WP置低电平时，DSP只能使能SPISIMO引脚。
如图6所述，DSP输出脉冲信号来控制功率开关管U1-U6 的导通。
本实用新型的工作原理如下：在自动控制模式下，传感器模块采集放缆电机的转速信号、电压信号和电流信号，采集的信号通过信号输入电路、光耦送入控制器，控制器将采集到的信号送入触摸屏进行显示，并通过通过串口通信电路上传到上位机，同时，控制器输出控制信号经过驱动电路放大到变频器中来控制放缆电机的转速，形成精准的闭环控制；当传感器模块检测到放缆电机超压欠压、出现短路电流、超速运行等故障时进入智能监控模式，此时报警模块发出报警信号同时放缆电机停止运行，并把相应的故障显示在触摸屏上。当缆绳直径变化时或者有其他外部条件发生变化需要调节电机转速时，也可以进入选择手动控制模式，通过触摸屏向控制器发出控制指令，来调节电机的运行参数。
Claims (9)
1.一种矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：包括传感器模块、信号输入电路、控制器、电源电路、复位电路和时钟电路，所述传感器模块的安装在放缆电机上，采集放缆电机的转速、电压、电流信号，传感器模块的输出端与信号输入电路的输入端相连，信号输入电路的输出端经光耦与控制器相连，电源电路、复位电路、时钟电路分别与控制器相连，所述控制器经驱动电路、变频器与放缆电机相连。
2.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：还包括串口通信电路，控制器通过串口通信电路与上位机相连。
3.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：还包括报警模块，报警模块与控制器相连。
4.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：所述传感器模块包括转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元，转速检测单元、电压检测单元、电流检测单元安装在放缆电机上，转速检测单元、电压检测单元和电流检测单元的信号输出端分别与信号输入电路的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：所述转速检测单元采用光电编码器。
6.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：还包括触摸屏，触摸屏与控制器相连。
7.根据权利要求3所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：所述报警模块包括电压报警单元、电流报警单元和超速报警单元。
8.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：所述控制器采用TMS320F281。
9.根据权利要求1所述的矿用绞车自动排缆控制装置，其特征在于：所述变频器采用西门子变频器MicroMaster440。
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| CN201720531562.8U CN206712701U (zh) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | 一种矿用绞车自动排缆控制装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109617459A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-12 | 江苏大学 | 一种永磁同步电机驱动功率板电路及其设计方法 |
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2017
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