CN214273719U - 矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，包括安装在矿石卸载站上方的料位传感器，其特征在于料位传感器与控制器相连，所述控制器包括壳体，壳体中设有单片机，该单片机与电源、刹车控制器、无线通讯器、RS485通讯接口、以太网通讯器、存储器相连，电源与存储器、刹车控制器相连，RS485通讯接口与料位传感器相连，以太网通讯器与远程交换机相连。实现了卸载站矿石料位自动检测、自动控制卸料、自动停止卸料、自动存储数据、远程监控，提高无人驾驶电机车的有轨运输效率。

Description

矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，属于电子信息中微电子技术领域。

背景技术

在工业4.0及中国制造2025的时代背景下，智慧矿山建设已刻不容缓。当前矿山井下铁矿运输主要通过汽车运输或者经铲运机将采区矿石运输至附近溜井，经溜井将矿石下放至中间平台，中间平台通过电机车在有轨铁路上的运行，将各个溜井的矿石运输至卸载站，卸载站再次将矿石集中下放至最下方平台，最下方平台将铁矿石打碎通过皮带传输至地面。在电机车将矿石运输到卸载站的过程中，需要检测卸载站存矿量，当矿石堆满卸载站后，就要禁止电机车向卸载站卸矿，当卸载站存矿量不足，就要控制电机车向卸载站卸矿。现有技术是通过人工手动操作悬挂在卸载站上方的钢绳下落至矿石料面，通过测量钢绳下落高度得到矿石高度，进而获得矿石量，再通过手机或呼机通知电机车继续或停止向卸载站卸矿。这种方式耗时、耗力，无法满足无人驾驶电机车智能调度的需求。因此有必要研发一种无人、远程、可融入无人驾驶电机车系统的卸载站矿石料位控制装置。

发明内容

为克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，包括安装在矿石卸载站上方的料位传感器，其特征在于料位传感器与控制器相连，所述控制器包括壳体，壳体中设有单片机，该单片机与电源、刹车控制器、无线通讯器、RS485通讯接口、以太网通讯器、存储器相连，电源与存储器、刹车控制器相连，RS485通讯接口与料位传感器相连，以太网通讯器与远程交换机相连。以便当料位传感器采集到矿石卸载站中的矿石满料时，通过RS485通讯接口送单片机处理，单片机通过无线通讯器控制刹车控制器停止无人驾驶电机车运行，并通过存储器保存数据，同时通过以太网通讯器送远程交换机进行监控；反之当料位传感器采集到矿石卸载站中的矿石未满料时，通过RS485通讯接口送单片机处理，由单片机通过无线通讯器控制无人驾驶电机车继续运行并向矿石卸载站中卸矿。

所述刹车控制器包括安装在无人驾驶电机车上的刹车继电器、弓架升降继电器、刹车电磁阀、弓架升降电磁阀，其中：刹车继电器与刹车电磁阀相连；弓架升降继电器与弓架升降电磁阀相连，刹车继电器、弓架升降继电器的线圈通过普通IO口与单片机、电源相连，以便刹车制动时，单片机输出电平信号驱动刹车继电器和弓架升降继电器线圈得电，控制刹车电磁阀气动刹车，同时控制弓架升降电磁阀使弓架下降、脱离滑触线，从而实现刹车制动、脱离滑线而使无人驾驶电机车停止运行。

所述料位传感器采用重锤料位计和激光测距料位计进行双重检测。

所述单片机为普通市购带异步通信串口和SPI接口的单片机。

所述电源为24V电源，通过开关电源芯片转换为5V电源，整流滤波后再通过稳压芯片转化为3.3V电源向单片机及其它部件供电。

所述RS485通讯接口通过TTL电平接口与单片机进行串口通讯，同时输出端与料位传感器相连，实现数据交换，

所述以太网通讯器为通用不带协议栈的网络芯片，通过SPI通讯协议与单片机通信，并连接以太网变压器，数据通过以太网协议与远程交换机进行通信，实现料位数据传输。

所述存储器包括256Kbit芯片及相关外围电路，用于存入数据，防止网络断开后测量数据丢失。

本实用新型具有下列优点和效果：采用上述技术方案，可在料位传感器采集到矿石卸载站中的矿石满料时，通过RS485通讯接口送单片机处理，通过单片机控制刹车控制器停止无人驾驶电机车运行，并通过存储器保存数据，同时通过以太网通讯器送远程交换机进行监控；反之当料位传感器采集到矿石卸载站中的矿石未满料时，通过RS485通讯接口送单片机处理，由单片机控制无人驾驶电机车继续运行并向矿石卸载站中卸矿。实现了卸载站矿石料位自动检测、自动控制卸料、自动停止卸料、自动存储数据、远程监控，提高无人驾驶电机车的有轨运输效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型电路方框图。

图3为单片机电路图。

图4为电源电路图。

图5为RS485通讯接口电路图。

图6为以太网通讯器电路图。

图7为存储器电路图。

图8为刹车控制器电路图。

图9为无线通讯器电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1-图8所示，本实用新型提供的矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，包括安装在矿石卸载站4上方的料位传感器，该料位传感器采用重锤料位计2和激光测距料位计3进行双重检测，其中料位传感器与控制器相连，所述控制器包括壳体1，壳体1中设有单片机，该单片机与电源、刹车控制器、无线通讯器、RS485通讯接口、以太网通讯器、存储器相连，电源与存储器、刹车控制器相连，RS485通讯接口与料位传感器相连，以太网通讯器与远程交换机5相连；

所述刹车控制器包括安装在无人驾驶电机7车上的刹车继电器9、弓架升降继电器10、刹车电磁阀、弓架升降电磁阀，其中：刹车继电器9与刹车电磁阀相连；弓架升降继电器10与弓架升降电磁阀相连，刹车继电器9、弓架升降继电器10通过无线通讯器与单片机相连；

所述单片机是型号为STM32F405R的芯片及外围的晶振电路、上电复位电路和电源滤波电路；

所述电源为12V电源，通过开关电源芯片LM2596转换为5V电源，整流滤波后再通过两个整流二极管降压为3.3V电源，以便向单片机及其它部件供电；

所述RS485通讯接口是型号为SP3485的芯片及外围电路，SP3485芯片的1脚和4脚分别与单片机的17脚和16脚相连，SP3485芯片的6脚和7脚通过两个保护电阻分别与连接重锤料位计2的RS485通讯接口的A端、B端相连，以便通过重锤料位计2采集卸载站矿石高度数据，并送给单片机处理；

所述以太网通讯器是型号为ENC28J060的芯片、HR911105A的网络变压器及其外围电路，其中ENC28J060芯片的6脚、7脚、8脚、9脚、10脚分别与单片机的35脚、36脚、34脚、33脚、28脚相连，ENC28J60芯片的12脚、13脚、16脚、17脚、26脚、27脚分别与HR911105A网络变压器的6脚、3脚、2脚、1脚、9脚、12脚相连，实现单片机与远程交换机的数据交换；

所述存储器是型号为M25PE16的芯片及其外围电路，M25PE16的1脚、2脚、5脚、6脚分别与单片机的38脚、35脚、36脚、34脚相连，实现以太网配置数据和卸载站矿石高度数据的存储；

所述刹车继电器9为达林顿管ULN2003和5V直流继电器及相关外围电路，单片机的41、40脚分别通过无线通讯器与ULN2003的6、7管脚相连，ULN2003的12、13管脚分别与2个5V直流继电器的线圈2相连；

所述无线通讯器是型号为SX1278的LORA芯片，LORA芯片与单片机相连，通过SPI通讯协议向无人驾驶电机车7接收或发送数据。

工作时，料位传感器2、3采集到矿石卸载站4中的矿石满料需要刹车制动时，通过RS485通讯接口送单片机处理，单片机输出电平信号并通过无线通讯器驱动刹车继电器9和弓架升降继电器10动作，控制刹车电磁阀气动刹车，同时控制弓架升降电磁阀使弓架6下降、脱离滑触线8，从而实现刹车制动、脱离滑线8而使无人驾驶电机车6停止运行，并通过存储器保存数据，同时通过以太网通讯器送远程交换机进行监控；反之当料位传感器2、3采集到矿石卸载站4中的矿石未满料时，通过RS485通讯接口送单片机处理，由单片机通过无线通讯器控制无人驾驶电机车7继续运行并向矿石卸载站4中卸矿。实现了卸载站4矿石料位自动检测、自动控制卸料、自动停止卸料、自动存储数据、远程监控，提高无人驾驶电机车的有轨运输效率。

Claims (4)

1.一种矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，包括安装在矿石卸载站上方的料位传感器，其特征在于料位传感器与控制器相连，所述控制器包括壳体，壳体中设有单片机，该单片机与电源、刹车控制器、无线通讯器、RS485通讯接口、以太网通讯器、存储器相连，电源与存储器、刹车控制器相连，RS485通讯接口与料位传感器相连，以太网通讯器与远程交换机相连。

2.根据权利要求1所述的矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，其特征在于所述刹车控制器包括安装在无人驾驶电机车上的刹车继电器、弓架升降继电器、刹车电磁阀、弓架升降电磁阀，其中：刹车继电器与刹车电磁阀相连；弓架升降继电器与弓架升降电磁阀相连，刹车继电器、弓架升降继电器的线圈通过普通IO口与单片机、电源相连。

3.根据权利要求1所述的矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，其特征在于所述料位传感器采用重锤料位计和激光测距料位计进行双重检测。

4.根据权利要求1所述的矿山井下有轨运输卸载站矿石料位控制装置，其特征在于所述电源为24V电源，通过开关电源芯片转换为5V电源，整流滤波后再通过稳压芯片转化为3.3V电源向单片机及其它部件供电。

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