CN2208701Y

CN2208701Y - 盘式制动器状态监测及事故记录仪

Info

Publication number: CN2208701Y
Application number: CN 94242750
Authority: CN
Inventors: 雷淮刚; 马鹏祥; 王家栋; 谢桂林
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2004-10-11

Abstract

一种新型的矿井提升机盘式制动器状态监测及事故记录仪，是用盘式制动器力—电变换器直接得到与制动器有效正压力成正比的电压信号，经多路被测压力信号转换电路后，与经滤波放大后的提升机速度信号和油压传感器信号、以及经光电隔离的安全回路节点信号一起，送8098单片机系统进行巡回监测，并显示制动器有效正压力。当安全回路断电时， 8098单片机系统用电擦除可编程存贮器EEPROM 2864记录提升机制动器的运行状态及当时时刻。

Description

本实用新型是属矿井提升机安全制动力监测技术领域。

现有提升机制动器状态监测装置主要以制动器液压回路压力作为直接检测对象，其在线测量的状态参数包括：贴闸油压Pt、松闸油压Ps、系统残压Pc、闸瓦的开合状态、液压站最大工作油压Pmax等。根据

式中：N－制动器有效制动正压力；A－制动器油缸作用面积；Pit－各闸瓦的贴闸油压；Pc－系统残压，得出制动器有效制动正压力，从而实现正压力N的在线监测，监测电路采用单片机8031实现。由于反映制动器制动能力的主要参数是制动器有效正压力，而现有监测装置是通过换算得到正压力N的，这就存在着不能直接准确测量的缺点。此外，现有监测装置不能就提升机事故时制动器运行状态进行记录。

本实用新型的目的就是提供一种提升机制动器状态监测及事故记录装置，它可直接检测制动器的正压力大小，从而准确地监视制动器的制动能力，并具有提升机事故时制动器运行状态的在线记录功能。

本实用新型的任务是这样实现的，由中国专利“盘式制动器力－电变换器”（专利号：92238872.5），直接得到与制动器的有效制动正压力成正比的电压输出信号，经压流变换器F693变换成4～20mA的标准电流信号，再经250Ω采用电阻变为1～5V的电压信号送主机处理。由于一般提升机制动器有4个闸付，每个闸付需安装两个“盘式制动器力－电变换器”故有8路压力信号进行巡回检测。由主机的8位数据总线经锁存器74LS373后，控制多路开关4051选中8路压力信号中的某一路，再经跟随器和反相放大后送主机CPU8098的AD4端。提升机速度信号经滤波、放大后送CPU8098的AD5端。系统油压通过油压传感器得到的油压传感器信号经滤波、放大后送CPU8098的AD6端。安全回路的常开节点K₁，在安全回路断电时，K₁闭合，使一电压信号经光电隔离器4N25后，送CPU8098的HSI0端。主机部分包括：CPU8098、锁存器74LS373、8282、译码器GAL20V8、多路选择开关CD4051、程序存贮器EPROM2764、数据存贮器RAM62256、电可擦除可编程存贮器EEPROM2864、智能微型打印机TP40、键盘／显示接口电路8279等，进行被测信号的数据处理、存贮、计算、显示和打印。在提升机正常运行时，本状态监测及事故记录仪处于监视提升机有效正压力的状态下，对所有被测信号进行采集处理和巡回监测，并用8位LED显示有效正压力。一旦安全回路断电，则常开接点K闭合，使8098的HSI0端有一上升沿，8098一旦发现HSI0端有一上升沿，则转去执行提升机制动器运行状态的记录。此时主要记录制动器有效正压力、系统油压、提升机速度及当时时间，其记录数据存贮在2864芯片中，有效保存期达半年以上。安全回路断电未必发生了事故，如不是事故，则此次记录仅供参考，而提升机如发生了事故，则安全回路必然断电，则事故时制动器状态得到了记录。

本实用新型在提升机制动器运行状态下的监测包括：制动器和闸盘间正压力的监测；制动器和闸盘间摩擦系数及制动力矩的监测；空行程时间的监测；残压、油压的监测；提升机速度图测量。它能直接具体准确地反映制动器运行状态，以实现对制动器的故障诊断和故障预测。并具有提升机事故时制动器运行状态的记录功能，从而为提升机事故分析提供可靠的依据。

附图1为本实用新型的总框图。

附图2为本实用新型的被测压力信号转换电路图。

附图3为本实用新型的被测压力信号多路选择及跟随放大线路图。

附图4为本实用新型的安全回路常开节点信号光电隔离传送电路图。

附图5、6为本实用新型的提升机速度信号、系统油压信号的滤波、放大线路图。

附图7为本实用新型的主机线路图。

本实用新型的实施例结合附图做进一步说明。

在矿井提升机制动器的4个（或8个）闸付上，各安装两个压力传感器，压力传感器是采用中国专利“盘式制动器力－电变换器”（专利号：92238872.5），该压力传感器的结构和安装方法均根据该专利实施。由该压力传感器输出的、与制动器的有效制动正压力成正比的电压信号（Vi＋、Vi－），送如附图2所示的被测压力信号转换电路，即将Vi＋接压流变换器U₁（F693）的17端，Vi－接压流变换器U₁（F693）的18端，U₁的12端接其13端，U₁的8端接9端，U₁的14端经电阻R₆接其15端，U1的6端、2端和7端均接至稳压块7824的负端，稳压块7824的正端输出接地；U1的10端输出的4～20mA的标准电流信号，经采样电阻R7后得到1～5V的电压信号V₁。本实用新型以安装8个压力传感器为例，这样各经8个与上述相同的被测压力信号转换电路后，得到8路电压信号V₁～V₈。

参见附图3所示，CPU8098的数据总线D₀～D₇分别接至锁存器U2（74LS373）的D₀～D₇端，U₂的

端接地，U₂的LE端接译码器U₁₆（GAL20V8）的12端，U₂的Q₀～Q₃端分别对应接多路开关U₃（CD4051）的6、11、10、9端；来自8路压力传感器及被测压力信号转换电路的电压信号V₁～V₈，分别对应接至U₃的X₀～X₇端，U₃的选择输出端3端接运放U₄（OP07）的2端，U₄的3端接其6端，U₄的6端跟随输出经电阻R₁后送反相放大器U₅（OP07）的2端，U₅的3端经电阻R₃接地，U₅的2端经电阻R₂接其6端，U₅的6端输出送CPU8098的AD4端。

参见附图4所示，安全回路的常开节点K₁，接至光电隔离器U₆（4N25）的输入端，Vcc经电阻R₄和跨接在U₆的输入端上的电容C₁后接地，Vcc经电阻R₅接U₆的输出端，U₆的输出端信号送CPU8098的HSI0端。这样，当安全回路断电时，K₁闭合，在U₆的输入端有一电压信号V₁₁，经光电隔离后给8098的HSI0送入一上升沿脉冲信号。

参见附图5所示，提升机速度信号V₉是取自测速发电机的，该速度信号V₉送滤波、放大电路进行处理，即将V₉经电阻R₈后接双运放U₈（TL082）的2端，U₈的3端经电阻R₁₀接地，U₈的2端分别经电阻R₉、电容C₂后接其1端，U₈的1端输出经电阻R₁₁接其6端，U₈的5端经R₁₃接地，U₈的6端经电阻R₁₂接其7端，U₈的7端输出接CPU8098的AD5端。

参见附图6所示，系统油压通过油压传感器得到的电压信号V₁₀，送滤波、放大电路进行处理，即将V₁₀经电阻R₁₄接双运放U₉（TL082）的2端，U₉的3端经电阻R₁₆接地，U₉的2端分别经电阻R₁₅、电容C₃后接其1端，U₉的1端输出经电阻R₁₇送U₉的6端，U₉的5端经电阻R₁₉接地，U₉的6端经电阻R₁₈接其7端，U₉的7端输出送CPU8098的AD6端。

参见附图7所示的主机线路图，是将单片机U₁₀（CPU8098）的数据总线D₀～D₇分别送锁存器U₁₁（8282）的D₀～D₇、程序存贮器U₁₂（EPROM2764）的D₀～D₇、电擦除可编程存贮器U₁₃（EEPROM2864）的D₀～D₇、数据存贮器U₁₄（RAM62256）的D₀～D₇、微型智能打印机TP40的D₀～D₇、键盘／显示接口电路U₁₅（8279）的D₀～D₇、锁存器U₂（74LS373）的D₀～D₇；锁存器U₁₁的Q₀～Q₇端输出作为低八位地址总线A₀～A₇，接译码器U₁₆（GAL20V8）的1～8端，并与U₁₀（8098）的高八位地址总线A₈～A₁₅一起构成16位地址总线A₀～A₁₅，分别送至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅、TP40打印机的16位地址总线A₀～A₁₅；U₁₀的ALE端接U₁₁的ALE端，U₁₀的RD线分别接至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅、TP40打印机的RD线及U16的9端，U₁₀的WR线分别接至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅、TP40打印机的WR线及U₁₆的11端，U₁₆的12～17端分别对应接至U₂的LE端和U₁₅、TP40打印机、U₁₄、U₁3、U₁₂的CS端。8279键盘／显示接口电路U₁₅按现有的常规接法接上8位LED显示器和4×5键盘。U₂的Q₄～Q₇接超限报警电路。

在提升机正常运行时，本实用新型处于监视提升机制动器有效正压力的状态下，在CPU8098的控制下，对所有被测信号进行采集处理和巡回监测，并由8位LED显示有效正压力。一旦安全回路断电，则常开接点K₁闭合，使8098的HSI0端有一上升沿，8098发现HSI0端有一上升沿时，则转去执行提升机制动器运行状态的记录，其记录数据存贮在2864芯片中，主要记录8路制动器有效正压力、系统油压、提升机速度及当时时刻，共记录1～5分钟（可视现场要求而定），其记录数据有效保存期达半年以上。

Claims

1、一种新型的盘式制动器状态监测及事故记录仪，是用现有的盘式制动器力-电变换器，直接得到与制动器有效正压力成正比的电压信号(Vi+、Vi-)，送8路(或16路)被测压力信号转换电路后，与经滤波放大后的提升机速度信号和油压传感器信号、以及经光电隔离的安全回路节点信号一起送8098单片机系统，进行信号采集处理和巡回监测，其特征在于：

a.所说的被测压力信号转换电路，是将Vi+接压流变换器U₁(F693)的17端，Vi-接压流变换器U₁(F693)的18端，U₁的12端接其13端，U₁的8端接9端，U₁的14端经电阻R₆接其15端，U1的6端、2端和7端均接至稳压块7824的负端，稳压块7824的正端输出接地；U1的10端输出的4～20mA的标准电流信号，经采样电阻R₇后得到1～5V的电压信号V₁；

b.CPU8098的数据总线D₀～D₇分别接至锁存器U2(74LS373)的D₀～D₇端，U₂的端接地，U₂的LE端接译码器U₁₆(GAL20V8)的12端，U₂的Q₀～Q₃端分别对应接多路开关(CD4051)的6、11、10、9端；来自8路被测压力信号转换电路的电压信号V₁～V₃，分别对应接至U₃的X₀～X₇端，U₃的选择输出端3端接运放U₄(OP07)的2端，U₄的3端接其6端，U₄的6端跟随输出经电阻R₁后送反相放大器U₅(OP07)的2端，U₅的3端经电阻R₃接地，U₅的2端经电阻R₂接其6端，U₅的6端输出送CPU8098的AD4端；

c.取自测速发电机的提升机速度信号V₉，经电阻R₈后接双运放U₈(TL082)的2端，U₈的3端经电阻R₁₀接地，U₈的2端分别经电阻R₉、电容C₂后接其1端，U₈的1端输出经电阻R₁₁接其6端，U₈的5端经R₁₃接地，U₈的6端经电阻R₁₂接其7端，U₈的7端输出接CPU8098的AD5端；

d.油压传感器信号V₁₀，经电阻R₁₄接双运放U₉(TL082)的2端，U₉的3端经电阻R₁₆接地，U₉的2端分别经电阻R₁₅、电容C₃后接其1端，U₉的1端输出经电阻R₁₇送U₉的6端，U₉的5端经电阻R₁₉接地，U₉的6端经电阻R₁₈接其7端，U₉的7端输出送CPU8098的AD6端；

e.安全回路的常开节点K₁，接至光电隔离器U₆(4N25)的输入端，V_CC经电阻R₄和跨接在U₆的输入端上的电容C₁后接地，V_CC经电阻R₅接U₆的输出端，U₆的输出端信号送CPU8098的HSIO端；

f.所说的8098单片机系统，是将单片机U₁₀(CPU8098)的数据总线D₀～D₇分别送锁存器U₁₁(8282)的D₀～D₇、程序存贮器U₁₂(EPROM2764)的D₀～D₇、电擦除可编程存贮器U₁₃(EEPROM2764)的D₀～D₇、数据存贮器U₁₄(RAM62256)的D₀～D₇、键盘/显示接口电路U₁₅(8279)的D₀～D₇、锁存器U₂(74LS373)的D₀～D₇；锁存器U₁₁的Q₀～Q₇端输出作为低八位地址总线A₀～A₇，接译码器U₁₆(GAL20V8)的1～8端，并与U₁₀(8098)的高八位地址总线A₈～A₁₅一起构成16位地址总线A₀～A₁₅,分别送至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅的16位地址总线A₀～A₁₅；U₁₀的ALE端接U₁₁的ALE端，U₁₀的RD线分别接至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅的RD线及U₁₆的9端，U₁₀的WR线分别接至U₁₂、U₁₃、U₁₄、U₁₅的WR线及U₁₆的11端；U₁₆的12、13、15、16、17端分别对应接至U₂的LE端和U₁₅、U₁₄、U₁₃、U₁₂的CS端；8279键盘/显示接口电路U₁₅按现有的常规接法接上8位LED显示器和4×5键盘。

2、根据权利要求1所述的盘式制动器状态监测及事故记录仪，其特征在于：CPU8098的数据总线D₀～D₇接微型智能打印机TP40的D₀～D₇，16位地址总线A₀～A₁₅接微型智能打印机TP40的A₀～A₁₅，RD线接TP40打印机的RD线，WR线接TP40打印机的WR线，译码器U₁₆的14端接TP40打印机的CS端。

3、根据权利要求1或2所述的盘式制动器状态监测及事故记录仪，其特征在于：锁存器U₂的Q₄～Q₇端输出接超限报警电路。