CN2516510Y - 叶轮给煤机机载无线遥控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叶轮给煤机机载无线遥控装置。它包括安装在叶轮给煤机上的机载电台、安装在机载电台上的电台天线,机载电台通过调制解调器与控制计算机连接,控制计算机与开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路连接,模拟量输入电路与叶轮给煤机的转速发电机的输出端连接、还与叶轮给煤机的电流传感器电流输出端连接,模拟量输出电路与叶轮给煤机的调速器控制输入端连接,开关量输出电路与执行器连接,执行器与叶轮给煤机的电机接触器连接,电机接触器的输出信号与开关量输入电路连接。本实用新型能方便地与控制室内的上位机进行无线控制连接,实现对叶轮给煤机的遥控。

Description

叶轮给煤机机载无线遥控装置

技术领域

本实用新型属于给煤机给煤控制装置技术领域，涉及一种叶轮给煤机机载无线遥控装置。

背景技术

叶轮给煤机是火电厂输煤系统中重要设备之一，一般位于地下坑道，叶轮给煤机在地下轨道上运行。在地下坑道里粉尘多、潮湿、噪音大，使处于坑道中的操作人员的工作环境非常恶劣，既影响工人的身体健康，又对设备的正常安全运转不利。因此，对叶轮给煤机的远距离遥控，使工人的劳动环境从地下坑道解脱出来势在必行。传统的操作方法是给煤机操作员跟着煤机跑，按电钮开关操作。近几年来有些引进设备是通过有线电缆对叶轮给煤机进行远方控制，通过行程开关来测定给煤机位置，由于地下坑道长，叶轮机在轨道上拖着电缆运行，电缆磨损大，甚至电缆被拖断，这样，既增加了运行维护费用，又难以保障系统安全可靠的运行，而且需要的电缆也太多，这样采用有线电缆的方式运行、维护的费用太大而难以推广和应用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是要减少对叶轮给煤机进行远方控制运行维护费用，又能保障系统安全可靠的运行，提供一种操作简单、运行维护费用低、能保障系统安全可靠运行、改善操作人员工作环境的叶轮给煤机机载无线遥控装置。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该叶轮给煤机机载无线遥控装置包括安装在叶轮给煤机上的机载电台、安装在机载电台上的电台天线，机载电台通过调制解调器与控制计算机连接，控制计算机与开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输入电路、模拟量输出电路连接，模拟量输入电路与叶轮给煤机的转速发电机的输出端连接、还与叶轮给煤机的电流传感器电流输出端连接，模拟量输出电路与叶轮给煤机的调速器控制输入端连接，开关量输出电路与执行器连接，执行器含有启动继电器、停止继电器、右行继电器、左行继电器、行停继电器，执行器与叶轮给煤机的电机接触器连接，电机接触器的输出信号与开关量输入电路连接。

本实用新型是通过采集叶轮给煤机的工作电流、工作电机转速与工作状态量(启动、左行、右行、行走停止、运行区域)，通过计算机处理编码后再经电台发射出去给远处程控室的程控系统，同时接受远处程控室的程控系统命令(启动、左行、右行、行走停止、运行区域)及调速量，通过控制计算机译码后输送到相应的执行电路，产生相应的动作如启动、左行、右行、行走停止、调速等。

本实用新型能使叶轮给煤机直接接收远处程控室遥控的工作指令，实现在遥控室内通过上位机对叶轮给煤机进行遥控操作，不需操作人员在给煤机旁操作，也不需通过有线电缆对叶轮给煤机进行远方控制，因此操作简单、运行维护费用低、能保障系统安全可靠运行、改善操作人员工作环境。

附图说明

以下结合实施例附图对本实用新型作进一步的详细描述

图1为本实用新型的方框原理图

图2为本实用新型主电路图

图3为调制解调器电路

图4为控制计算机与调制解调器通讯接口电路

图5为开关量输入电路

图6为开关量输出电路

图7为模拟量输入电路

图8为模拟量输出电路

图中：1-控制计算机2-调制解调器电路3-机载电台4-电台电线5-开关量输入电路6-开关量输出电路7-模拟量输入电路8-模拟量输出电路9-电机接触器10-执行器11-电流互感器12-转速发电机13-调速器U1-控制计算机即中央处理器U2-地址锁存器U3-程序存储器U4-看门狗U5、U7、U8、U9、U10、U11-光电隔离器U6-调制解调芯片U12-电流驱动放大器U13、U14、U15、U16、U17、U18-运算放大器U19、U20、U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27、U28-反相器LT-电流传感器D-二极管R-电阻ZJ1-启动继电器ZJ2-停止继电器ZJ3-左行继电器ZJ4-行停继电器ZJ5-右行继电器C-电容

具体实施方式

本实用新型实施例中，控制计算机(U1)采用80C196，地址锁存器(U2)采用74LS373，程序存储器(U3)采用27C64，看门狗(U4)采用MAX705，光电隔离器(U5、U7、U8、U9、U1O、U11)采用TIL117，调制解调芯片(U6)采用MSM7512B，电流驱动放大器(12)采用ULN2003，由于控制计算机(U1)的IO端子的负荷电流很小，只有uA级，通过电流驱动放大器，可以使控制计算机(U1)可以直接驱动执行继电器，而不用中间继电器；运算放大器(U13、U14、U15、U16、U17、U18)采用LM324，反相器(U19、U20、U21、U22、U23、U24、U25、U26、U27、U28)采用7404，电流传感器(LT)采用WB112。图2中的F、I模拟量输入通道端子与模拟量输入电路(图7)中的F、I输出端子连接，图2中的RXD通讯接收端、TXD通讯发送端、RT通讯收、发切换端端子分别与通讯接口电路(图4)中的RXD、TXD、RT端子连接，图2中的DO0、DO1、DO2、DO3、DO4端子分别与开关量输出电路(图6)中的DO0、DO1、DO2、DO3、DO4端子连接，图2中的DIO、DI1、DI2端子分别与开关量输入电路(图5)中的DIO、DI1、DI2端子连接，图2中的CPUAO模拟量输出通道端子与模拟量输出电路(图8)中的CPUAO端子连接；通讯接口电路(图4)的WRT接口、WTXD接口、WRXD接口分别与调制解调器电路(图3)中的WRT收、发切换端接口、WTXD发送端接口、WRXD接收端接口连接；图3中的WAI端子接机载电台(3)的模拟信号输入端，而WAO端子接机载电台(3)的模拟信号输出端，机载电台采用摩托罗拉数传电台；图7中的JF1、JF2端子连接转速发电机(12)的任意一相输出，LT1、LT2端子连接电流传感器(11)电流输出；图8中的AOUT端子接调速器(13)的控制信号输入端。

本实用新型的核心是控制计算机(U1)，其主要任务分为两个，一是数据采集任务，另一个任务是与上位机通讯，接受上位机命令，执行相应操作。

数据采集功能的实现：

(一)模拟量的采集：本装置需要采集的模拟量有2个，分别是叶轮给煤机的电机电流和电机转速。电机电流信号是电气柜电流传(互)感器(11、LT)二次端串联过来的，是一个0-5A的交流电流信号，在遥控柜内，此信号作为遥控柜内的电流传感器的一次端输入，通过电流传感器(LT)的互感与变送作用，将0-5A交流电流信号转换成相应的0-5V直流电压信号，通过模拟量输入电路(7)中的由运算放大器(U14)组成的电压跟随器，加大电压驱动能力，输送到控制计算机(U1)的模拟量采集通道2上去，完成对电机交流电流信号的采样。电机转速信号是由叶轮给煤机的转(测)速发电机(12)直接引入的，是一个0-15V的交流电压信号。在遥控柜内，此信号由JF1、JF2端子输入，经过D1、D2、D3、D4组成的桥式整流部分，通过电容C1滤波，变成直流电压信号，通过调节电位器R2将电压输出满度维持在直流5V，通过由U13组成的电压跟随器，加大电压驱动能力，输送到控制计算机(U1)的模拟量采集通道1上去，完成对电机转速信号的采集。

(二)开关量的采集：外部开关量信号有3个，分别是启动指示、左行指示、右行指示。启动指示信号K1来自于叶轮给煤机的主电机接触器辅助触点，是一个无源信号，主控制器在其两端加上+15V电源，使其成为有源信号，接入光电隔离器(U9)芯片原边输入端，隔离其他干扰信号，通过反相器(U20)加强驱动能力，输出到控制计算机(U1)的P14口，完成对启动指示信号的采样。左行指示信号K2来自于叶轮给煤机的行走电机接触器辅助触点，控制计算机(U1)采集方式与启动信号指示原理相同。左行指示信号K2来自于叶轮给煤机的行走电机接触器辅助触点，控制计算机(U1)采集方式与启动信号指示原理相同。与上位机通讯及接收、执行命令功能的实现

上位机命令的接收：控制计算机(U1)与在控制室内的上位机的通讯是通过串行口实现的。上位机发送的命令通过无线机载电台(3)的接收，再经过调制解调器电路(2)的解调，成为串行的数字量，通过通讯接口电路的光电隔离芯片(U5)，消除干扰信号，最后经过反相放大器(U25)驱动输出到控制计算机(U1)的串行接收脚(第17脚)。

发送信息给上位机：控制计算机(U1)需要发送命令给在控制室内的上位机时，控制计算机(U1)的串行发送脚(第18脚)输送出相应的串行数据，经过通讯接口电路的反相放大器(U24)输出到调制解调器电路(2)，经过调制成模拟信号后，通过无线机载电台(2)发送出去。通讯中的切换脚(控制计算机(U1)的第38脚)的作用：由于控制计算机(U1)的串行通讯是半双工的，所以不能同时发送、接收，所以必须用一个切换脚来实现通讯线路的分时。在平常状态下，控制计算机(U1)的切换脚处于高电平，此时处于接收状态，当控制计算机(U1)接收完上位机发送的命令后，需要发送相应信息给上位机时，这时将切换脚置成低电平，这时控制计算机(U1)处于发送状态，控制计算机(U1)就可以发送信息了。信息发送完后，又将切换脚置回高电平，控制计算机(U1)边处于接收状态准备接收数据。

执行模拟量控制(转速控制)：控制计算机(U1)初始化时，控制计算机(U1)输出为0，当接收到上位机命令需要改变转速控制输出时，控制计算机(U1)的PWM输出端(第39脚)马上输出一个相应的PWM信号(脉宽调制信号)，通过反相器(U19)反相驱动，再经过运算放大器(U15)组成的电压跟随器，最后经过一个比例放大器(U16)，将信号调制成0-15V的直流电压信号输出到电气柜的转速控制器上，从而达到控制电机转速的目的。

执行继电器控制：继电器输出有五个，分别是总启动(ZJ1)、总停止(ZJ2)、左行(ZJ3)、行走停止(ZJ4)、右行(ZJ5)。控制计算机(U1)接收到上位机执行总启动的命令后，向DO0口即HSO5I3口输出高电平，此时即ULN2003的第1通道导通，它的第1通道输出即可已达电流驱动ZJ1的线圈，使ZJ1的输出常开触点闭合，由于ZJ1的常开触点与电气柜总启动按钮是并联的，所以，ZJ1即可执行总启动的命令。对于执行总停止命令(DO1输出)，原理与执行总启动命令大致相同，只是ZJ2是常闭触点输出，且其常闭触点是与电气柜上总停止按钮串联，所以能够执行相应的总停止命令。左行命令(DO3输出)和右行命令(DO5输出)的执行原理与总启动原理一样，行走停止(DO4输出)的执行原理与总停止的原理一样。

其他功能：1)、调制解调功能的实现：调制解调器电路(2)是实现无线遥控的关键。控制计算机(U1)发送的串行信号接入调制解调器电路(2)后，通过光电隔离器(U7)消除干扰信号，再经过反相放大器(U27)加强驱动，然后输送到调制解调芯片(U6)的输入脚(第11脚)，经过调制后的模拟信号通过模拟输出脚(第3脚)接入一个运算放大器(U17)组成的比例放大器，比例放大器的输出接入无线机载电台(3)，通过电台发送给上位机。上位机发送的命令由无线机载电台(3)接收，接入到调制解调器电路(2)的一个比例放大器上(由运算放大器U18组成)，比例放大器的输出接入到调制解调芯片(U6)的模拟信号输入端(第2脚)通过调制解调芯片的解调，其数字信号输出端(第9脚)输出相应的数字信号，经过反相放大器(U26)后输出到控制计算机(U1)。2)、看门狗功能的实现：看门狗的作用是保证系统死机后将程序重新启动。它的基本原理和功能是：控制计算机(U1)R的程序运行是定时通过一个IO脚(第19脚)发送脉冲信号给看门狗芯片(U4)，如果控制计算机(U1)死机，程序无法定时发送信号给看门狗芯片，则此时看门狗芯片认为系统已经死机，便产生一个复位信号给控制计算机(U1)的复位脚(第16脚)，使程序重新启动。芯片的第6脚是控制计算机(U1)给看门狗发送信号端，第7脚是看门狗向控制计算机(U1)发送复位信号端。

Claims (1)

1、一种叶轮给煤机机载无线遥控装置，包括安装在叶轮给煤机上的机载电台(3)、安装在机载电台(3)上的电台天线(4)，其特征在于机载电台(3)通过调制解调器(2)与控制计算机(1)连接，控制计算机(1)与开关量输入电路(5)、开关量输出电路(6)、模拟量输入电路(7)、模拟量输出电路(8)连接，模拟量输入电路(7)与叶轮给煤机的转速发电机(12)的输出端连接、还与叶轮给煤机的电流传感器(11)电流输出端连接，模拟量输出电路(8)与叶轮给煤机的调速器(13)控制输入端连接，开关量输出电路(6)与执行器(10)连接，执行器(10)含有启动继电器、停止继电器、右行继电器、左行继电器、行停继电器，执行器(10)与叶轮给煤机的电机接触器(9)连接，电机接触器(9)的输出信号与开关量输入电路(5)连接。

Images