卸料小車無線遠程控制裝置的製作方法
2023-09-18 10:47:30
專利名稱：卸料小車無線遠程控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於無線遠程控制技術領域，特別是指一種用於卸料小車無線遠程控 制裝置。
背景技術：
目前大型火力電廠採用卸料小車給鍋爐原煤倉加煤，卸料小車是一種軌道移動小 車，卸料小車主要用途是將膠帶輸送機輸送的散狀物料進行定點或隨機卸料。卸料小車具 有卸料量大、可極大提高輸送帶使用壽命、使用維護方便、運營成本低等特點；但是現在的 卸料小車都採用多根多芯電纜控制，所有控制電纜都跟隨電纜小車在空中滑軌上來回移 動，這種用多根控制電纜控制卸料小車的方法主要存在以下問題1、控制電纜反覆來回移動，經常出現斷芯故障；當出現控制電纜斷芯故障後，卸料 小車不能從遠方控制，只能由工人就地操作，現場煤粉大，環境惡劣，對現場工作人員的身 體健康非常不利。2、多根控制電纜掛在一個電纜小車上，造成軌道變型，經常出現小車卡到軌道上， 不能移動。3、控制電纜出現故障後，維修困難；電纜小車安裝在20米的高空，當某根電纜的 其中一芯出現故障後，沒法查出電纜斷芯的確切位置，必須更換整根電纜，更換工作量大， 時間長。4、電纜芯數有限，投運後在增加一些控制功能困難，升級困難。5、控制電纜每2年要更換一次，費用高。
發明內容本實用新型的目的在於解決上述現有技術所存在的問題，提供一種卸料小車無線 控制裝置，取消控制電纜和電纜移動機構，採用新的無線通訊技術和PLC控制技術；徹底 解決卸料小車控制電纜容易拉斷的問題，安裝和使用方便，維護費用低。本實用新型實現其目的所採取的技術方案是，提供一種卸料小車無線遠程控制裝 置，其特徵在於包括無線地面站及與無線地面站相連接的無線機上站，無線機上站設置在 卸料小車上，無線地面站與無線機上站通過無線信號連接實現卸料小車無線遠程控制。所述無線地面站包括兩套信道控制單元，無線地面站有兩套主控制器、兩套主無 線模塊、兩套天線單元、一套信號隔離迴路、一套故障切換迴路；其中，該無線地面站上設置 的主信號隔離迴路分別與相互依次電連接的A信道主控制器、A信道主無線模塊、A信道主 天線，以及相互依次電連接的B信道主控制器、B信道主無線模塊、B信道主天線相連；主通 訊故障切換迴路設置在該無線地面站上進行A信道控制單元或B信道控制單元信號切換。所述無線機上站包括兩套信道控制單元，無線機上站有兩套從控制器、兩套從無 線模塊、兩套天線單元、一套信號隔離迴路、一套故障切換迴路和一套機上按鈕單元；其中， 該無線機上站上設置的從信號隔離迴路分別與相互依次電連接的A信道從控制器、A信道從無線模塊、A信道從天線，以及相互依次電連接的B信道從控制器、B信道從無線模塊、B 信道從天線相連；從通訊故障切換迴路設置在該無線機上站上進行A信道控制單元或B信 道控制單元信號切換；機上按鈕單元與從信號隔離迴路相連。所述無線地面站由遠程站供給電源，無線機上站由卸料小車機上供給電源。所述主信號隔離迴路與從信號隔離迴路上設置有輸入信號隔離繼電器Kl和輸出 信號隔離繼電器KlO ；主信號隔離迴路上設置的輸入信號隔離繼電器Kl的一個接點Kl-I 與A信道主控制器開關量輸入埠相連，輸入信號隔離繼電器Kl的另一個接點K1-2與B 信道主控制器開關量輸入埠相連；A信道主控制器和B信道主控制器上的開關量輸出端 口相併聯後和輸出信號隔離繼電器KlO相連，並通過輸出信號隔離繼電器KlO的一個接點 K10-1輸出。提高控制器抗幹擾能力和帶負載能力。所述A信道主控制器及B信道主控器上分別設置有Y31端子，A信道主控制器設 有繼電器K60，B信道主控器上設有繼電器K70 ；其中，繼電器K60的一個接點K60-1串聯在 B信道主控器的電源L迴路上，繼電器K70的一個接點K70-1串聯在A信道主控制器的電 源L迴路上，A信道主控制器與B信道主控器通過其各自的繼電器K60、K70實現自身信道 故障時的切換。所述通訊故障切換迴路通過A信道控制器上的故障輸出信號啟動繼電器K60，K60 的一個接點Κ60-1給B信道控制器通電，達到A信道故障時自動給切換至B信道工作。所述信道控制器與信道無線模塊通過RS485相連接，無線模塊電源將電源輸入給 信道無線模塊，信道無線模塊將信道控制器的數據發送至空間，從而實現無線地面站與無 線機上站的信號數據的傳遞。該裝置無線地面站1和無線機上站2都有A、B信道頻率的設備，當A信道設備受 到幹擾或出故障，故障切換迴路在30秒內切換到B信道工作，同時各站控制櫃的故障燈亮， 通知檢修A路設備，地面主站輸出1個開關量信號，通知集控中心操作人員A路出現故障； 但B路通訊出現故障，自動切換到A路；無線地面站上的主控制器通過RS485接口和主無 線模塊連接，主無線模塊與天線通過饋線連接，從集控中心發來的開關量信號經過信號隔 離迴路隔離後與主控制器連接；無線機上站上的從控制器通過RS485接口和從無線模塊連 接，從無線模塊與天線通過饋線連接，從控制器輸出開關量信號經過信號隔離迴路隔離後 與機上執行機構相連；無線地面站和無線機上站通過空中無線信號的發射/接收實現無線 通訊；無線地面站的地址為0和無線機上站的地址為1，A B信道控制器的程序完全一樣， A B信道無線模塊的頻率不一樣。A信道主無線模塊、B信道主無線模塊的頻率為2. 4GHz 2. 483GHz ；A信道從無線模塊、B信道從無線模塊的頻率為2. 4GHz 2. 483GHz。本實用新型通過無線信號互相通訊而實現和控制電纜相同的功能，取消現有控制 電纜，徹底解決現有技術中電纜容易拉斷的問題；節約了更換電纜費用和人力成本；主從 控制器採用可擴展PLC，後期增減信號和升級更方便；並且整套無線裝置採用A B信道兩套 設備，兩套設備可以自動啟動，從而進一步提高了裝置的工作可靠性。本實用新型所產生的經濟效益如下卸料小車的軌道以300米計算，需要6根扁形 控制電纜，共1800米，以100元/米，每兩年更換一次，需要電纜材料費用18萬元，人工費 1萬元，共計19萬元，10年的費用費用為19X5 = 95萬元；其中不包括更換電纜小車停運 而帶來的損失；而卸料小車無線遠程控制裝置的設計壽命大於10年，費用為20萬，10年可以節約75萬元。
圖1為本實用新型裝置結構框圖；圖2為本實用新型的無線地面站主信號隔離迴路原理圖；圖3為本實用新型的主通訊故障切換迴路圖；圖4為本實用新型的無線模塊和無線控制器連接原理框圖。圖中1、無線地面站；2、無線機上站；5、從通訊故障切換迴路；6、機上按鈕單元； 11、從信號隔離迴路；12、A信道從控制器；13、A信道從無線模塊；14、A信道從天線；21、B 信道從控制器；22、B信道從無線模塊；23、B信道從天線；31、主信號隔離迴路；32、A信道主 控制器；33、A信道主無線模塊；34、A信道主天線；41、主通訊故障切換迴路；42、B信道主控 制器；43、B信道主無線模塊；44、B信道主天線。
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型做進一步描述。如圖1所示，卸料小車無線遠程控制裝置包括一個無線地面站1和一個無線機 上站2 ；無線地面站1安裝於卸料小車廠房縱向平臺上，無線機上站2安裝於卸料小車本體 上；無線地面站1電源由遠程站供給，無線機上站2的電源由卸料小車機上電源供給；無線 地面站1與無線機上站2通過無線通訊傳輸方式實現卸料小車無線遠程控制；其中無線地 面站1由以下部分組成主信號隔離迴路31、A信道主控制器32、A信道主無線模塊33、A 信道主天線34、主通訊故障切換迴路41、B信道主控制器42、B信道主無線模塊43、B信道 主天線44。上述無線地面站1包括兩套信道控制單元，其中，該無線地面站1上設置的主信號 隔離迴路31分別與相互依次電連接的A信道主控制器32、A信道主無線模塊33、A信道主 天線34，以及相互依次電連接的B信道主控制器42、B信道主無線模塊43、B信道主天線44 相連；主通訊故障切換迴路41設置在該無線地面站1上進行A或B信道控制單元信號切 換。無線機上站2由以下部分組成從通訊故障切換迴路5、機上按鈕單元6、從信號隔 離迴路11、A信道從控制器12、A信道從無線模塊13、A信道從天線14、B信道從控制器21、 B信道從無線模塊22、B信道從天線23。上述無線機上站2包括兩套信道控制單元，其中，該無線機上站2上設置的從信號 隔離迴路11分別與相互依次電連接的A信道從控制器12、A信道從無線模塊13、A信道從 天線14，以及相互依次電連接的B信道從控制器21、B信道從無線模塊22、B信道從天線23 相連；從通訊故障切換迴路5設置在該無線機上站2上進行A信道控制單元或B信道控制 單元信號切換，機上按鈕單元6與從信號隔離迴路11相連。無線地面站1各部分連接關係主信號隔離迴路31與A信道主控制器32和B信 道主控制器32之間通過硬接線連接，A信道主控制器32與A信道主無線模塊33之間通 RS485接口連接；B信道主控制器42、B信道主無線模塊43之間通RS485接口連接；A信道 主無線模塊33與A信道主天線34通過饋線連接；B信道主無線模塊43與B信道主天線44通過饋線連接；主通訊故障切換迴路41的輸出分別控制A信道主控制器32和B信道主控 制器42的工作電源。無線機上站2各部分連接關係無線機上站2的硬體配置和無線地面站基本相同， 唯一區別在於增加了機上按鈕單元6，各個部分的連接關係和無線地面站相同；機上按鈕 單元6和從信號隔離迴路11相連，機上按鈕單元6的信號啟動從信號隔離迴路11，從信號 隔離迴路11把隔離的開關量信號輸入到A信道從控制器12和B信道從控制21。無線機上站2的硬體配置和無線地面站1基本相同，無線地面站1的A信道主控制 器32、A信道主無線模塊33內部應用程式完全一致，都為主機，地址為0 ；無線機上站2的 A信道從控制器12、B信道從控制器21內部應用程式完全一致，都為從機，地址為1 ；A信道 主無線模塊33和A信道從無線模塊12的為2. 4GHz 2. 483GHz之間，用軟體任意設置，B 信道主無線模塊43和B信道從無線模塊21的為2. 4GHz 2. 483GHz之間，用軟體任意設 置；主通訊故障切換迴路41和從通訊故障切換迴路5工作原理一致。本實用新型的工作過程如下接通無線地面站1和和無線機上站2電源，操作對應 控制柜上的A信道啟動按鈕，選擇A信道設備工作；10秒後A信道建立通訊，無線地面站1 的A信道主控制器32自動把輸入埠的狀態轉換成一串數據，通過RS485接口發給主A信 道無線模塊33，主無線模塊33把數據編碼、加密、無線調製，此無線信號通過A信道主天線 34發到空間另一端無線機上站2，無線機上站2的A信道從天線13接收到無線信號，通過 饋線傳遞給A信道從無線模塊13，A信道從無線模塊13收到無線信號後，經過解調和解密 後，通過RS485接口發給A信道從控制器12，A信道從控制器12經過CRC校驗，輸出對應的 開關量信號，此信號通過從隔離迴路11隔離和放大，驅動軌道卸料小車上執行機構，假如 此開關量是「小車左行」，則行走電機反轉，小車左行；小車左行的狀態返回給無線地面站1 的過程與此相同；無線地面站1和無線機上站2通過不斷來回收發數據完成命令和狀態信 號的轉遞，實現和控制電纜相同的功能。本實用新型不使用電纜，從而徹底解決現有技術中 電纜容易拉斷的問題。如圖2所示為主信號隔離迴路31原理圖。無線地面站1可以發給無線機上站2 開關量信號數量為30個，無線機上站2發給無線地面站1開關量信號數量為30個；圖2所 示，只畫出無線地面站1發給無線機上站2開關量信號1個，無線機上站2發給無線地面站 1開關量信號1個，以此為例，說明信號的隔離原理，其餘29個信號連接關係和這1個信號 完全相同。所述主信號隔離迴路31與從信號隔離迴路11上設置有輸入信號隔離繼電器Kl 和輸出信號隔離繼電器KlO ；主信號隔離迴路31上設置的輸入信號隔離繼電器Kl的一個 接點Kl-I與A信道主控制器32開關量輸入埠相連，輸入信號隔離繼電器Kl的另一個接 點K1-2與B信道主控制器42開關量輸入埠相連；A信道主控制器32和B信道主控制器 42上的開關量輸出埠相併聯後和輸出信號隔離繼電器KlO相連，並通過輸出信號隔離繼 電器KlO的另一個接點K10-1輸出。繼電器KlO的另一個接點K10-1動作，給外部輸出信 號。如圖3所示為主通訊故障切換迴路41原理圖。所述A信道主控制器32及B信 道主控器42上分別設置有Y31端子，A信道主控制器32設有繼電器K60，B信道主控器42 上設有繼電器K70 ；其中，繼電器K60的另一個接點K60-1串聯在B信道主控器42的電源L迴路上，繼電器K70的另一個接點K70-1串聯在A信道主控制器32的電源L迴路上，A信 道主控制器32與B信道主控器42通過其各自的繼電器K60、K70實現自身信道故障時切 換到另一個信道，保證通信正常工作。A信道主控制器32發給A信道從控制器12通電後，A信道主控制器32發給A信 道從控制器12 —組數據後，立刻就能收到A信道從控制器12回復的一組數據，當A信道主 控制器32連續10次都沒有收到回複數據時，判斷為通訊故障，A信道主控制器32的Y31端 子輸出1個信號，啟動繼電器K60，繼電器K6的一個接點K60-1動作，接通B信道主控器42 電源；此時無線機上站2的A信道從控制器12連續10次沒有收到主機的呼喚數據，判斷為 通訊故障，自動切換到B信道從控制器21，當B信道主從控制器21都得電後，B信道主控器 42和B信道從控制器21建立通訊，此過程實現了 A信道設備故障自動切換到B信道工作， 達到了自動檢測設備故障，自動切換到備用設備，保證設備連續可靠運行。如圖4所示A信道無線模塊33和A信道主控制器32之間通過RS485相連接， RS485J接口數據格式為8N1，數據位為8位，無校驗，1個停止位；220V交流電輸入給無線模 塊電源，無線模塊電源給A信道無線模塊33提供24V直流電能。
權利要求卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於包括無線地面站(1)與無線機上站(2)，無線機上站(2)設置在卸料小車上，無線地面站(1)與無線機上站(2)通過無線信號傳輸實現卸料小車無線遠程控制。
2.根據權利要求1所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述無線地面站(1)包括兩套信道控制單元，其中，該無線地面站(1)上設置的主信號隔離迴路(31)分別 與相互依次電連接的A信道主控制器(32)、A信道主無線模塊(33)、A信道主天線(34)，以 及相互依次電連接的B信道主控制器(42)、B信道主無線模塊(43)、B信道主天線(44)相 連；主通訊故障切換迴路(41)設置在該無線地面站(1)上進行A信道控制單元或B信道控 制單元信號切換。
3.根據權利要求2所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述無線機上站(2)包括兩套信道控制單元，其中，該無線機上站(2)上設置的從信號隔離迴路(11)分別 與相互依次電連接的A信道從控制器(12)、A信道從無線模塊(13)、A信道從天線(14)，以 及相互依次電連接的B信道從控制器(21)、B信道從無線模塊(22)、B信道從天線(23)相 連；從通訊故障切換迴路(5)設置在該無線機上站(2)上進行A信道控制單元或B信道控 制單元信號切換；機上按鈕單元(6)與從信號隔離迴路(11)相連。
4.根據權利要求1所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述無線地面站 (1)與遠程站的電源連接，無線機上站(2)與卸料小車機的電源連接。
5.根據權利要求3所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述主信號隔離 迴路(31)與從信號隔離迴路(11)上設置有輸入信號隔離繼電器Kl和輸出信號隔離繼電 器KlO ；主信號隔離迴路(31)上設置的輸入信號隔離繼電器Kl的一個接點Kl-I與A信道 主控制器(32)開關量輸入埠相連，輸入信號隔離繼電器Kl的另一個接點K1-2與B信道 主控制器(42)開關量輸入埠相連；A信道主控制器(32)和B信道主控制器(42)上的開 關量輸出埠相併聯後和輸出信號隔離繼電器KlO相連，並通過輸出信號隔離繼電器KlO 的一個接點K10-1輸出。
6.根據權利要求2所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述A信道主控 制器(32)及B信道主控器(42)上分別設置有Y31端子，A信道主控制器(32)設有繼電器 K60，B信道主控器(42)上設有繼電器K70 ；其中，繼電器K60的一個接點K60-1串聯在B信 道主控器(42)的電源L迴路上，繼電器K70的一個接點K70-1串聯在A信道主控制器(32) 的電源L迴路上，A信道主控制器(32)與B信道主控器(42)通過其各自的繼電器K60、K70 實現自身信道故障時的切換。
7.根據權利要求2所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述A信道主控 制器(32)、Β信道主控制器(42)分別與A信道主無線模塊(33)、Β信道主無線模塊(43)通 過接口 RS485相連。
8.根據權利要求3所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述A信道從控 制器(12)、Β信道從控制器(21)分別與A信道從無線模塊(13)、Β信道從無線模塊(22)通 過接口 RS485相連。
9.根據權利要求2所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述A信道主無 線模塊(33)、B信道主無線模塊(43)的頻率為2. 4GHz 2. 483GHz。
10.根據權利要求3所述的卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於所述A信道從無線模塊(13)、B信道從無線模塊(22)的頻率為2. 4GHz 2. 483GHz。
專利摘要本實用新型屬於卸料小車無線遠程控制裝置，其特徵在於包括無線地面站(1)及無線機上站(2)，無線機上站(2)設置在卸料小車上，無線地面站(1)與無線機上站(2)通過無線信號傳輸實現卸料小車無線遠程控制。該裝置取消了控制電纜和電纜移動機構，採用新的無線通訊技術和PLC控制技術；徹底解決了卸料小車控制電纜容易拉斷的問題，其安裝和使用方便，維護費用低。
文檔編號B61L3/16GK201674500SQ201020108130
公開日2010年12月15日 申請日期2010年2月4日 優先權日2010年2月4日
發明者喬永成, 劉林虎, 姜英彪, 熊仁博, 王豔陽, 袁清 申請人:陽城國際發電有限責任公司;西安奧宇電力科技有限責任公司