一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統的製作方法
2023-09-21 05:54:40
專利名稱：一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種實訓作業系統，尤其涉及一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統。
背景技術：
目前的煤礦設備操作培訓，主要依靠理論培訓和「傳幫帶」方式進行。理論培訓主要是培訓人員通過口授、板書、ppt、平面動畫等方式對受訓人員進行培訓，由於培訓過程中脫離井下環境，內容較為抽象，缺乏臨場感，因而培訓效果較差。而通過老技術工人在現場設備上進行「傳幫帶」方式培訓，受訓者學習效率不高；並且，在學習過程中如果出現設備誤 操作，將會引發嚴重的安全事故，影響正常的採掘作業。目前礦井提升系統培訓更是如此，缺乏實訓手段和方法，同時，現有的培訓方法無法實現提升機司機、井底和井口信號工，以及安檢工的協同模擬訓練。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，能夠對培訓者進行煤礦副井提升系統仿真培訓，提高培訓效果，保證企業採掘作業正常進行，避免培訓過程中因設備誤操作而引發的安全事故，同時能夠實現提升機司機、井底和井口信號工，以及安檢工的協同模擬訓練。本實用新型採用下述技術方案一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，包括相互通信的上位機系統和下位機系統，所述的上位機系統包括計算機和顯示器；所述的下位機系統包括提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺，提升司機操作臺包括第一控制模塊，第一控制模塊的輸出端分別連接第一指示模塊的信號輸入端，第一控制模塊的輸出端連接顯示模塊和語音提示裝置的信號輸入端，第一輸入模塊的信號輸出端連接第一控制模塊的信號輸入端；所述的井口信號操作臺包括第二控制模塊，第二控制模塊的輸出端連接第二指示模塊的信號輸入端，第二輸入模塊的信號輸出端連接第二控制模塊的信號輸入端；所述的井底信號操作臺包括第三控制模塊，第三控制模塊的輸出端連接第三指示模塊的信號輸入端，第三輸入模塊的信號輸出端連接第三控制模塊的信號輸入端。所述的第一指示模塊包括多個指示燈，第一輸入模塊包括多個操作手柄和控制按鈕。所述的第一指示模塊包括36個指示燈，第一輸入模塊包括2個操作手柄和20個控制按鈕。所述的顯示模塊採用液晶顯示屏。所述的第二輸入模塊包括多個指示燈，第二輸入模塊包括多個控制按鈕。所述的第二輸入模塊包括100個指示燈，第二輸入模塊包括50個控制按鈕。所述的第三輸入模塊包括多個指示燈，第三輸入模塊包括多個控制按鈕。[0012]所述的第三輸入模塊包括100個指示燈，第三輸入模塊包括50個控制按鈕。所述的第一、第二和第三控制模塊採用單片機。本實用新型設置上位機及提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺，能夠實現提升機司機、井底和井口信號工和安檢工的協同模擬訓練，對培訓者進行煤礦副井提升系統仿真培訓，具有直觀性強，培訓效果好，培訓成本低等諸多優點，同時避免了受訓者在現場設備上進行實操培訓，杜絕因受訓者設備誤操作而引發的安全事故，保證企業採掘作業正常進行。
圖I為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型所述提升司機操作臺的原理框圖； 圖3為本實用新型所述井口信號操作臺的原理框圖；圖4為本實用新型所述井底信號操作臺的原理框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括相互通信的上位機系統和下位機系統，上位機系統包括計算機和顯示器；下位機系統包括提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺。如圖2所示，所述的提升司機操作臺包括第一控制模塊，第一控制模塊的輸出端分別連接第一指示模塊的信號輸入端，第一指示模塊包括多個指示燈；第一控制模塊的輸出端連接顯示模塊和語音提示裝置的信號輸入端，顯示模塊採用液晶顯示屏；第一輸入模塊的信號輸出端連接第一控制模塊的信號輸入端，第一輸入模塊包括多個操作手柄和控制按鈕。在本實施例中，提升司機操作臺中的第一控制模塊採用單片機，第一指示模塊包括36個反映各種提升狀態的指示燈，第一輸入模塊包括2個操作手柄和20個控制按鈕，2個操作手柄分別為實現剎車和調速控制功能的提升機剎車控制手柄和提升機速度控制手柄，20個控制按鈕分別實現提人、提物、火工、檢修等各種控制功能；液晶屏可在上位機的控制下模擬顯示各種靜態、動態提升參數和速度圖、力圖等各種工作曲線。如圖3所示，所述的井口信號操作臺包括第二控制模塊，第二控制模塊的輸出端連接第二指示模塊的信號輸入端，第二輸入模塊包括多個指示燈；第二輸入模塊的信號輸出端連接第二控制模塊的信號輸入端。在本實施例中，井口信號操作臺中的第二控制模塊採用單片機，第二輸入模塊包括100個指示燈，100個信號燈主要模擬顯示提升機、阻車器、搖臺、安全門、推車機、運料礦車等各種設備的狀態；第二輸入模塊包括50個控制按鈕，50個控制按鈕用於發送各種控制信號。如圖4所示，所述的井底信號操作臺包括第三控制模塊，第三控制模塊的輸出端連接第三指示模塊的信號輸入端，第三指示模塊包括多個指示燈；第三輸入模塊的信號輸出端連接第三控制模塊的信號輸入端。在本實施例中，井底信號操作臺中的第三控制模塊採用單片機，第三輸入模塊包括100個指示燈，100個信號燈主要模擬顯示提升機、阻車器、搖臺、安全門、推車機、運料礦車等各種設備的狀態；第三輸入模塊包括50個控制按鈕，50個控制按鈕用於發送各種控制信號。[0023]所述的上位機系統通過提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺發送的各項指令，仿真系統能夠實現對罐籠運行狀態、人員上下、設備裝卸、推車器、搖臺動作、安全門開關、阻車器等進行三維仿真。本實用新型的培訓模式分為兩種，一種為標準操作流程模式，即按照標準操作流程，受訓者根據語音提示進行提人、提物、火工、檢修的模擬操作；另一種為考核評分模式，受訓者根據提人、提物、火工、檢修等不同情況進行操作，上位機系統最終根據受訓者的操作情況進行打分，並顯示出誤操作可能帶來的後果。本實用新型在使用時，提升機司機、井底和井口信號工可分別使用提升司機操作臺、井底信號操作臺和井口信號操作臺進行培訓，同時可配備安檢工協同模擬訓練。模擬培訓時，提升機司機、井底和井口信號工可分別使用提升司機操作臺、井底信號操作臺和井口信號操作臺上設置的各個按鈕，並根據相關指示燈的提示，安裝規定的流程完成提人、提物、火工或檢修的操作，或通過本實用新型進行考核。下面具體敘述提升機司機、井底和井口信號工相互配合完成從井底提人的操作過程:第一步，提升機司機、井底和井口信號工可分別使用提升司機操作臺、井底信號操作臺和井口信號操作臺，並選擇從井底提人模式；第二步，上位機系統通過顯示器模擬顯示人員進入罐籠中，然後井底信號工通過井底信號操作臺依次按下罐簾關閉、安全門關閉和搖臺升起按鈕，井底信號操作臺上的罐簾信號燈、安全門信號燈和搖臺信號燈將會亮起，同時顯示提人上罐的數字，此時，井底信號操作臺通過上位機系統將罐簾、安全門和搖臺的最終狀態信號傳輸至提升司機操作臺；提升司機操作臺接收到信號後，通過提升司機操作臺上設置的罐簾、安全門和搖臺狀態信號燈顯示出來，同時語音提示裝置提示提升機司機和井口信號工井底將要執行向上送人操作；第三步，提升機司機通過提升司機操作臺上設置的控制按鈕向上位機系統發送執行向上送人操作的確定信號，上位機系統將接收到此信號的時間與井底信號操作臺發送的完成升起搖臺操作的信號時間相比較，如果提升司機操作臺發送信號的時間早或未接收到井底信號操作臺發送的完成升起搖臺操作的信號，則上位機系統拒絕提升司機操作臺後續發送的相關操作命令，直至接收到井底信號操作臺發送的完成升起搖臺操作的信號後，提升司機操作臺再次發送執行向上送人操作的確定信號；如果提升司機操作臺發送信號的時間晚，則接受提升司機操作臺後續發送的相關操作命令；第四步，提升機司機利用提升司機操作臺上設置的提升機剎車控制手柄和提升機速度控制手柄控制罐籠開始向上運動，直至液晶屏模擬顯示罐籠到達井口 ；上位機系統通過提升司機操作臺設置的液晶屏模擬顯示罐籠在副井中的具體位置和罐籠的速度，以及各種靜態、動態提升參數和速度圖、力圖等各種工作曲線；第五步，當罐籠停至井口後，井底信號工利用井口信號操作臺上設置的控制按鈕依次完成放下搖臺、打開安全門和打開罐簾的操作，井口信號操作臺通過上位機系統將搖臺、安全門和罐簾的狀態信號傳輸至提升司機操作臺和井底信號操作臺，並通過提升司機操作臺上設置的搖臺、安全門和罐簾狀態信號燈顯示出來，當完成以上操作後，上位機系統通過顯示器模擬顯示人員離開罐籠，完成此次向上送人的操作。本實用新型提物、火工、檢修的模擬操作模式及考核評分模式，其硬體控制原理和實現過程與上述的提人模擬操作模式相似，在此 不再贅述。
權利要求1.一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於包括相互通信的上位機系統和下位機系統，所述的上位機系統包括計算機和顯示器；所述的下位機系統包括提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺，提升司機操作臺包括第一控制模塊，第一控制模塊的輸出端分別連接第一指示模塊的信號輸入端，第一控制模塊的輸出端連接顯示模塊和語音提示裝置的信號輸入端，第一輸入模塊的信號輸出端連接第一控制模塊的信號輸入端；所述的井口信號操作臺包括第二控制模塊，第二控制模塊的輸出端連接第二指示模塊的信號輸入端，第二輸入模塊的信號輸出端連接第二控制模塊的信號輸入端；所述的井底信號操作臺包括第三控制模塊，第三控制模塊的輸出端連接第三指示模塊的信號輸入端，第三輸入模塊的信號輸出端連接第三控制模塊的信號輸入端。
2.根據權利要求I所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第一指示模塊包括多個指示燈，第一輸入模塊包括多個操作手柄和控制按鈕。
3.根據權利要求2所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第一指示模塊包括36個指示燈，第一輸入模塊包括2個操作手柄和20個控制按鈕。
4.根據權利要求2所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的顯示模塊採用液晶顯示屏。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第二輸入模塊包括多個指示燈，第二輸入模塊包括多個控制按鈕。
6.根據權利要求5所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第二輸入模塊包括100個指示燈，第二輸入模塊包括50個控制按鈕。
7.根據權利要求6所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第三輸入模塊包括多個指示燈，第三輸入模塊包括多個控制按鈕。
8.根據權利要求7所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第三輸入模塊包括100個指示燈，第三輸入模塊包括50個控制按鈕。
9.根據權利要求8所述的煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，其特徵在於所述的第一、第二和第三控制模塊採用單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種煤礦副井提升系統虛擬實訓作業系統，包括相互通信的上位機系統和下位機系統，所述的上位機系統包括計算機和顯示器；所述的下位機系統包括提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺。本實用新型設置上位機及提升司機操作臺、井口信號操作臺和井底信號操作臺，能夠實現提升機司機、井底和井口信號工和安檢工的協同模擬訓練，對培訓者進行煤礦副井提升系統仿真培訓，具有直觀性強，培訓效果好，培訓成本低等諸多優點，同時避免了受訓者在現場設備上進行實操培訓，杜絕因受訓者設備誤操作而引發的安全事故，保證企業採掘作業正常進行。
文檔編號G09B9/00GK202650310SQ20122032567
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者熊祖強, 王大虎, 李化敏, 張家森, 李東印, 方偉, 丁明 申請人:河南理工大學