採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統及製作方法

2023-07-01 12:29:26

專利名稱：採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統及製作方法
技術領域：
本發明涉及一種運輸過程的教學設備，特別是涉及一種採區斜井(巷)運輸人本安全監控的培訓系統及製作方法，屬光機電一體化技術領域。
背景技術：
斜井(巷)運輸是指通過安裝在井口的提升機對礦車進行拖曳，實現礦物、材料的運輸工作，我國許多礦山都採用人、車混合斜井運輸，每一次運輸都需要摘掛鈎。斜井(巷) 運輸中由於摘掛鈎失誤、鋼絲繩或連接裝置斷裂、提升機制動失靈、運行中掛鈎插銷跳出等原因容易發生跑車事故，造成設備損毀，甚至導致人員傷亡，生產停頓。為避免人員傷亡，斜井(巷)運輸中需嚴格執行「行車不行人、行人不行車」制度，並採取人員檢測，聲光報警， 阻車器，安全門等多項安全措施來保證該制度。綜合目前斜井(巷)運輸生產中已應用的技術和新技術發明的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，使學生和企業職工能夠儘快的正確掌握斜井(巷)運輸技術。

發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種對採區斜井(巷)運輸人本安全監控系統進行模擬的培訓系統及製作方法，解決學生學習和企業職工培訓存在的問題，提供一種形象先進的教學培訓模式，縮短培訓過程與實際生產過程的差距，提高學生的多學科專業知識綜合應用的能力。本發明提供的技術方案是一種採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統由斜井(巷)運輸環境，電動阻車器，安全門，語音通信，拉線閉鎖，紅外人體檢測傳感器，視頻監控系統，PLC自動控制和組態軟體監控系統組成；在斜井(巷)內安裝了電動阻車器、安全門、語音通信，拉線閉鎖，傳感器和攝像頭；各設備由現場總線與PLC相連，由PLC進行數據處理和邏輯運算，並通過光纖將數據上傳給計算機，運行組態軟體進行動態顯示和監控，實現封閉式斜井運輸，確保「行車不行人，行人不行車」。所述斜井(巷)運輸環境由系統基座2，上坡頭5，絞車8，絞車司機9，半邊斜井 (巷)頂部15，斜井(巷)17，下坡頭21，導軌22組成；其中基座2由鋁合金框架型材製成， 用螺栓連接；上坡頭5、斜井(巷)17、下坡頭21由鋁板製成，用螺栓與基座相連；導軌22由工字型鋁材製成，用螺栓與基座相連；絞車8由微型電機，減速器，絞盤，鋼絲繩，剎車盤，編碼器組成，絞車司機9由木頭製成，可模擬絞車司機的開車動作；斜井(巷)頂部15由亞克力製成半拱形，以便觀察，在內表面貼上巖石圖案，增加真實感，用螺栓與基座固定。所述的電動阻車器上安裝了位置傳感器，分別用於上限位和下限位，在上坡頭安裝了 2個，由1個電機帶動2根鋼絲繩牽引阻車器的抬起、放下，下坡頭安裝了 1個電動阻車器；所述的安全門安裝在上、下坡頭井口，行車時安全門由電磁閉鎖器32關閉，行人時由彈簧34自動打開，以保證行車時的密閉環境，行人不能進入；安全門上安裝了紅、綠燈來指示斜井(巷)運輸的狀態，綠燈時行人，紅燈時行車。
所述語音通信裝置及拉線閉鎖4安裝在在斜井(巷)的行人側，發生「人車同行」 或「跑車」時，可通過語音通信裝置4進行聯絡，並拉下閉鎖使礦車停止。

所述紅外人體探測傳感器14安裝在斜井(巷)內，行車時，紅外人體探測器探測到人時，發出信號，語音報警，絞車停止，所述系統中用木製小人模擬行人18來演示該功能。所述視頻監控系統由攝像頭13，圖像處理系統組成，攝像頭安裝在斜井(巷)的橫梁上，行車時可通過圖像處理、模式識別的方法自動識別出行人來，也可通過人工觀察來監控。所述培訓系統由PLC進行自動控制，分自動，手動，演示三種模式，所有設備由現場總線與PLC相連，由PLC進行數據處理和邏輯運算，並將數據由光纖傳給計算機；由編碼器檢測礦車的行進距離，在上坡頭由數碼顯示屏11動態顯示礦車行進距離。所述組態監控軟體安裝在計算機上，計算機通過光纖接收PLC的數據，運行組態軟體，顯示礦車位置，設備狀態，並進行聲光報警；計算機通過光纖接收視頻信號，並在顯示器上實時顯示。本發明的機械部分按照生產中的實際結構縮小設計，材料主要用鋁合金型材、鋁合金和亞克力製成，重量輕，外觀美，製作方便，連接主要用螺栓；電氣部分採用實際的工業元器件，真實再現了斜井(巷)運輸人本安全監控系統。本發明是採區斜井(巷)運輸人本安全監控的培訓系統及製作方法，設計合理， 結構嚴謹，技術先進，使用方便，適合院校實驗實訓、畢業設計，企業職工培訓和展會演示使用。本發明綜合應用了傳感器、現場總線、組態和PLC等多項新技術，提供了一種形象先進的教學培訓模式，縮短培訓過程與實際生產過程的差距，可解決學生學習和企業職工培訓存在的問題，能夠提高學生的多學科專業知識綜合應用的能力。


圖1為本發明的裝配軸側圖；圖2為本發明的裝配主視圖；圖3為本發明的裝配俯視圖；圖4為本發明的礦車上行、下行順序控制簡圖。圖中I-PLC自動控制電氣板2-系統基座3-計算機4_語音通信及拉線閉鎖5_上坡頭6-手動控制按鈕7-礦車起始位置檢測接近開關8-絞車9-絞車司機10-礦車11-數碼顯示屏12-上坡頭阻車器113-攝像頭14-紅外人體探測傳感器15-半邊斜井(巷)頂部16-上坡頭阻車器217-斜井(巷)18-行人19-顯示器20-下坡頭阻車器321-下坡頭 22-導軌23-礦車硬限位24-礦車到位檢測開關25-行人驅動裝置26-拉線閉鎖27-門柵欄 28-紅外傳感器支撐板29-阻車器電動機30-鋼絲繩導向輪31-擋32-電磁閉鎖器33-安全門34-彈簧35-門框
具體實施例方式參見圖1，採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統由斜井(巷)運輸環境，電動阻車器，安全門，語音通信，拉線閉鎖，紅外人體檢測傳感器，視頻監控系統，PLC自動控制和組態軟體監控系統組成參見圖1，斜井(巷)運輸環境由系統基座2，上坡頭5，絞車8，絞車司機9，半邊斜井(巷)頂部15，斜井(巷)17，下坡頭21，導軌22組成；其中基座2由型材用螺栓連接製成；上坡頭5、斜井(巷)17、下坡頭21由鋁板製成，用螺栓與基座相連；導軌22用螺栓與基座相連；絞車8由微型電機，減速器，絞盤，鋼絲繩，剎車盤，編碼器組成，絞車司機9由木頭製成，可模擬絞車司機的開車動作；斜井(巷)頂部15製成半拱形，以便觀察，用螺栓與基座固定。所述的電動阻車器由微型電機、減速器、絞輪、鋼絲繩、位置傳感器、鋼絲繩導向輪 30、擋31組成，微型電機的正反轉帶動擋的抬起和放下，分別安裝了上限位和下限位位置傳感器，以控制電機的停止。在上坡頭安裝了 2個，由1個電機帶動2根鋼絲繩牽引阻車器的抬起、放下，下坡頭安裝了 1個電動阻車器，發生「跑車」事故時，電動阻車器放下，擋住礦車，減少損失。參見圖2的A向圖，所述的安全門由門柵欄27、擋31、電磁閉鎖器32、彈簧34和門框35組成，安全門由鋁合金製成，為了通風將安全門做成柵欄，安裝在上、下坡頭井口，行車時安全門由電磁閉鎖器32關閉，行人時由彈簧34自動打開，以保證行車的密閉環境，行人不能進入；安全門上安裝了紅、綠燈來指示斜井(巷)運輸的狀態，綠燈時行人，紅燈時行車。所述語音通信裝置及拉線閉鎖4安裝在在斜井(巷)的行人側，發生「人車同行」 或「跑車」時，可通過語音通信裝置4進行聯絡，並拉下閉鎖使礦車停止。所述紅外人體探測傳感器14安裝在斜井(巷)內，行車時，斜井(巷)中如果有人，紅外人體探測器發出信號，語音報警，絞車停止，所述系統中用木製小人18模擬行人來演示該功能，行人的有無由行人驅動裝置25實現。所述視頻監控系統由攝像頭13，圖像處理系統組成，攝像頭13安裝在斜井(巷) 的橫梁上，行車時可通過圖像處理、模式識別的方法自動識別出行人來，也可通過人工觀察來監控。所述培訓系統由PLC進行自動控制，分自動，手動，演示三種模式，自動模式模擬的是生產中的實際狀態；手動狀態由手動控制按鈕6來操作，主要用於調試和維修狀態；演示狀態主要用於展會展示。所有設備由現場總線與PLC相連，由PLC進行數據處理和邏輯運算，並將數據由光纖傳給計算機；由編碼器檢測礦車的行進距離，在上坡頭由數碼顯示屏 11動態顯示礦車行進距離。參見圖4，PLC控制礦車行進時的順序控制邏輯分為下行和上行。下行順序控制邏輯啟動絞車8，礦車10啟動一起始位置檢測接近開關7動作，開始計長度一礦車行進長度Ll米時，阻車器1的擋抬起，阻車器2的擋放下一礦車行進長度L2米時，阻車器2的擋抬起，阻車器1的擋放下一礦車行進長度L3米時，阻車器3的擋抬起一礦車行進長度L4米時，阻車器3的擋放下一到位接近開關24動作，停絞車，礦車停止；上行順序控制邏輯啟動絞車8，礦車10啟動一到位檢測接近開關24動作，開始計長度一礦車行進長度L5米，阻車器3的擋抬起一礦車行進長度L6米時，阻車器3的擋放下一礦車行進長度L7米時，阻車器2的擋抬起，阻車器1的擋放下一礦車行進長度L8米時，阻車器1的擋抬起，阻車器2的擋放下一起始接近開關7動作，停絞車，礦車停止，阻車器1的擋放下；當有閉鎖信號或紅外報警或視頻監控發現有人時，礦車停 止。所述組態監控軟體安裝在計算機上，計算機通過光纖接收PLC的數據，運行組態軟體，顯示礦車位置，設備狀態，並進行聲光報警；計算機通過光纖接收視頻信號，並在顯示器上實時顯示。本發明的機械部分按照生產中的實際結構縮小設計，重量輕，外觀美，製作方便， 連接主要用螺栓；電氣部分採用實際的工業元器件，真實再現了斜井(巷)運輸人本安全監控系統。本發明設計合理，結構嚴謹，技術先進，使用方便，適合院校實驗實訓、畢業設計、企業職工培訓和展會演示使用。
權利要求
1.一種採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是包括斜井(巷)運輸環境，電動阻車器，安全門，語音通信，拉線閉鎖，紅外人體檢測傳感器，視頻監控系統，PLC自動控制和組態軟體監控系統；在斜井(巷)內用螺栓連接安裝了電動阻車器、安全門、語音通信，拉線閉鎖，位置、紅外傳感器和攝像頭；所有設備由現場總線與PLC相連，由PLC進行數據處理和邏輯運算，並通過光纖將數據上傳給計算機，在計算機上運行組態軟體進行動態顯示和監控。
2.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是斜井(巷)運輸環境由系統基座⑵，上坡頭(5)，絞車⑶，絞車司機(9)，半邊斜井(巷)頂部(15)，斜井(巷)(17)，下坡頭(21)，導軌0 組成；其中基座O)由鋁合金框架型材製成，用螺栓連接；上坡頭(5)、斜井(巷)(17)、下坡頭由鋁板製成，用螺栓與基座相連；導軌02)由工字型鋁材製成，用螺栓與基座相連；絞車⑶由微型電機，減速器，絞盤， 鋼絲繩，剎車盤，編碼器組成，絞車司機(9)由木頭製成，可模擬絞車司機的開車動作；斜井 (巷)頂部(1 由亞克力製成半拱形，以便觀察，在內表面貼上巖石圖案，增加真實感，用螺栓與基座固定。
3.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是在門框上安裝了 2個位置傳感器，分別用於阻車器的上、下限位，在上坡頭安裝了 2個阻車器， 由1個電機帶動2根鋼絲繩牽引阻車器的擋抬起、放下，下坡頭安裝了 1個電動阻車器；在上、下坡頭井口分別安裝了安全門，行車時安全門由電磁閉鎖器關閉，行人時由彈簧自動打開，以保證行車時的密閉環境，行人不能進入；安全門上安裝了紅、綠燈來指示斜井(巷)運輸的狀態，綠燈時行人，紅燈時行車。
4.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是在斜井(巷)的行人側安裝了語音通信裝置和拉線閉鎖，發生「人車同行」或「跑車」時，可通過語音通信裝置進行聯絡，並拉下閉鎖使礦車停止。
5.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是在斜井(巷)中安裝了紅外人體探測傳感器，行車時，紅外人體探測傳感器檢測到人時，發出信號，語音報警，絞車停止，所述系統中用木製小人模擬行人(18)。
6.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是在斜井(巷)的橫梁上安裝了攝像頭，行車時可通過圖像處理、模式識別的方法自動識別出行人來，也可通過人工觀察來監控。
7.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是所述培訓系統由PLC進行自動控制，分自動，手動，演示三種模式，所有設備由現場總線與PLC 相連，PLC進行數據處理和邏輯運算，並通過光纖將數據上傳給計算機；由編碼器檢測礦車的行進距離，在上坡頭由數碼顯示屏(11)動態顯示礦車行進距離。
8.根據權利要求1所述的採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統，其特徵是計算機接收PLC的數據，運行組態軟體，顯示礦車位置，設備狀態，並進行聲光報警；計算機通過光纖接收視頻信號，並在顯示器上實時顯示。
全文摘要
一種採區斜井(巷)運輸人本安全監控培訓系統及製作方法，包括斜井(巷)運輸環境，電動阻車器，安全門，語音通信，拉線閉鎖，紅外人體檢測，視頻監控，PLC控制和組態軟體監控系統；在斜井(巷)內安裝了電動阻車器、安全門、語音通信，拉線閉鎖，攝像頭和傳感器；各設備用現場總線與PLC相連，由PLC進行數據處理和邏輯運算，並由光纖將數據上傳給計算機，運行組態軟體進行動態顯示和監控，實現了封閉式斜井運輸，確保了「行車不行人，行人不行車」。本發明機械部分按比例縮小設計，電氣部分採用實際的工業元器件，真實再現了斜井(巷)運輸人本安全監控系統，設計合理，結構嚴謹，技術先進，使用方便，適合院校實驗實訓和企業職工培訓使用。
文檔編號G09B25/02GK102419925SQ201010292408
公開日2012年4月18日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者何永利, 劉驤, 孫康, 張志 , 李樹林, 王春明, 祁宇明, 蔡玉俊, 謝雷, 鄧三鵬, 郭笑楠 申請人:唐山開灤廣匯設備製造有限公司, 天津職業技術師範大學