提升機控制裝置的製作方法
2023-06-09 15:07:11
專利名稱：提升機控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種提升機控制裝置。
背景技術：
隨著可編程控制器在礦井提升機控制系統的應用，結束了使用傳統中間繼 電器、接觸器、速度繼電器、延時繼電器等觸點控制的方式，提高了提升機控 制裝置的安全可靠性，降低了由於電子元器件過多造成的控制電器故障的發生 頻率，也方便了維護。
2001年3月21日公告的專利文獻ZL00203118. 3公開了一種礦用交流提升 機主控臺，它的控制核心是採用兩個可編程控制器，兩個可編程控制器與輸入 信號連接，並且兩可編程控制器的輸出同時接到控制電路，形成兩個控制迴路。 提供了一種可以滿足煤礦安全要求的雙線制要求，但是在實踐中對於上述兩個 可編程控制器的選型是採用相同CPU和軟體的可編程控制器，也就是說是使用 同一可編程控制器生產廠家所生產的可編程控制器(簡稱PLC),例如同時使用 西門子公司生產的PLC，或是同時使用三菱公司生產的PLC。目前實踐中使用的 提升機控制裝置中的PLC同時發生故障的機率較高，PLC是提升機控制裝置的核 心部件， 一旦同時發生故障，將給礦井提升機帶來了嚴重的安全問題。
因此，現有技術的提升機控制裝置存在兩個可編程控制器周時發生故障幾 率較高而帶來安全隱患的技術問題。
實用新型的內容
為了解決目前實踐中提升機控制裝置的可編程控制器同時發生故障機率較高而帶來安全隱患的技術問題，本實用新型旨在提供一種更為可靠的提升機控 制裝置。
為了實現上述目的，本實用新型提供了一種提升機控制裝置主要由可編程 控制模塊與電源模塊、檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊連接組成， 所述可編程控制模塊是由一個主可編程控制器和一個不同於主可編程控制器 CPU和軟體的後備可編程控制器組成；所述電源模塊、檢測模塊、監視模塊、 驅動模塊和操作模塊分別與主可編程控制器和後備可編程控制器連接形成兩個 獨立的控制迴路。
為進一步實現本實用新型的目的，所述主可編程控制器是FX系列的PLC， 後備可編程控制器是S7系列的PLC;所述電源模塊主要由開關電源、UPS電源、 變壓器和空氣斷路器組成；所述檢測模塊主要由電流檢測器件、制動檢測器件 和殘壓檢測器件組成；所述監視模塊主要由儀表指示燈、語言報警器件和工控 機組成；所述驅動模塊主要由應急控制器件、繼電轉換器件、可調閘和接觸器 組成；所述操作模塊主要由開關按鈕、主令控制器件、手閘控制器件、腳踏制 動器件和腳踏急停器件組成。
作為一種優選方案，所述主可編程控制器通過工控機與後備可編程控制器 通訊，該主可編程控制器是FX2N—80MT型PLC，並在所述FX2N—80MT型 PLC上連接一個通訊模塊、五個擴展模塊，該後備可編程控制器是CPU224型 PLC。
進一步，所述通訊模塊是FX2N—485BD模塊,所述五個擴展模塊包括兩個 FX2N— 16EX、兩個FX2N—4DA和一個FX2N—8AD模塊。
進一步，所述可調閘輸出連接兩個比例電磁閥，所述接觸器上並聯有浪湧 抑制器。進一步，所述開關電源是由UPS電源供電，該開關電源供電給可調閘、繼
電器轉換模塊、語言板、變壓器。
進一步，所述腳踏制動器件主要由腳踏電位器給定器件組成。 進一步，所述提升機控制裝置包括一個加熱器。 進一步，所述提升機控制裝置還包括一個避雷器。 本實用新型的有益效果在於上述的主可編程控制器和後備可編程控制器，
由於是不同廠家生產的PLC，所採用的CPU和軟體的設計思想不一致，同時發 生故障的機率極低，降低了兩個PLC同時發生故障的機率，提高了提升機控制 裝置的可靠性，增強了提升機運行的安全可靠性。
圖1是提升機控制裝置的工作原理框圖； 圖2是提升機控制裝置的電路概略圖； 圖3是提升機控制裝置的電源模塊工作原理圖； 圖4是提升機控制裝置的PLC輸入電路工作原理圖； 圖5是提升機控制裝置的PLC輸出電路工作原理圖； 圖6是提升機控制裝置的模擬量處理電路工作原理圖； 圖7是提升機控制裝置的面板應急電路工作原理圖。 麟麯対
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。
由圖1知，本實用新型的提升機控制裝置是由可編程控制模塊與電源模塊、 檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊連接組成，所述可編程控制模塊是 由一個主可編程控制器和一個不同於主可編程控制器CPU和軟體的後備可編程控制器組成，也就是說，是不同廠家生產的可編程控制器；所述電源模塊、檢 測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊分別與主可編程控制器和後備可編程 控制器連接形成兩個獨立的控制迴路，上述主可編程控制器和後備可編程控制
器，由於是不同廠家生產的PLC，所採用的CPU和軟體的設計思想不一致，同
時發生故障的機率極低。
由圖2知，所述主可編程控制器是FX2N—80MT型PLC，後備可編程控制 器是S7—224型PLC;所述電源模塊主要由開關電源、UPS電源、變壓器和空 氣斷路器組成；所述檢測模塊主要由電流檢測器件、制動檢測器件和殘壓檢測 器件組成；所述監視模塊主要由儀表指示燈、語言報警器件和工控機組成；所 述驅動模塊主要由應急控制器件、繼電轉換器件、可調閘和接觸器組成；所述 操作模塊主要由開關按鈕、主令控制器件、手閘控制器件、腳踏制動器件和腳 踏急停器件組成。在FX2N—80MT型PLC上連接一個通訊模塊FX2N—485BD 和五個擴展模塊，分別是兩個輸入擴展模塊FX2N—16EX、兩個數模轉換模塊 FX2N—4DA和一個模數轉換模塊FX2N—8AD模塊。
由圖3知，在380V三相電源上連接兩相與變壓器並聯，在變壓器上並聯連 接六個空氣斷路器和一個UPS電源，在該UPS電源上串聯連接一個開關電源， 在上述六個空氣斷路器上分別並聯連接一個浪湧抑制器，該浪湧抑制器可以有 效的避免過電流對其它控制迴路元器件的損壞，開關電源是由UPS電源供電， 然後開關電源再供電給可調閘、繼電器轉換板、語言板、變壓器。
由圖4知，主機控制信號、軸編碼器信號、反到位信號、正到位信號、反 過巻信號、正過巻信號、深指保護信號、閘磨損信號、打點信號、急停信號、 調繩離合信號、制動油溫信號、潤滑油溫信號、松繩信號、煤位信號、減速點 信號、調繩開關信號、解語言信號、正力信號、切換向信號、切保護信號、工作閘零位信號、切過巻信號、自動信號、安全返回信號、腳踏急停信號以及主
令零位信號等各種輸入信號接入到FX2N—80MT型PLC上，兩個FX2N—16EX 是輸入的擴展模塊，用於對FX2N—80MT型PLC輸入口的擴充，在FX2N— 80MT型PLC上插接一個通訊模塊FX2N—485BD，主可編程控制器通過RS422 通訊串口與工控機連接，後備可編程控制器通過PPI通訊串口與工控機連接， 這樣串接後，主可編程控制器和後備可編程控制器可以在工控機上互相通訊， 為了防止接地信號對可編程控制器的影響和損害，在主可編程控制器上連接一 個接地信號隔離板。
由圖5知，主可編程控制器FX2N—80MT輸出端接一個語言板，用以報警 提醒使用，該主可編程控制器FX2N—80MT輸出端又接有兩個繼電器轉換模塊， 繼電器轉換模塊輸出端連接饋電櫃輔助開關、潤滑泵、制動泵、調零電機、二 級制動閥、繼電器輸出、開閘、可調線圈、語言供電、高壓微分、電鈴、饋電 櫃等驅動器件。後備可編程控制器CPU224的3L端連接繼電器轉換模塊一輸出 端，並通過一開關與CPU224型PLC的Q0.7端連接後形成內部安全迴路。兩個 接觸器並聯後並聯一個浪湧抑制器之後， 一端與饋電櫃輔助開關相連，另一端 與CPU224型PLC的Q0.7端相連形成外部安全迴路。上述兩個安全迴路有力的 保證了提升機在掉電狀態下，能夠確保制動機構準確動作，避免提升機發生下 滑事故。
由圖6知，電流檢測模塊、力變送器、制動油壓、潤滑油壓、手閘、主令 以及備用輸入端等發出的模擬信號送給模數轉換模塊FX2N-8AD輸入端，模數 轉換模塊FX2N-8AD將其轉換為數位訊號。模數轉換模塊FX2N-8AD、數模轉 換模塊FX2N-4DA之間用總線連接， 一個數模轉換模塊FX2N-4DA與可調閘相 連，該可調閘與兩個並聯的比例電磁閥連接，該比例電磁閥用以調節油壓大小。另一數模轉換模塊FX2N-4DA與速度數字顯示儀、棒圖形成數字顯示儀和制動 油壓顯示儀相連；上述模數轉換模塊FX2N-8AD和數模轉換模塊FX2N-4DA通 過總線連接，所述模數/數模轉換模塊可以並行處理輸入輸出信號。
由圖7知，在面板應急電路中有KA1—KA9九個線圈並聯連接後與直流電 源連接，其中KA5—KA9五個線圈上分別並聯一個反向二極體，該反向二極體 作用在於減少過電流幹擾信號對其它控制迴路的影響，提高其他控制迴路工作 的可靠性。該應急電路由24V直流電源供電，在KA8線圈上串聯一個微分電路， 可使所連接的繼電器瞬時導通、斷開，上述微分電路是由一個電阻和電容並聯 而成的。上述線圈分別與各個輸出端控制繼電器連接，以備在可控制編程器出 現故障時，做應急控制使用。在井下環境中，可在提升機控制裝置中連接一個 加熱器，防止潮溼對提升機控制裝置中元器件的損害；在井上環境中，可在提 升機控制裝置中連接一個防雷器，防止雷電對提升機控制裝置中元器件的損害。
本實用新型的實施方式不限於以上的描述，凡是依照本實用新型提供的技 術方案所做的等效技術變形，均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種提升機控制裝置，主要由可編程控制模塊與電源模塊、檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊連接組成，其特徵在於所述可編程控制模塊是由一個主可編程控制器和一個不同於主可編程控制器CPU和軟體的後備可編程控制器組成；所述電源模塊、檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊分別與主可編程控制器和後備可編程控制器連接形成兩個獨立的控制迴路。
2、 根據權利要求1所述的提升機控制裝置，其特徵在於主可編程控制器是FX 系列的PLC，後備可編程控制器是S7系列的PLC;所述電源模塊主要由開關電源、UPS電源、變壓器和空氣斷路器組成；所述檢測模塊主要由電流檢測器件、制動檢測器件和殘壓檢測器件組成；所述監視模塊主要由儀表指示燈、語言報警器件和工控機組成；所述驅動模塊主要由應急控制器件、繼電轉換器件、可調閘和接觸器組成；所述操作模塊主要由開關按鈕、主令控制器件、手閘控制器件、腳踏制動 器件和腳踏急停器件組成。
3、 根據權利要求2所述的提升機控制裝置，其特徵在於所述主可編程控制器通 過工控機與後備可編程控制器通訊，該主可編程控制器是FX2N—80MT型PLC， 並在所述FX2N—80MT型PLC上連接一個通訊模塊、五個擴展模塊，該後備可編 程控制器是CPU224型PLC。
4、 根據權利要求3所述的提升機控制裝置，其特徵在於所述通訊模塊是FX2N 一485BD模塊，所述五個擴展模塊包括兩個FX2N—16EX、兩個FX2N—4DA和一個 FX2^—8AD模塊。
5、 根據權利要求2所述的提升機控制裝置，其特徵在於所述可調閘輸出連接兩個比例電磁閥，所述接觸器上並聯有浪湧抑制器。
6、 根據權利要求4所述的提升機控制裝置，其特徵在於所述開關電源是由UPS 電源供電，該開關電源供電給可調閘、繼電器轉換模塊、語言板、變壓器。
7、 根據權利要求5所述的提升機控制裝置，其特徵在於所述腳踏制動器件主要 由腳踏電位器給定器件組成。
8、 根據權利要求1至7任一項所述的提升機控制裝置，其特徵在於還包括一個 加熱器。
9、 根據權利要求1至7任一項所述的提升機控制裝置，其特徵在於還包括一個 避雷器。
專利摘要本實用新型公開一種提升機控制裝置，主要是由可編程控制模塊與電源模塊、檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊連接組成，所述可編程控制模塊是由一個主可編程控制器和一個不同於主可編程控制器CPU和軟體的後備可編程控制器組成；所述電源模塊、檢測模塊、監視模塊、驅動模塊和操作模塊分別與主可編程控制器和後備可編程控制器連接形成兩個獨立的控制迴路。本實用新型旨在提供一種更為可靠的提升機控制裝置。
文檔編號B66B1/32GK201233527SQ200820148028
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月17日 優先權日2008年7月17日
發明者劉德勝, 張富貴, 張水山, 王興旺, 王朝陽, 趙禧林 申請人:焦作華飛電子電器股份有限公司