礦井箕鬥安全裝載監控系統的製作方法
2024-01-28 04:03:15
專利名稱：礦井箕鬥安全裝載監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦山提升機領域，具體涉及一種礦井箕鬥安全裝載監控系統
背景技術：
提升機是煤礦生產的重要運輸設備，它的安全、可靠運行直接影響著煤礦的安全正常生產，一旦提升機出現故障，礦井即處於停產待工狀態。長期以來我國對礦井箕鬥鋼絲繩的檢測多採取靜態法，因為此法的局限性限制的人們對事故的提前預測性，並沒有真正的在檢測中發揮很大的作用，經常作為輔助手段來使用。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種礦井箕鬥安全裝載監控系統，此系統能夠準確得了解礦井箕鬥的工作狀態，可以預報過載、卡罐、斷繩等運行故障，必要時可制動礦井箕鬥的提升，預防惡性事故的發生，同時根據檢測到的數據也可以對礦井箕鬥的維修提供參考的數據，因此對礦井箕鬥鋼絲繩受力情況的動態監控具有十分重要的意義。本實用新型採用的技術方案是一種礦井箕鬥安全裝載監控系統，由數據採集模塊、數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊組成，各模塊內均有通訊接口，數據採集模塊和數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊通過內部總線連接，數據發送模塊和接收模塊通過無線網絡連接。數據採集模塊用於實時採集箕鬥鋼絲繩受力狀態信息， 然後將採集到的信息數據傳輸給數據發送模塊，數據發送模塊對數據進行處理、編碼後將數據發送，數據接收系統用於對接收到的數據進行解碼，再將解碼後的數據進行相關的處理，上位機監控系統用於對鋼絲繩狀態信息監控、參數設定、故障報警等。上述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其中所述的數據採集模塊包括壓力傳感器及其接口電路、電橋、放大濾波器和AD模數轉換電路，壓力傳感器及其接口電路將檢測到的箕鬥鋼絲繩受力信號輸入電橋，信號經過電橋後輸入放大濾波器進行信號放大，經過放大後的模擬信號由AD模數轉換電路轉換成數位訊號輸出。上述的礦井箕鬥安全裝載監控模塊，其中所述的數據發送模塊包括電源電路、數據存儲器、微控制器、看門狗電路、調製模塊以及無線發射模塊，微控制器對由AD模數轉換電路輸出的數位訊號進行處理後傳給調製模塊，由調製模塊對處理後的信號進行編碼，編碼後的信號通過無線發射模塊發送出去。微控制器通過對數據發送模塊傳輸的信號進行分析處理，得到礦井箕鬥提升容器的裝載重量和鋼絲繩受力情況，與設定值進行對比，發出相對應控制信號，如裝載重量超過預先設定值，則輸出警報信號。由於數據發送模塊隨箕鬥一起在礦井中做上下運動，無法實現工頻供電，電源為可充電電池。數據存儲器和看門狗電路與微控制器的IO 口相連接，看門狗電路的主要用途是當程序運行出現死循環或者跑飛時進行復位操作，使程序重新進入正常運行順序，數據存儲器用於保證系統停止工作前將需要記錄的數據存儲。上述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其中所述的數據接收模塊包括電源電路、微控制器、看門狗電路、解調模塊以及無線接收模塊，無線接收模塊將接收到的信號傳給解調模塊，經解調後的信號傳給微控制器，微控制器通過對解調後的信號進行分析處理後傳給上位機監控模塊。看門狗電路與微控制器的IO 口相連接，用途和數據發送模塊中的看門狗電路相同。電源採用220V轉5V的電源適配器。上述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其中所述的上位機監控模塊包括一臺PC電腦和RS-232接口模塊，RS232接口模塊分別與PC電腦和數據接收模塊的微控制器相連接， 數據接收模塊將數據通過RS-232標準電平變換後傳給PC電腦，這樣PC電腦上就可以實時顯示箕鬥提升容器裝載重量、聲光報警信息，同時也可以對系統的參數進行設定修改，還可以記錄、查詢歷史數據。本實用新型的積極效果在於該系統抗幹擾能力強、靈敏度與工作精度高、功耗小，提高了提升機運行的可靠性與安全性，保障煤礦企業安全、連續的生產，避免惡性事故的發生。
圖1 本實用新型礦井箕鬥安全裝載監控系統的示意圖；圖2 本實用新型礦井箕鬥安全裝載監控系統的數據採集模塊和發送模塊的電路原理圖；圖3 本實用新型礦井箕鬥安全裝載監控系統的數據接收模塊的電路原理圖。
具體實施方式
系統的示意圖如圖1所示，本系統功能強、功耗低、可靠性高、生產成本低，本系統具有良好的硬體屏蔽幹擾和軟體看門狗定時復位能力以保證系統的運行穩定性和抗幹擾能性，系統充分利用高級語言的優勢，提供了友好的人機互動方式。整個礦井箕鬥安全裝載監控系統包括數據採集模塊、數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊，數據採集模塊用於實時採集鋼絲繩受力狀態信息，然後將採集到的信息數據傳輸給數據發送模塊，數據發送模塊對數據進行處理、編碼後將數據發送，數據接收模塊用於對接收到的數據進行解碼，再將解碼後的數據進行相關的處理，上位機監控模塊用於對鋼絲繩狀態信息監控、參數設定、故障報警等。如圖1所示，數據採集模塊和數據發送模塊安裝在礦井箕鬥的頂部。如圖2所示， 數據採集模塊包括壓力傳感器及其接口電路、電橋、放大濾波器、AD模數轉換電路，數據發送模塊包括電源電路、數據存儲器、微控制器、看門狗電路、調製模塊以及無線發射模塊，壓力傳感器及其接口電路將檢測到的鋼絲繩受力信號輸入電橋，信號經過電橋後輸入放大濾波器進行信號放大，經過放大後的模擬信號由AD模數轉換電路轉換成數位訊號輸出，微控制器對由AD模數轉換電路輸出的數位訊號進行處理後傳給調製模塊，由調製模塊對處理後的信號進行編碼，編碼後的信號通過無線發射模塊發送出去。微控制器通過對數據發送模塊傳輸的信號進行分析處理，得到箕鬥提升容器的裝載重量和鋼絲繩受力情況，與設定值進行對比，發出相對應控制信號，如裝載重量超過預先設定值，則輸出警報信號。由於數據發送模塊隨箕鬥一起在礦井中做上下運動，無法實現工頻供電，電源電路採取可充電電池供電。系統中為存儲檢測到的數據，並且保證在系統工作停止前將需要記錄的數據存儲，需要在微控制器的IO 口外接數據存儲器進行存儲空間擴展。看門狗電路與微控制器的IO 口相連接，主要用途是當程序運行出現死循環或者跑飛時進行復位操作，使程序重新進入正常運行順序。如圖1所示，數據接收模塊和上位機監控模塊安裝在地面監控中心。如圖3所示， 數據接收模塊包括電源電路、微控制器、看門狗電路、解調模塊以及無線接收模塊，無線接收模塊將接收到的信號傳給解調模塊，經解調後的信號傳給微控制器，微控制器通過對解調後的信號進行分析處理後傳給上位機監控模塊。看門狗電路與微控制器的IO 口相連接， 用途和數據發送模塊中的看門狗電路相同。電源採用220V轉5V的電源適配器。上位機監控模塊包括一臺PC電腦和RS-232接口模塊，PC電腦具有強大的數據處理功能，很容易實現對數據的計算、處理、顯示和通訊功能，它有2個採用RS-232串行通信標準接口 COMl、COM2，很容易實現數據的傳輸。根據系統的要求，上位機具有以下功能(1) 人機界面功能上位機的界面能夠隨時提供鋼絲繩檢測到的數據和參數修改窗口以及報警顯示功能；(2)通訊功能上位機能夠實時的和數據接收模塊進行數據傳輸，採集鋼絲繩受力動態信號的信息；(3)歷史數據查詢功能可以隨時查找以前的報警信息，作為參考。
權利要求1.一種礦井箕鬥安全裝載監控系統，其特徵在於它由數據採集模塊、數據發送模塊、 數據接收模塊和上位機監控模塊組成，各模塊內均有通訊接口，數據採集模塊和數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊通過內部總線連接，數據發送模塊和接收模塊通過無線網絡連接。
2.根據權利要求1所述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其特徵在於所述的數據採集模塊包括壓力傳感器及其接口電路、電橋、放大濾波器、AD模數轉換電路，壓力傳感器及其接口電路將檢測到的箕鬥鋼絲繩受力信號輸入電橋，信號經過電橋後輸入放大濾波器進行信號放大，經過放大後的模擬信號由AD模數轉換電路轉換成數位訊號輸出。
3.根據權利要求1所述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其特徵在於所述的數據發送模塊包括電源電路、數據存儲器、微控制器、看門狗電路、調製模塊以及無線發射模塊，微控制器對由AD模數轉換電路輸出的數位訊號進行處理後傳給調製模塊，由調製模塊對處理後的信號進行編碼，編碼後的信號通過無線發射模塊發送出去，數據存儲器和看門狗電路與微控制器的IO 口相連接，電源為可充電電池。
4.根據權利要求1所述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其特徵在於所述的數據接收模塊包括電源電路、微控制器、看門狗電路、解調模塊以及無線接收模塊，無線接收模塊將接收到的信號傳給解調模塊，經解調後的信號傳給微控制器，微控制器通過對解調後的信號進行分析處理後在上位機上顯示，看門狗電路與微控制器的IO 口相連接，電源採用220V 轉5V的電源適配器。
5.根據權利要求1所述的礦井箕鬥安全裝載監控系統，其特徵在於所述的上位機監控模塊包括一臺PC電腦和RS-232接口模塊，RS232接口模塊分別與PC電腦和數據接收模塊的微控制器相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種礦井箕鬥安全裝載監控系統，由數據採集模塊、數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊組成，各模塊內均有通訊接口，數據採集模塊和數據發送模塊、數據接收模塊和上位機監控模塊通過內部總線連接，數據發送模塊和接收模塊通過無線網絡連接。數據採集模塊用於實時採集鋼絲繩受力狀態信息，然後將採集到的信息數據傳輸給數據發送模塊，數據發送模塊對數據進行處理、編碼後將數據發送。數據接收模塊用於對接收到的數據進行解碼，再將解碼後的數據進行相關處理後傳給上位機監控模塊。本實用新型具有功能強、功耗低、可靠性高、生產成本低的特點。
文檔編號B66B5/00GK202186805SQ20112009483
公開日2012年4月11日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者劉潔雲, 袁小平, 鄧恆淹, 陸斌 申請人:中國礦業大學