專利名稱:礦井提升系統(tǒng)安全監(jiān)控裝置的制作方法
本實(shí)用新型系屬采用微處理技術(shù)改造我國現(xiàn)有礦井提升系統(tǒng)，提高其安全運(yùn)行水平的安全監(jiān)控裝置的技術(shù)范圍。
本實(shí)用新型的技術(shù)，國內(nèi)外均未公開發(fā)表過，也未公開使用過。盡管國外已有調(diào)節(jié)性能、保護(hù)系統(tǒng)完善的高性能提升機(jī)系統(tǒng)，國內(nèi)也少量引進(jìn)，但針對我國大量生產(chǎn)礦井提升系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研制在不影響生產(chǎn)正常進(jìn)行的條件下，提高現(xiàn)有提升系統(tǒng)安全性的監(jiān)控裝置，延長平均故障間隔時(shí)間，縮短平均故障修復(fù)時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控勢在必行。這是投資少，見效快，不影響正常生產(chǎn)行之有效的途徑。
本實(shí)用新型為一種礦井提升系統(tǒng)安全監(jiān)控裝置。本裝置的實(shí)現(xiàn)，其目的是為了解決礦井提升任務(wù)繁重，而提升安全性能低這一矛盾的。我國許多礦井提升系統(tǒng)為了完成礦井增產(chǎn)任務(wù)，其提升工作量達(dá)每天22小時(shí)，但是由于提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能比較差，保護(hù)系統(tǒng)不夠完善，以致提升系統(tǒng)事故頻繁，尤其是重大惡性事故不斷發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，增產(chǎn)也難以實(shí)現(xiàn)。本裝置就是著眼于對現(xiàn)有生產(chǎn)礦井技術(shù)改進(jìn)而設(shè)計(jì)的。它可以獨(dú)立地加到原有提升系統(tǒng)中來提高其安全運(yùn)行水平，安裝、調(diào)試均不影響正常生產(chǎn)任務(wù)。在安全監(jiān)測系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展安全控制功能，安裝、使用、維修方便。
本實(shí)用新型就是將微處理器，系統(tǒng)監(jiān)測，輸入／輸出電路，計(jì)數(shù)、顯示、驅(qū)動(dòng)、報(bào)警電路，時(shí)鐘，系統(tǒng)安全控制等組成為一個(gè)完整的裝置。該裝置的基本特征是以DJS－010微處理器為核心，通過系統(tǒng)監(jiān)測傳感器、輸入／輸出接口板、驅(qū)動(dòng)板，安全控制繼電器與監(jiān)控的提升系統(tǒng)連接起來，由于輸入／輸出接口板均采用光電耦合器隔離，所以微處理器系統(tǒng)與提升系統(tǒng)沒有直接的電氣聯(lián)系。既提高了本裝置的抗干擾能力，又不會對原有提升控制系統(tǒng)造成不良影響，凡與原提升系統(tǒng)有電氣聯(lián)系的傳感器或電路一旦發(fā)生故障，將自動(dòng)與原系統(tǒng)脫離。由于DJS－010微處理器實(shí)際上是具有按位尋址進(jìn)行邏輯運(yùn)算的布爾處理器，因此對于開關(guān)量和數(shù)字量的巡檢與處理十分方便。對于系統(tǒng)要求的速度比較功能，采用將代表速度的模擬量整流、分壓直接通過硬件比較大小。為解決抗干擾問題，采取軟、硬件結(jié)合的方法，即針對干擾來源的電源干擾，輸入與輸出線路干擾，電磁波空間干擾等。其綜合治理方法是一、電路基本上全為CMOS電路。二電源采用低通濾波與高頻旁路技術(shù)。三、輸入、輸出線合理布線，采用高頻旁路與光電隔離。四、軟件采取了抗高頻干擾，抗接點(diǎn)抖動(dòng)及全過程封閉技術(shù)。此外，該裝置的軟件編寫采用結(jié)構(gòu)化編程方法，使功能模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化便于編程，同時(shí)，程序功能塊軟件故障或有關(guān)的硬件故障均不會影響其他程序塊的執(zhí)行。重復(fù)利用檢測的信息，減少輸入線路數(shù)目，使用戶接線簡化及標(biāo)準(zhǔn)化，這樣可以大大縮短軟件的現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間。為了真實(shí)地取出高壓換向回路、安全回路等電路中各接點(diǎn)的狀態(tài)，應(yīng)在該電路帶電工作狀態(tài)下通過傳感器檢出信息，即當(dāng)接點(diǎn)斷開時(shí)，傳感器應(yīng)能可靠地檢測出有效信息，即使在傳感器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，也不能影響該電路中接觸器可靠釋放，以確保安全。要求傳感器工作電流
接觸器釋放電流，通常傳感器吸收的電流為10毫安，另外限流電阻選用22K金屬膜電阻，采用發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)自檢及監(jiān)視功能，外部作防塵密封處理。
本裝置的基本參數(shù)及技術(shù)措施如下一，輸入／輸出點(diǎn)數(shù)各為64點(diǎn)，其中，允許用戶輸入開關(guān)量50點(diǎn)，允許代表速度的模擬電量輸入，硬件速度比較12級，允許面板輸出顯示開關(guān)量51點(diǎn)，允許繼電器輸出8路，且輸入／輸出均經(jīng)光電耦合器隔離。二，對監(jiān)測的開關(guān)量由主機(jī)提供檢測開關(guān)量信息的12伏電源，每路輸入電流8－10毫安，對帶電監(jiān)測點(diǎn)由被檢測電路提供傳感器輸入信號電源。三，數(shù)字量輸出采用發(fā)光二極管及共陽極型LED顯示器，作十進(jìn)制顯示，提升次數(shù)計(jì)數(shù)為4位，提升信號為1位，另1位作記憶鎖存上一次信號用。四，速度數(shù)字顯示為3 1/2 位。五，電源電壓220伏±10％，備用蓄電池在掉電時(shí)自動(dòng)投入，等等。
本裝置具有的主要功能是一，對提升系統(tǒng)的一些關(guān)鍵部位狀態(tài)的高速掃描和監(jiān)視；二，系統(tǒng)故障部位顯示、記憶與報(bào)警；三，事故(超速程度等)顯示；四，提升速度的數(shù)字顯示；五，提升次數(shù)數(shù)字顯示與記憶；六，提升方向顯示、記憶，及停車時(shí)箕斗位置顯示；七，提升信號數(shù)字顯示及上一次信號的記憶；八，安全控制，包括提升方向閉鎖控制，滿倉顯示及閉鎖控制，減速點(diǎn)安全控制，卸載超速安全控制，及現(xiàn)場認(rèn)為有必要增加的安全控制功能；九，停電記憶及時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能等等。
本實(shí)用新型適用于各類礦井的老井設(shè)備改進(jìn)和新井設(shè)備配套。本實(shí)用新型與我國礦井提升機(jī)現(xiàn)狀相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果。一，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，縮短排除故障時(shí)間；二，對重大事故安全控制，杜絕和避免開反車、滿倉車等，墜箕斗及超速過卷嚴(yán)重惡性事故的發(fā)生；三，減少由于提升信號差錯(cuò)造成的事故；四，有利于執(zhí)行安全規(guī)程規(guī)定；五，有利于保障人員進(jìn)出礦井的安全；六、安裝、調(diào)試均不影響正常生產(chǎn)進(jìn)行，且安裝、調(diào)試、使用、維修方便，能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
附圖為礦井提升系統(tǒng)安全監(jiān)控裝置總框圖。圖中〔1〕為顯示電路；〔2〕輸出接口電路；〔3〕主控電路；〔4〕鍵盤；〔5〕系統(tǒng)監(jiān)測；〔6〕計(jì)數(shù)電路；〔7〕數(shù)字輸入接口電路；〔8〕模擬輸入接口電路；〔9〕時(shí)鐘；〔10〕驅(qū)動(dòng)電路；〔11〕報(bào)警電路；〔12〕電源；〔13〕系統(tǒng)安全控制；〔14〕提升系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的實(shí)施方案為附圖所示的原理總框圖，其部件主控電路〔3〕是以DJS－010微處理器為核心且包括程序計(jì)數(shù)器，存貯器RAM，EPROM，I／O通道分區(qū)譯碼電路及輔助電路等，是數(shù)據(jù)采集、處理與控制的邏輯中樞。鍵盤〔4〕電路包括輸入鍵盤電路及微處理器系統(tǒng)顯示器，可以顯示內(nèi)存地址及內(nèi)容，作為調(diào)試手段可以臨時(shí)與主控電路連接，一旦調(diào)試完畢，程序固化后即可取出。數(shù)字輸入接口電路〔7〕包括譯碼，光電隔離及接口電路，是微處理器與被監(jiān)控系統(tǒng)中開關(guān)量的接口通道。輸出接口電路〔2〕包括譯碼，光電隔離，驅(qū)動(dòng)及接口電路，是微處理器與顯示，報(bào)警及輸出控制驅(qū)動(dòng)電路的接口通道，提升次數(shù)計(jì)數(shù)與提升信號計(jì)數(shù)均是通過微處理器經(jīng)由輸入數(shù)字通道與輸出通道實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)以消除強(qiáng)烈的現(xiàn)場干擾。模擬輸入接口電路〔8〕，為了對提升速度偏離速度圖時(shí)超速程度進(jìn)行檢測，采用了硬件比較方法，比較的結(jié)果經(jīng)數(shù)字輸入通道取入微處理器中。系統(tǒng)監(jiān)測〔5〕，實(shí)際上是由多種傳感器組成，其余除了由測速發(fā)電機(jī)取出實(shí)際速度模擬量外，其余均為開關(guān)量。包括配套研制的DJC－JZ－1型帶電監(jiān)測傳感器和JK型無觸點(diǎn)接近開關(guān)；電接點(diǎn)溫度計(jì)；半導(dǎo)體溫度傳感器；煙霧傳感器等，允許用戶靈活選用。計(jì)數(shù)電路〔6〕，包括提升次數(shù)計(jì)數(shù)，提升信號計(jì)數(shù)及對上一鉤信號的記憶鎖存，計(jì)數(shù)與鎖存的時(shí)間配合由軟件來控制。驅(qū)動(dòng)電路〔10〕，用于驅(qū)動(dòng)安全控制繼電器。報(bào)警電路〔11〕，采用音樂芯片以減少運(yùn)行人員的緊張情緒，為保證在80分貝噪聲環(huán)境中能夠分辨，進(jìn)行了功率放大。顯示電路〔1〕，包括四位十進(jìn)制提升次數(shù)顯示，一位提升信號顯示，一位上一鉤信號記憶顯示。提升速度數(shù)字顯示及超速程度，提升方向和多種監(jiān)視，報(bào)警顯示，后者均采用發(fā)光二極管在帶模擬圖的面板上顯示；時(shí)鐘〔9〕，具有上、下午，時(shí)、分、秒顯示。電源〔12〕，包括直流穩(wěn)壓電源及停電后備的蓄電池，兩者通過轉(zhuǎn)換電路連接，以保證交流電網(wǎng)電壓降至某規(guī)定值時(shí)，備用電池自動(dòng)投入，保證不丟失監(jiān)視信號，備用電池并具有過放電報(bào)警功能。系統(tǒng)安全控制〔13〕，除了本裝置上的安全控制繼電器外，還要通過中間繼電器與提升控制系統(tǒng)連接，為了實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，程序全部模塊化，彼此相對獨(dú)立。本裝置是在硬件與軟件緊密配合的條件下，來完成監(jiān)測信號的采樣與輸出安全控制等各項(xiàng)功能。并解決了抗干擾的問題，具有一定的容錯(cuò)能力，微處理器總是不間斷地執(zhí)行每一個(gè)程序塊，因此，與某一功能塊有關(guān)的硬件和軟件故障都不會影響其他程序塊的正常執(zhí)行。同時(shí)，可以采用軟件方法對外部電路及輸入輸出通道進(jìn)行自檢，保證本裝置處于良好的工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種礦井提升系統(tǒng)安全監(jiān)控裝置，其特征在于該裝置是將主控電路[3]、系統(tǒng)監(jiān)測[5]、輸出接口電路[2]、數(shù)字輸入接口電路[7]、模擬輸入接口電路[8]、計(jì)數(shù)電路[6]、顯示電路(1)、報(bào)警電路[11]、時(shí)鐘[9]、系統(tǒng)安全控制[13]、電源[12]等組成一個(gè)完整的裝置該裝置以DJS-010微處理器為核心，通過系統(tǒng)監(jiān)測傳感器，輸入/輸出接口板、驅(qū)動(dòng)板、安全控制繼電器與被監(jiān)控的提升系統(tǒng)連接起來，輸入/輸出接口板均采用光電隔離耦合器。
2.按權(quán)利要求
1所述的監(jiān)控裝置，其特征在于系統(tǒng)監(jiān)測〔5〕是由多種傳感器組成，其中，帶電監(jiān)測傳感器的工作電流為10毫安，限流電阻為22K金屬膜電阻，且裝有發(fā)光二極管和在外部作防塵密封處理。
3.按權(quán)利要求
1所述的監(jiān)控裝置，其特征在于輸出接口電路(2)、數(shù)字輸入接口電路(7)、模擬輸入接口電路(8)的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)為64點(diǎn)，其中用戶輸入開關(guān)量50點(diǎn)，面板輸出顯示開關(guān)量51點(diǎn)，模擬輸入接口電路(8)的硬件速度比較為12級，系統(tǒng)安全控制(13)的繼電器輸出為8路。
4.按權(quán)利要求
1所述的監(jiān)控裝置，其特征在于電源(12)有后備的蓄電池和轉(zhuǎn)換電路。
5.按權(quán)利要求
1－4所述的監(jiān)控裝置，其特征在于整個(gè)電路基本上為CMOS電路，整個(gè)工作程序?yàn)楣袒绦颍浖帉憺榻Y(jié)構(gòu)化編程。
專利摘要
一種礦井提升系統(tǒng)安全監(jiān)控裝置，是由微處理器，系統(tǒng)監(jiān)測，輸入/輸出電路，計(jì)數(shù)、顯示、報(bào)警電路，時(shí)鐘、系統(tǒng)安全控制等組成?？瑟?dú)立地與被監(jiān)控的提升系統(tǒng)連接，對提升系統(tǒng)的關(guān)鍵部位狀態(tài)具有高速掃描和顯示，系統(tǒng)故障部位顯示、記憶及報(bào)警，重大事故預(yù)報(bào)及顯示，提升速度、次數(shù)的數(shù)字顯示，減速點(diǎn)安全控制，提升方向顯示與閉鎖、滿倉閉鎖控制，停電記憶等功能。且抗干擾能力強(qiáng)，安裝、調(diào)試、使用、維修方便。
文檔編號E21F17/00GK86203247SQ86203247
公開日1987年10月3日 申請日期1986年5月15日
發(fā)明者張效陶 申請人:中國礦業(yè)學(xué)院, 張國安導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan