煤矿立井提升机箕斗存煤监控系统及方法

摘要

本发明揭示了一种煤矿立井提升机箕斗存煤监控系统及方法，所述监控系统包括：测距传感器、主控系统、路由转发系统、上位机监控系统。测距传感器用于在煤矿立井提升机的箕斗提升至井口卸煤处时采集箕斗内存煤数据，然后对采集到的数据进行处理，并发送至一主控系统；主控系统与测距传感器连接，并与提升机信号系统闭锁；所述主控系统接收测距传感器感应的数据，同时能向提升机信号系统发送控制数据。路由转发系统用于接收数据，再将数据发出；上位机监控系统用于通过无线网络或有线工业以太网读取主控系统相关数据，并进行显示。本发明可有效避免提升机运行过程中因超载(重载)而造成重大安全事故的发生。

主权项

一种煤矿立井提升机箕斗存煤监控系统，其特征在于，所述系统包括：激光测距传感器、路由转发系统、主控系统和上位机监控系统；所述激光测距传感器用于在煤矿立井提升机的箕斗提升至井口卸煤处时采集箕斗内存煤数据，然后对采集到的数据进行处理，通过多种形式转发；所述激光测距传感器包括激光发射模块、激光接收模块、数据存储器、微控制芯片、看门狗电路、调制模块、无线通讯模块、光纤通讯模块以及工业以太网通讯模块，激光发出经物体表面反射后被激光接收模块接收，由微控制芯片计算发射与接收的时间，利用公式计算激光测距传感器到箕斗内煤炭最高处的距离；其中，D为激光测距传感器到箕斗内煤炭最高处距离，c为光在空气中的传播速度，t为微控制芯片计算的激光发射与接收的时间间隔；由微控制芯片计算出D后与数据存储器中预设的箕斗底部到激光发射处位置距离的差即可计算得出当前箕斗内存煤的多少，再经调制模块转换格式后发出；数据通讯电路将接收到的数据分别转换成无线信号、网络信号和光信号，再通过无线通讯模块、光纤通讯模块以及工业以太网通讯模块发出；所述激光测距传感还能够输出无源接点，跳过路由转发系统、主控系统、上位机监控系统直接与提升机控制系统相连接，实时测量数据；所述激光测距传感器预设一个阀值，该阀值数据存储在指定的数据存储器中，微控制芯片计算出箕斗内存煤数据后与预设阀值进行比较，当测量数据小于等于激光测距传感器预设值时无源接点不吸合，表示箕斗未卸空，当测量数据大于激光测距传感器预设值时无源接点吸合，表示箕斗已卸空，提升机的主控系统以此判断提升机是否运行；所述路由转发系统包括一个具有无线信号收发功能、有线网络接口以及光纤接口的工业路由器，能够接收无线信号、有线信号以及光信号，能够接收激光测距传感器发出的数据信号，作为整套系统的数据中转站，负责对不同形式的信号进行转换，同时起到信号中继、路由的作用，并将测量到的数据发送至主控系统；所述主控系统与提升机信号系统闭锁；所述主控系统包括接口转换模块及可编程控制器PLC，接口转换模块通过无线网络、有线工业以太网或光纤网络接收路由转发系统发出的数据信号，并与可编程控制器PLC通过工业以太网进行有线连接，可编程控制器PLC跳过无线接收电路直接通过工业以太网使用有线的形式与路由转发系统连接，直接接收数据；可编程控制器PLC与箕斗提升机控制系统进行闭锁，当箕斗提升到位后可编程控制器PLC控制激光测距传感器开始工作并发出测量数据，可编程控制器PLC接收测量数据后放入特定寄存器，并对数据进行判断；若数据小于等于预设值则向提升机控制系统发出不运行信号，继续卸载箕斗内存煤，若数据大于预设值则向提升机控制系统发出允许运行信号，表示箕斗内存煤已经卸载完；所述上位机监控系统用于通过无线网络或有线工业以太网读取主控系统相关数据，并进行显示；所述上位机监控系统包括搭载上位界面的工控机或搭载设计好的界面程序的工业触摸屏及接口转换模块，接口转换模块通过无线网络、有线工业以太网或光纤网络与路由转发系统进行通讯，读取可编程控制器PLC运行数据并加以显示，工控机或触摸屏能跳过无线接收电路直接通过工业以太网使用有线的形式与路由转发系统连接，直接读取可编程控制器PLC数据；上位机监控系统能够读取并显示可编程控制器PLC内寄存器所存储的存煤数据，或者跳过可编程控制器PLC直接读取激光测距传感器所测存煤数据；同时上位机监控系统还能够在箕斗到位后实时显示提升机运行的状态。