專利名稱：礦用井下無線自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)煤礦井下進(jìn)行無線自動(dòng)控制的裝置，屬于自動(dòng)控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在目前的煤礦井下生產(chǎn)中，隨著技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)正被以電子計(jì)算機(jī)為核心的先進(jìn)控制系統(tǒng)所取代。在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，被廣泛使用的控制系統(tǒng)包括PLC (可編程控制器)、DCS (分布式控制系統(tǒng)或集散控制系統(tǒng))、FCS (現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng))等。這些系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、抗干擾、功能強(qiáng)大、控制系統(tǒng)程序編制容易、能記錄數(shù)據(jù)并可查等。其中西門子公司生產(chǎn)出的礦用自動(dòng)化控制系統(tǒng)較好地解決了井下自動(dòng)控制生產(chǎn)的問題，但它的缺點(diǎn)是采用的是有線連接。有線連接時(shí)要隨著作業(yè)面的變化不斷鋪設(shè)和移動(dòng)電纜線，各種控制電纜線不但影響現(xiàn)場(chǎng)人員行動(dòng)，還很容易被現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械、礦石等損壞，一旦發(fā)生故障，在眾多錯(cuò)綜復(fù)雜的電纜線中找出故障點(diǎn)很困難，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，暴露出有線連接的控制系統(tǒng)在井下生產(chǎn)的惡劣環(huán)境中的適應(yīng)性較差的弱點(diǎn)。更重要的是，因?yàn)槊旱V在生產(chǎn)的過程中設(shè)備尤其是采煤機(jī)一直在移動(dòng)，有線連接很難在井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)做到整個(gè)控制系統(tǒng)的無縫連接，在生產(chǎn)過程中不時(shí)有生產(chǎn)中斷的情況發(fā)生，不能有效地發(fā)揮自動(dòng)控制系統(tǒng)的強(qiáng)大的控制功能，很有必要進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，以實(shí)現(xiàn)井下控制系統(tǒng)的無線連接，使控制人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，控制各種設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)井下控制系統(tǒng)的全程連接和覆蓋。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是
一種礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，它包括控制計(jì)算機(jī)、以PLC、DCS、FCS為核心的控制器，控制計(jì)算機(jī)和控制器均被置于達(dá)到礦用安全等級(jí)的防爆箱內(nèi)；
所述控制計(jì)算機(jī)與控制器之間通過無線信號(hào)進(jìn)行連接；
所述控制計(jì)算機(jī)與控制器的控制模式為在控制計(jì)算機(jī)上用軟件做出控制畫面；控制器內(nèi)部編有控制軟件，控制軟件將控制器所發(fā)送和接受到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過無線信號(hào)傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)將操作人員的操作發(fā)送到控制器，控制器根據(jù)控制軟件將信號(hào)輸出，控制電氣設(shè)備。上述礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，所述控制計(jì)算機(jī)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述控制器為兩個(gè)或兩個(gè)以上，多個(gè)控制計(jì)算機(jī)分別安置在井下的多個(gè)控制室內(nèi)，多個(gè)控制器分別安裝在不同的井下運(yùn)行設(shè)備上，控制室內(nèi)的控制計(jì)算機(jī)與運(yùn)行設(shè)備上的控制器分別建立數(shù)據(jù)連接。上述礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，所述控制計(jì)算機(jī)與控制器的連接是單個(gè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)單個(gè)控制器的連接，或是單個(gè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)控制器的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)單個(gè)控制器的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)單個(gè)控制器的連接。上述礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，所述控制計(jì)算機(jī)安裝在控制室內(nèi)，或安裝在現(xiàn)場(chǎng)，通過外接無線設(shè)備連接到自動(dòng)控制設(shè)備。上述礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，所述控制器上有工作狀態(tài)指示燈、導(dǎo)光線和透明件，指示燈通過導(dǎo)光線與透明件相連接。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
I、高度的自動(dòng)化程度。本發(fā)明采用控制計(jì)算機(jī)與控制器通過無線方式連接，控制程序及控制畫面可自由編制，能對(duì)整個(gè)井下電氣系統(tǒng)做到系統(tǒng)的控制。2、適應(yīng)性強(qiáng)。所有的控制器都一樣，只需編制不同的控制程序就能用于不同的生產(chǎn)設(shè)備上進(jìn)行控制；所有的控制計(jì)算機(jī)都一樣，只需編制不同的操作畫面，設(shè)置不同的連接參數(shù)，就能與所需要的控制器進(jìn)行連接。3、設(shè)備可靠。自動(dòng)控制控制系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用方面已經(jīng)非常成熟，穩(wěn)定可靠。本發(fā)明將工業(yè)控制方面優(yōu)秀的控制系統(tǒng)移到井下控制，使得井下控制系統(tǒng)更加完善。4、數(shù)據(jù)記錄完善。本控制器可記錄井下各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，做到有據(jù)可查。5、連接方便。因?yàn)槭菬o線連接，只要是在無線網(wǎng)絡(luò)的范圍之內(nèi)，均可自由通信，不受信號(hào)電纜限制。6、可以做到無縫連接。因?yàn)榫律a(chǎn)的特殊性，當(dāng)巷道不斷地掘進(jìn)，采煤機(jī)不斷地向前進(jìn)，可以在不停產(chǎn)的情況下移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)井下控制系統(tǒng)的全程連接和覆蓋。


圖I是本發(fā)明的方框圖2是本發(fā)明的安裝位置示意圖3是本發(fā)明的控制器安裝示意圖4是圖3的側(cè)視圖。圖中標(biāo)記如下控制計(jì)算機(jī)I、控制器2、采煤機(jī)3、皮帶運(yùn)輸機(jī)4、第一控制室5、第二控制室6、防爆箱7、無線信號(hào)模塊8、電纜引入裝置9、導(dǎo)線10、天線11、導(dǎo)光線12、透明件 13、指示燈14。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I顯示，本發(fā)明包括為兩個(gè)或兩個(gè)以上的控制計(jì)算機(jī)1，以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的以PLC、DCS、FCS為核心所構(gòu)成的控制器2，均被置于達(dá)到礦用安全等級(jí)的防爆外殼內(nèi)，所述的控制計(jì)算機(jī)I以工業(yè)計(jì)算機(jī)為核心。圖I所示的實(shí)施例為兩個(gè)控制計(jì)算機(jī)I和兩個(gè)控制器2之間的連接圖。在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，可以使用單個(gè)控制計(jì)算機(jī)I對(duì)單個(gè)控制器2的連接，或是單個(gè)控制計(jì)算機(jī)I對(duì)多個(gè)控制器2的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)I對(duì)單個(gè)控制器 2的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)I對(duì)單個(gè)控制器2的連接，或是控制計(jì)算機(jī)I對(duì)控制器2的其它連接組合，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行增加和調(diào)整，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的需要。圖2顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)施例。生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備包括采煤機(jī)3和皮帶運(yùn)輸機(jī)4，在采煤機(jī)4上安裝有一臺(tái)控制器2，在皮帶運(yùn)輸機(jī)4上安裝有一臺(tái)控制器2，均由無線信號(hào)連接。采煤機(jī)3的控制器2與采煤機(jī)3的各個(gè)控制點(diǎn)位以及測(cè)量點(diǎn)位連接，分別控制采煤機(jī)3的采煤動(dòng)作。例如控制采煤機(jī)3的前、后、左、右、上、下動(dòng)作，采煤機(jī)的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)速，或者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，把采煤動(dòng)作全部編成控制軟件讓采煤機(jī)3自動(dòng)采煤。并把各部分的數(shù)據(jù)，如采煤機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、行走速度、噴水壓力、電機(jī)、軸承等各部位的溫度，以及電動(dòng)機(jī)的電流、電壓等重要參數(shù)由無線信號(hào)傳輸，再由控制計(jì)算機(jī)記錄下來并生成報(bào)表或曲線圖。 皮帶運(yùn)輸機(jī)4上安裝的控制器2與采煤機(jī)3上安裝的控制器2的硬件相同，但不同的是內(nèi)部的控制軟件不一樣。皮帶運(yùn)輸機(jī)4的控制器2與運(yùn)輸皮帶相連，控制皮帶的啟停， 并加入皮帶跑偏檢測(cè)、皮帶撕裂檢測(cè)、皮帶運(yùn)行檢測(cè)，以及巷道內(nèi)的風(fēng)速、瓦斯?jié)舛取⒖諝鉁囟鹊戎匾獢?shù)據(jù)，并通過無線信號(hào)與采煤機(jī)3的控制器2進(jìn)行通訊并聯(lián)鎖。例如皮帶停轉(zhuǎn)，采煤機(jī)3收到信號(hào)后立刻自動(dòng)停轉(zhuǎn)，防止煤被采下而皮帶停止而導(dǎo)致的皮帶被多余的煤壓死情況的發(fā)生。圖中顯示，控制計(jì)算機(jī)I與控制器2通過無線信號(hào)進(jìn)行連接，操作人員對(duì)設(shè)備的控制直接通過控制計(jì)算機(jī)I進(jìn)行，以達(dá)到人員能輕松的實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。當(dāng)開采后采煤機(jī)3會(huì)越來越向里走，走到一定程度后會(huì)超出無線信號(hào)的范圍，這時(shí)就需要移動(dòng)控制計(jì)算機(jī)I。如果采用傳統(tǒng)的有線連接，就需要關(guān)閉電源和延長電纜線，不可避免地要中斷控制。 而采用本發(fā)明的無線連接后，就可以實(shí)現(xiàn)不中斷控制。如圖中的第一控制室5內(nèi)部有兩臺(tái)控制計(jì)算機(jī)1，需要把兩臺(tái)控制計(jì)算機(jī)I移到第二控制室6時(shí)，可以先關(guān)閉一臺(tái)控制計(jì)算機(jī) 1，移到第二控制室6內(nèi)以后開機(jī)并通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，再將第一控制室5內(nèi)的另一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)I關(guān)機(jī)移到第二控制室6，實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)而能將控制計(jì)算機(jī)I移機(jī)的方案。在移動(dòng)過程中，因?yàn)槭遣捎脽o線連接，不受信號(hào)電纜線限制，可以在無線網(wǎng)絡(luò)有效范圍內(nèi)進(jìn)行方便的連接。因此項(xiàng)發(fā)明控制器以及工業(yè)計(jì)算機(jī)的功能特別強(qiáng)大，以上的實(shí)施例僅為一種，還可根據(jù)需要設(shè)計(jì)出更加先進(jìn)的控制畫面以及控制程序，很大程度上減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。圖3顯示，本發(fā)明的控制器2安裝在達(dá)到礦用防爆等級(jí)的防爆箱7內(nèi)，防爆模式主要有隔爆式，正壓式、密封式，澆封式。防爆箱7內(nèi)部裝有以PLC、DCS、FCS為核心的控制器 2和無線信號(hào)模塊8，無線信號(hào)模塊8將控制器2的信號(hào)轉(zhuǎn)成無線信號(hào)，通過電纜引入裝置 9，再通過天線11發(fā)出。其中，控制器2與外部連接的輸入輸入線通過電纜引入裝置9，再通過導(dǎo)線10與其它的設(shè)備相連接，控制其它的電氣設(shè)備。控制器可以接無線信號(hào)模塊，也可以自身有信號(hào)模塊。圖4顯示的是圖3的側(cè)視圖。其中，控制器2的工作狀態(tài)指示燈14顯示的工作狀態(tài)通過導(dǎo)光線12，傳導(dǎo)到透明件13上，使得工作人員能清楚的看到控制器2的工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，其特征在于它包括控制計(jì)算機(jī)(I)、以PLC、DCS、 FCS為核心的控制器(2)，控制計(jì)算機(jī)(I)和控制器(2)均被置于達(dá)到礦用安全等級(jí)的防爆箱(7)內(nèi)；所述控制計(jì)算機(jī)(I)與控制器(2)之間通過無線信號(hào)進(jìn)行連接；所述控制計(jì)算機(jī)(I)與控制器(2 )的控制模式為在控制計(jì)算機(jī)(I)上用軟件做出控制畫面；控制器(2)內(nèi)部編有控制軟件，控制軟件將控制器(2)所發(fā)送和接受到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過無線信號(hào)傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)(1)，控制計(jì)算機(jī)(I)將操作人員的操作發(fā)送到控制器(2)， 控制器(2)根據(jù)控制軟件將信號(hào)輸出，控制電氣設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述控制計(jì)算機(jī) (O為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述控制器(2)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，多個(gè)控制計(jì)算機(jī)(I)分別安置在井下的多個(gè)控制室內(nèi)，多個(gè)控制器(2)分別安裝在不同的井下運(yùn)行設(shè)備上，控制室內(nèi)的控制計(jì)算機(jī)(I)與運(yùn)行設(shè)備上的控制器(2)分別建立數(shù)據(jù)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述控制計(jì)算機(jī)(1)與控制器(2)的連接是單個(gè)控制計(jì)算機(jī)(I)對(duì)單個(gè)控制器(2 )的連接，或是單個(gè)控制計(jì)算機(jī)(I)對(duì)多個(gè)控制器(2)的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)(I)對(duì)單個(gè)控制器(2)的連接，或是多個(gè)控制計(jì)算機(jī)(I)對(duì)單個(gè)控制器的連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，其特征在于控制計(jì)算機(jī)(I)安裝在控制室內(nèi)，或安裝在現(xiàn)場(chǎng)，通過外接無線設(shè)備連接自動(dòng)控制設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述控制器(2)上有工作狀態(tài)指示燈(14)、導(dǎo)光線(12)和透明件(13)，指示燈(14)通過通過導(dǎo)光線 (12)與透明件(13)相連接。
全文摘要
礦用井下無線自動(dòng)控制裝置，屬于自動(dòng)控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，用于礦山井下運(yùn)行設(shè)備的無線自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)，其技術(shù)方案是它包括多個(gè)控制計(jì)算機(jī)、多個(gè)以PLC、DCS、FCS為核心的控制器，它們均被置于達(dá)到礦用安全等級(jí)的防爆箱內(nèi)；控制計(jì)算機(jī)與控制器之間通過無線信號(hào)進(jìn)行連接；控制器與控制器之間、控制器與控制計(jì)算機(jī)之間、控制計(jì)算機(jī)之間、控制計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)建立數(shù)據(jù)連接。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)井下控制的無線連接，使控制人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和控制各種設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)巷道不斷地掘進(jìn)，采煤機(jī)不斷地向前進(jìn)，可以在不停產(chǎn)的情況下移動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)井下控制的全程連接和覆蓋。本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、連接可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、控制全面等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102591309SQ20121006331
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者苗軍虎 申請(qǐng)人:河北首力防爆電機(jī)有限公司