專利名稱：基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，特指一種基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電 控系統(tǒng)，屬于礦用操控裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)中，采用數(shù)字顯示表及觸摸屏來實(shí)現(xiàn)對提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)的顯示 及監(jiān)控，但它們功能相對單一，并且穩(wěn)定性較差，不能長時(shí)間工作在多噪聲、多干擾等惡劣 環(huán)境下，從而對整個(gè)電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性有一定的制約作用，而且由于儲存的信息量十分有 限，也無法給維修工作帶來有效的支持，這在電控系統(tǒng)越來越向集中化、智能化發(fā)展的今 天，成為制約礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，工控機(jī)以其卓越的智能性、穩(wěn)定性以及顯示界面的多樣直觀， 正得到越來越多的應(yīng)用。因此，能否在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中結(jié)合進(jìn)工控機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種 全新的、基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員函待解決的一嶄新課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其操控功能豐富、 穩(wěn)定性強(qiáng)，并且能夠直觀地反映提升機(jī)的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警，為礦井提升機(jī)的運(yùn)行和 維護(hù)帶來極大便利。為了解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)， 包括有控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與變頻調(diào)速系統(tǒng)和監(jiān)控系 統(tǒng)連接并實(shí)現(xiàn)雙向通信；所述變頻調(diào)速系統(tǒng)通過驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)對礦井提升機(jī)的調(diào)速控制； 所述控制系統(tǒng)包括相互通信連接的主控系統(tǒng)和輔控系統(tǒng)，其分別以一臺PLC為核心。優(yōu)選地，所述變頻調(diào)速系統(tǒng)采用無極調(diào)速方式。優(yōu)選地，所述監(jiān)控系統(tǒng)以工控機(jī)為核心，包括操作臺和上位機(jī)兩大部分。優(yōu)選地，其還包括連接到所述控制系統(tǒng)的外設(shè)保護(hù)及信號采集系統(tǒng)。優(yōu)選地，其還包括連接到所述變頻調(diào)速系統(tǒng)的供電系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)具有以下特
點(diǎn)；1、根據(jù)提升機(jī)工藝控制要求控制提升機(jī)啟動、停止、運(yùn)行、減速、停車等過程，運(yùn)行 平穩(wěn)可靠，提升工藝滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求；2、可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的半自動、手動、檢修運(yùn)行，滿足提升機(jī)的各種使用工況要求；3、系統(tǒng)保護(hù)完善，具備硬件安全回路與軟件程序安全回路，同時(shí)具備電氣聯(lián)鎖、信 號閉鎖，確保提升機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)；4、實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的全過程控制，具備行程監(jiān)視、位置閉環(huán)控制，對系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)如 運(yùn)行速度、容器位置、液壓系統(tǒng)壓力、電機(jī)電流、變頻器運(yùn)行頻率等實(shí)行全行程監(jiān)視與控制， 系統(tǒng)狀態(tài)一目了然；[0015]5、調(diào)速方式為變頻調(diào)速，控制系統(tǒng)為PLC控制，硬件簡單故障率低，軟件編程靈活 調(diào)試方便，對現(xiàn)場不同的工況及特殊要求適應(yīng)力強(qiáng)，只需修改部分程序或作參數(shù)調(diào)整無須 作過多硬件改動；6、設(shè)計(jì)比較合理，機(jī)電液配合協(xié)調(diào)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)無沖擊，從而保證整機(jī)的可靠 性；7、整機(jī)故障率低，維護(hù)量小，滿足提升機(jī)的連續(xù)運(yùn)行要求，提高了生產(chǎn)效率；8、操作簡單方便、降低了操作失誤概率，大大減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。

圖1 本實(shí)用新型的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、控制系統(tǒng)；1A、主控系統(tǒng)；1B、輔控系統(tǒng)；2、變頻調(diào)速系統(tǒng)；3、監(jiān)控系統(tǒng)； 3A、操作臺；3B、上位機(jī)；4、外設(shè)保護(hù)及信號采集系統(tǒng)；5、供電系統(tǒng)；6、驅(qū)動裝置；7、礦井提 升機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體組成。如圖1所示，該基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)主要包括有控制系統(tǒng)1、變頻 調(diào)速系統(tǒng)2和監(jiān)控系統(tǒng)3 ；其中，控制系統(tǒng)1分別與變頻調(diào)速系統(tǒng)2和監(jiān)控系統(tǒng)3連接并實(shí) 現(xiàn)雙向通信；變頻調(diào)速系統(tǒng)2通過驅(qū)動裝置6實(shí)現(xiàn)對礦井提升機(jī)7的調(diào)速控制。所述控制系統(tǒng)1包括相互通信連接的主控系統(tǒng)IA和輔控系統(tǒng)1B，其分別以一臺 PLC為核心。主控系統(tǒng)IA以主PLC為核心，主要用于完成提升機(jī)從預(yù)備提升到主機(jī)啟動、加速、 等速運(yùn)行、減速、低速爬行到停車整個(gè)運(yùn)行過程的開關(guān)量邏輯控制、模擬量的連續(xù)控制，系 統(tǒng)保護(hù)及閉鎖，并與包括輔控系統(tǒng)IB在內(nèi)的其他子系統(tǒng)信息交換以共同完成對提升機(jī)的 控制；輔控系統(tǒng)IB以輔PLC為核心，主要用于對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及運(yùn)算，為主控系統(tǒng) IA的主PLC提供運(yùn)行中所需內(nèi)部運(yùn)算數(shù)據(jù)及各個(gè)外部采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某绦蜻\(yùn)算 后輸送到主控系統(tǒng)1A，由主控系統(tǒng)IA的主PLC發(fā)出控制命令，從而控制整個(gè)提升機(jī)進(jìn)行有 序、穩(wěn)定的上提下放運(yùn)行；并且將一些參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控系統(tǒng)3，以便監(jiān)控系統(tǒng)3 顯示系統(tǒng)工況、參數(shù)信息以及故障報(bào)警等。變頻調(diào)速系統(tǒng)2根據(jù)控制系統(tǒng)1發(fā)出的指令，作為電氣的主執(zhí)行單元對驅(qū)動裝置 6中的主電機(jī)進(jìn)行啟停、加減速、全速運(yùn)行等控制；變頻調(diào)速系統(tǒng)2采用無極調(diào)速方式，啟動 平穩(wěn)無沖擊，速度曲線好，同時(shí)節(jié)能省電。監(jiān)控系統(tǒng)3以工控機(jī)為核心，包括操作臺3A和上 位機(jī)3B兩大部分，其中操作臺3A用于現(xiàn)場監(jiān)控，對提升機(jī)進(jìn)行操作控制、狀態(tài)指示、故障指 示及系統(tǒng)監(jiān)視；上位機(jī)3B用于遠(yuǎn)程監(jiān)控，包括對整機(jī)關(guān)鍵參數(shù)，例如運(yùn)行工況、過程參數(shù)、 外圍保護(hù)、司機(jī)操作的正確性進(jìn)行監(jiān)控和顯示，并進(jìn)行必要的記錄已備查閱之需?？刂葡到y(tǒng)1中的輔助PLC采集的數(shù)據(jù)及運(yùn)算數(shù)據(jù)送入監(jiān)控系統(tǒng)3經(jīng)工控機(jī)處理 后，在顯示器上顯示出系統(tǒng)的主要控制參數(shù)、提升機(jī)運(yùn)行工況狀態(tài)，并作出一系列曲線圖， 包括速度曲線、電流曲線、電壓曲線及故障警報(bào)、故障記錄等(這些功能都是工控機(jī)的常見功能，其實(shí)現(xiàn)方法在此不再贅述)，這些數(shù)據(jù)信息能給維修提供精確的信息，大大減小了維 修時(shí)排除故障的時(shí)間，提高維修效率。監(jiān)控系統(tǒng)3中的工控機(jī)上所顯示的畫面生動形象、畫面清晰、界面管理人性化，加 之故障記憶功能給提升機(jī)的操作人員和維修人員帶來了較大的方便。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)3的工控機(jī)還添加了報(bào)表打印功能，可用于保存各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)；并 能查詢顯示各類運(yùn)行數(shù)據(jù)，能顯示實(shí)時(shí)故障，提示故障原因和排除方法，歷史報(bào)警可為分析 事故原因、調(diào)查設(shè)備狀況等提供參考。外部設(shè)備安全回路是系統(tǒng)運(yùn)行的先決條件，只有外部設(shè)備運(yùn)行正常，具備開車條 件，安全回路才能接通，提升機(jī)才允許運(yùn)轉(zhuǎn)。按照《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)保護(hù)要求，安全回 路串接了系統(tǒng)重故障的保護(hù)如過卷、減速過速、等速超速、松繩保護(hù)等，故障一旦發(fā)生提升 機(jī)立即保護(hù)制動停車；對于系統(tǒng)出現(xiàn)的輕故障如油溫過溫等，允許完成本次提升，待故障排 除后才能繼續(xù)運(yùn)行。基于此，該基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)還可以具有外設(shè)保護(hù)及 信號采集系統(tǒng)4，其連接到控制系統(tǒng)1，用于信號采集并判斷提升機(jī)是否處于安全回路，只 有在安全回路情況下，控制系統(tǒng)1發(fā)出控制指令進(jìn)行提升機(jī)運(yùn)行操作。該基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)還可以具有供電系統(tǒng)5，其與變頻調(diào)速系統(tǒng) 2連接，用于產(chǎn)生工頻交流電源電壓信號向變頻調(diào)速系統(tǒng)2輸送。上面以舉例方式對本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型不限于上述具體實(shí)施 例，凡基于本實(shí)用新型所做的任何改動或變型均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，包括有控制系統(tǒng)(1)、變頻調(diào)速系統(tǒng)(2) 和監(jiān)控系統(tǒng)(3)，所述控制系統(tǒng)(1)分別與變頻調(diào)速系統(tǒng)(2)和監(jiān)控系統(tǒng)(3)連接并實(shí)現(xiàn)雙 向通信；所述變頻調(diào)速系統(tǒng)( 通過驅(qū)動裝置(6)實(shí)現(xiàn)對礦井提升機(jī)(7)的調(diào)速控制；其特 征在于，所述控制系統(tǒng)(1)包括相互通信連接的主控系統(tǒng)(IA)和輔控系統(tǒng)(IB)，其分別以 一臺PLC為核心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻 調(diào)速系統(tǒng)( 采用無極調(diào)速方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控 系統(tǒng)(3)以工控機(jī)為核心，包括操作臺(3A)和上位機(jī)(3B)兩大部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于，其還包括 連接到所述控制系統(tǒng)(1)的外設(shè)保護(hù)及信號采集系統(tǒng)(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其特征在于，其還包括 連接到所述變頻調(diào)速系統(tǒng)O)的供電系統(tǒng)(5)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，屬于礦用操控裝置技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于工控機(jī)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，其特點(diǎn)是主要包括控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)等；其中控制系統(tǒng)采用雙PLC作為控制核心，并通過工控機(jī)實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的顯示和監(jiān)控。本實(shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)使得提升機(jī)的上下運(yùn)行更穩(wěn)定有序、監(jiān)控更直觀、維護(hù)更便利快捷，具有廣闊的市場前景。
文檔編號B66B1/06GK201850015SQ20102025801
公開日2011年6月1日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者劉頌, 周構(gòu), 熊菊芳 申請人:湖南金塔機(jī)械制造有限公司