專利名稱：煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動裝車領(lǐng)域，特別是涉及一種煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國專利公開號CN201721981U，
公開日2011年01月沈日，實用新型名稱為“筒倉自動裝車系統(tǒng)”，該申請案公開了煤炭企業(yè)井上煤倉自動裝車系統(tǒng)，包括定量給料裝置、 定量控制裝置、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、刷卡系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)定量裝車，裝車精度比較標(biāo)準(zhǔn)， 有效的解決了裝車過程中的車輛超載、欠載問題，降低了井上車場車輛調(diào)度的強度和車輛運營成本。其不足之處是該裝車系統(tǒng)雖然能夠按照車輛載重實現(xiàn)高精度定量裝車，但不能根據(jù)車皮裝載實時煤位，控制倉底擋板開度，造成井下機車車皮裝載煤位精度很難控制，又不能根據(jù)實際機車裝載速度，控制倉底擋板開度，造成裝車效率不高，也就不能控制好采區(qū)出煤量，不能按規(guī)定完成礦區(qū)的產(chǎn)煤指標(biāo)；其二，該自動裝車系統(tǒng)沒有全套的工業(yè)全自動遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，一些崗位還需要人工操作，增加了工人的勞動強度和安全風(fēng)險，對于井下惡劣的勞動環(huán)境，迫切需要現(xiàn)場設(shè)備的全自動無人操控，以實現(xiàn)井下裝車站的安全、高效運行。發(fā)明內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種不僅能夠根據(jù)實際機車裝載速度和車皮裝載實時煤位對裝車煤位精度和裝車效率實現(xiàn)很好的控制，而且對現(xiàn)場裝載過程實現(xiàn)遠(yuǎn)程全自動監(jiān)控，實現(xiàn)了現(xiàn)場工作區(qū)域的無人操控和無人值守。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)它包括給煤裝置、 給煤控制裝置、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、上位機系統(tǒng)，所述上位機系統(tǒng)位于井上集控室，包括IPC工控機、觸摸屏、組態(tài)應(yīng)用軟件；所述給煤控制裝置設(shè)計有倉底擋板開度實時控制裝置，所述倉底擋板開度實時控制裝置處于煤倉的底部；所述倉底擋板開度實時控制裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接觸摸屏，觸摸屏輸出連接IPC工控機；所述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議通訊模塊組成。進(jìn)一步的，所述倉底擋板開度實時控制裝置包括檢測單元、通訊單元、PLC可編程控制器、變頻器、液壓泵站、倉底電液動擋板，檢測單元的輸出連接PLC可編程控制器，PLC 可編程控制器的輸出通過通訊單元連接上位機系統(tǒng)，并同時將模擬量輸出連接變頻器，變頻器輸出連接液壓泵站，液壓泵站驅(qū)動倉底電液動擋板；進(jìn)一步的，所述觸摸屏顯示內(nèi)容包括遠(yuǎn)程操控畫面、歷史曲線、設(shè)備運行狀態(tài)實時數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)置、故障報警記錄、操作幫助信息；進(jìn)一步的，所述檢測單元包括位于車皮上方的超聲波裝車煤位傳感器、位于裝載軌道上平行錯開的光電測速傳感器、位于倉底擋板下方的光電測位傳感器、位于給煤機下方的光電測速傳感器、位于裝載軌道上的裝車開始光電傳感器、位于裝車軌道上的裝車結(jié)束光電傳感器、位于煤倉壁上的煤倉煤位傳感器、位于裝煤現(xiàn)場的光電測煤塵濃度傳感器；進(jìn)一步的，所述PLC可編程控制器為S7-200系列，選用CPU 224，能夠按照機車裝載速度和車皮實時煤位，確定倉底擋板開度；所述變頻器為通用變頻器；所述觸摸屏選用TP270系列，采用MCGS組態(tài)軟件作為監(jiān)控軟件對現(xiàn)場檢測的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示，能夠通過CF數(shù)據(jù)存儲設(shè)備卡備份和恢復(fù)系統(tǒng)；所述IPC工控機組態(tài)軟件選用htouch，能夠設(shè)定裝載參數(shù)和監(jiān)控裝載現(xiàn)場；所述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用通訊處理器CP343-1，來完成PLC和上位機系統(tǒng)之間的通訊。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型提供的煤礦無人全自動裝車系統(tǒng)具有這樣的有益效果，即該裝車系統(tǒng)能根據(jù)實時列車裝載速度和車皮裝載實時煤位，控制倉底擋板的實時開度，所以可以對井下機車車皮煤位裝載精度控制在1%之內(nèi)，杜絕了灑煤和虧裝現(xiàn)象；同時由于倉底擋板開度是根據(jù)列車裝載速度控制的，所以提高了裝車站裝載效率，保證了采區(qū)的產(chǎn)煤量指標(biāo)；該自動裝車系統(tǒng)采用了全套的工業(yè)全自動遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，并實現(xiàn)了井上集控室遠(yuǎn)程通訊，實現(xiàn)了井下裝車站工作區(qū)的無人操作和無人值守，降低了工人的勞動強度和安全風(fēng)險，提高了礦井的自動化水平。


圖1是本實用新型煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用型新煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)實施例電路圖；圖中1.可編程控制器2.變頻器3.觸摸屏4.工控機 5.倉底擋板電動機 6.液壓泵站7.倉底擋板8.擋板開度光電傳感器9.超聲波裝車煤位傳感器 10.機車測速光電傳感器 11.裝車開始光電傳感器 12.裝車結(jié)束光電傳感器 13.給煤機測速光電傳感器14.煤倉煤位傳感器 15.煤倉 16.給煤機17.放煤漏斗 18.車皮 19.故障報警20.防塵水管電磁閥 21.裝車警示燈 22.煤塵濃度傳感器 23.倉底擋板液壓油泵油壓具體實施方式
以下結(jié)合附圖1、圖2與實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。根據(jù)采區(qū)產(chǎn)量指標(biāo)，上位機系統(tǒng)會計算出井下采區(qū)裝車站機車對應(yīng)的裝載速度， 機車裝載速度完全根據(jù)時期產(chǎn)量指標(biāo)而設(shè)置，機車按照設(shè)置的裝載速度進(jìn)入裝載區(qū)，當(dāng)機車駛?cè)刖卵b車站區(qū)域時，首先光電測速傳感器10通過裝載軌道上安裝兩個相互錯開的光電探頭，檢測到列車的裝載速度信號，并把該信號傳送給PLC可編程控制器1，PLC可編程控制器1根據(jù)該速度信號進(jìn)行運算，并確定合適的倉底擋板7開度，同時對煤倉煤位 14、給煤機16啟停狀態(tài)、放煤漏斗17啟開狀態(tài)的各個參數(shù)進(jìn)行自檢，如果現(xiàn)場設(shè)備正常， 則PLC可編程控制器1將準(zhǔn)備裝車信號傳輸給現(xiàn)場指示燈21。機車?yán)^續(xù)運行，當(dāng)裝車開始光電傳感器11檢測到機車第一節(jié)車皮時，傳感器會將該信號傳輸給PLC可編程控制器1，PLC可編程控制器1得到信號后，立即向放煤漏斗17 電機發(fā)送打開漏斗蓋信號，漏斗打開；并同時向給煤機16電機發(fā)送給煤機開啟信號，給煤機開啟；然后PLC可編程控制器1將根據(jù)機車裝載速度確定的擋板開度值信號發(fā)送給倉底液壓擋板電機5，液壓泵站6運行，擋板開啟，開始給車皮裝車。裝車開始一分鐘后，現(xiàn)場煤塵濃度傳感器23檢測現(xiàn)場煤塵濃度，并將檢測信號傳送給PLC可編程控制器1，PLC可編程控制器1將向現(xiàn)場灑水管電磁閥23發(fā)送開啟信號，灑水管開啟，灑水降塵。裝車過程中，車皮上方的超聲波裝車煤位傳感器9實時監(jiān)測煤位的變化，并將采集的數(shù)據(jù)信號傳送給PLC可編程控制器1，如果出現(xiàn)實時裝載煤位低于預(yù)設(shè)值煤位，則PLC 可編程控制器1軟件采用建立的控制策略表及隨動算法計算出與倉底擋板7開度增加值相對應(yīng)的變頻器頻率增加值，并將此增加值以模擬電壓信號輸出的方式輸出給通用變頻器 2，通用變頻器2輸出連接液壓泵電機，則倉底擋板7開度增加，放煤量增加，使得車皮煤位達(dá)到預(yù)設(shè)值；如果出現(xiàn)實時裝載煤位高于預(yù)設(shè)值煤位，則過程反之。當(dāng)裝車結(jié)束光電傳感器12檢測到機車最后一節(jié)車皮車尾時，傳感器將該信號傳送給PLC可編程控制器1，PLC可編程控制器1得到信號后，立即向倉底液壓擋板電機5 發(fā)送停止信號，倉底擋板關(guān)閉；然后向給煤機電機發(fā)送給煤機16停機信號，給煤機停機；最后向放煤漏斗17電機發(fā)送關(guān)閉漏斗蓋信號，放煤漏斗關(guān)閉；停止給車皮裝車。裝車結(jié)束一分鐘后，PLC可編程控制器1將向現(xiàn)場灑水管電磁閥20發(fā)送關(guān)閉信號，灑水管關(guān)閉，灑水停止；裝車過程結(jié)束。整個裝車過程中，PLC可編程控制器1將設(shè)備的各運行狀態(tài)參數(shù)如煤倉煤位、 倉底擋板實時開度、給煤機速度、倉底擋板液壓油泵油壓、機車裝載速度、煤塵濃度數(shù)據(jù)傳送給地面集控室上位機系統(tǒng)，上位機系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，并通過觸摸屏直觀的顯示出包括設(shè)備運行狀態(tài)實時數(shù)據(jù)、歷史曲線、參數(shù)設(shè)置、故障報警記錄、操作幫助信息、遠(yuǎn)程操控等界面，其中參數(shù)設(shè)置界面可以根據(jù)礦區(qū)的產(chǎn)量指標(biāo)，設(shè)置機車裝載速度和車皮裝載煤位，該系統(tǒng)完全實現(xiàn)了井下裝車站工作區(qū)的無人操作和無人值守，并將車皮煤位裝載精度控制在1%之內(nèi)，裝車站裝載效率完全得到提高。
權(quán)利要求1.一種煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)，包括給煤裝置、給煤控制裝置、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是，還包括上位機系統(tǒng)，所述上位機系統(tǒng)位于井上集控室，包括IPC工控機、觸摸屏、組態(tài)應(yīng)用軟件；所述給煤控制裝置設(shè)計有倉底擋板開度實時控制裝置，所述倉底擋板開度實時控制裝置處于煤倉的底部；所述倉底擋板開度實時控制裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接觸摸屏，觸摸屏輸出連接IPC工控機；所述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議通訊模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)，其特征是，所述倉底擋板開度實時控制裝置包括檢測單元、通訊單元、PLC可編程控制器、變頻器、液壓泵站、倉底電液動擋板，檢測單元的輸出連接PLC可編程控制器，PLC可編程控制器的輸出通過通訊單元連接上位機系統(tǒng)，并同時將模擬量輸出連接變頻器，變頻器輸出連接液壓泵站，液壓泵站驅(qū)動倉底電液動擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)，其特征是，所述檢測單元包括位于車皮上方的超聲波裝車煤位傳感器、位于裝載軌道上平行錯開的光電測速傳感器、位于倉底擋板下方的光電測位傳感器、位于給煤機下方的光電測速傳感器、位于裝載軌道上的裝車開始光電傳感器、位于裝車軌道上的裝車結(jié)束光電傳感器、位于煤倉壁上的煤倉煤位傳感器、位于裝煤現(xiàn)場的光電測煤塵濃度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)，其特征是，所述PLC可編程控制器為S7-200系列，選用CPU 224，能夠按照機車裝載速度和車皮實時煤位，確定倉底擋板開度；所述變頻器為通用變頻器；所述觸摸屏選用TP270系列，采用MCGS組態(tài)軟件對現(xiàn)場檢測的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示，能夠通過CF數(shù)據(jù)存儲設(shè)備卡備份和恢復(fù)系統(tǒng)；所述IPC工控機組態(tài)軟件選用htouch，能夠設(shè)定裝載參數(shù)和監(jiān)控裝載現(xiàn)場；所述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用通訊處理器CP343-1，來完成PLC和上位機系統(tǒng)之間的通訊。
專利摘要本實用新型屬于自動裝車領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦井下全自動裝車系統(tǒng)。它包括給煤裝置、給煤控制裝置、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、上位機系統(tǒng)，所述上位機系統(tǒng)位于井上集控室，包括IPC工控機、觸摸屏、組態(tài)應(yīng)用軟件；所述給煤控制裝置設(shè)計有倉底擋板開度實時控制裝置，它處于煤倉的底部；該裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接觸摸屏，觸摸屏輸出連接IPC工控機；所述通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議通訊模塊組成。本實用新型的主要用途是可以對井下采區(qū)裝車站機車車皮裝載煤位控制在1%之內(nèi)，提高機車裝載效率，并可以實現(xiàn)現(xiàn)場無人操作全自動化裝車，顯著的提高了礦井的自動化水平，減少了煤礦工人的安全風(fēng)險。
文檔編號G05B19/418GK202338357SQ20112034838
公開日2012年7月18日 申請日期2011年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月17日
發(fā)明者付衍斌, 張煥強, 王洋 申請人:付衍斌, 張煥強, 王洋