重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及洞庫防護安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]洞庫一般都是存放貴重或是需要保密的設(shè)備，特別是一些軍用設(shè)備大都存放于洞庫中，所以對洞庫的安全性要求特別高，在此安全問題上，洞庫防護門至關(guān)重要，現(xiàn)有技術(shù)中洞庫防護門基本是采用電子指令控制其啟閉，保證洞庫防護門在啟閉時自動化程度較高，但是，一些意外狀況下(比如一些物件阻擋防護門)防護門強硬開啟式或是關(guān)閉時，極易造成門體損壞，但是在有些情況下，損壞的情形并不容易被發(fā)現(xiàn)，給維護也帶來了很大的局限性，不僅使防護門的安全使用得不到保證，同時降低了防護門以及其啟閉裝置的使用壽命，影響存放設(shè)備的安全性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，能克服現(xiàn)有技術(shù)中洞庫防護門維護局限性大、防護門安全性以及其啟閉裝置的使用壽命降低的缺陷，具有實時監(jiān)控、預(yù)警保護和故障診斷的功能，大幅降低了防護門啟閉裝置工作時的突發(fā)性整機損壞概率，可指導(dǎo)對防護門啟閉裝置進行有針對性的維修保養(yǎng)、安全監(jiān)測和常見故障診斷，及時發(fā)現(xiàn)早期故障苗頭，判斷故障原因，提高防護門啟閉裝置的使用壽命和工作可靠性。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，包括:傳感器模塊、模擬量輸入模塊、PLC主機模塊、聲發(fā)光報警模塊、繼電器輸出模塊以及電源模塊，所述傳感器模塊設(shè)置在防護門啟閉裝置的內(nèi)部，所述傳感器模塊通過模擬量輸入模塊連接PLC主機模塊的輸入端，所述聲發(fā)光報警模塊以及繼電器輸出模塊分別連接PLC主機模塊的輸出端，所述電源模塊連接PLC主機模塊，所述繼電器輸出模塊連接防護門啟閉裝置，其中，傳感器模塊將檢測到的防護門狀態(tài)參數(shù)值傳送至模擬量輸入模塊，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變化為相應(yīng)的數(shù)字量，并送入PLC主機模塊中進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，并在PLC主機模塊中將實測值與內(nèi)置的報警閾值進行比較，判斷啟閉裝置運行狀態(tài)是否良好，出現(xiàn)異常時聲發(fā)光報警模塊發(fā)出報警信號供操作人員進行查詢，同時繼電器輸出模塊自動執(zhí)行關(guān)掉防護門啟閉裝置的電機電源的動作。
[0006]優(yōu)選地，所述傳感器模塊包括WZP - 24SA隔爆型PtlOO鉑熱電阻溫度傳感器、EV-C53-500P509電隔離式電壓傳感器、HZIA-C06-500P205霍爾直測式電流傳感器以及ZRN-FS無線扭矩傳感器，該些傳感器分別通過模擬量輸入模塊連接PLC主機模塊的輸入端，所述WZP - 24SA隔爆型PtlOO鉑熱電阻溫度傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機溫度；所述EV-C53-500P509電隔離式電壓傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機的電壓；所述HZIA-C06-500P205霍爾直測式電流傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機的電流；所述ZRN-FS無線扭矩傳感器用于實時監(jiān)測啟閉電動機輸出轉(zhuǎn)矩、減速箱轉(zhuǎn)速和輸出扭矩以及防護門傳動軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和應(yīng)力。
[0007]優(yōu)選地，所述模擬量輸入模塊采用EM231模擬量輸入模塊，所述EM231模擬量輸入模塊能在149微秒內(nèi)將模擬量輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，完成A/D轉(zhuǎn)換工作，該模塊采用的電源可以從PLC主機模塊的24V DC電源直接引出，也可以用外加電源的方式實現(xiàn)。
[0008]優(yōu)選地，所述PLC主機模塊采用S7-224型主機基本模塊，所述S7-224型主機基本模塊主要由中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)及電源等幾部分組成，采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、處理通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出等幾個階段。它可以滿足多種多樣的自動化控制需要，具有緊湊的設(shè)計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令等優(yōu)點，在解決用戶的工業(yè)自動化問題時具有很強的適應(yīng)性。
[0009]優(yōu)選地，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括液晶屏顯示模塊，所述液晶屏顯示模塊輸入端連接PLC主機模塊的輸出端。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有以下有益效果:
[0011]本實用新型的重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中洞庫防護門維護局限性大、防護門安全性以及其啟閉裝置的使用壽命降低的缺陷，具有實時監(jiān)控、預(yù)警保護和故障診斷的功能，從而能大幅降低了防護門啟閉裝置工作時的突發(fā)性整機損壞概率，可指導(dǎo)對防護門啟閉裝置進行有針對性的維修保養(yǎng)、安全監(jiān)測和常見故障診斷，及時發(fā)現(xiàn)早期故障苗頭，判斷故障原因，提高了防護門啟閉裝置的使用壽命和工作可靠性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型秸桿壓塊機重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的電路框圖；
[0013]圖2為本實用新型的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)流程圖；
[0014]圖3為本實用新型重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的接線圖；
[0015]圖4為本實用新型軟件設(shè)計流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]如圖1、2，一種重型洞庫防護門啟閉裝置的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，包括:傳感器模塊、模擬量輸入模塊、PLC主機模塊、聲發(fā)光報警模塊、繼電器輸出模塊以及電源模塊，所述傳感器模塊設(shè)置在防護門啟閉裝置的內(nèi)部，所述傳感器模塊通過模擬量輸入模塊連接PLC主機模塊的輸入端，所述聲發(fā)光報警模塊以及繼電器輸出模塊分別連接PLC主機模塊的輸出端，所述電源模塊連接PLC主機模塊，所述繼電器輸出模塊連接防護門啟閉裝置，其中，傳感器模塊將檢測到的防護門狀態(tài)參數(shù)值傳送至模擬量輸入模塊，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后變化為相應(yīng)的數(shù)字量，并送入PLC主機模塊中進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，并在PLC主機模塊中將實測值與內(nèi)置的報警閾值進行比較，判斷啟閉裝置運行狀態(tài)是否良好，出現(xiàn)異常時聲發(fā)光報警模塊發(fā)出報警信號供操作人員進行查詢，同時繼電器輸出模塊自動執(zhí)行關(guān)掉防護門啟閉裝置的電機電源的動作。
[0018]所述傳感器模塊包括WZP - 24SA隔爆型PtlOO鉑熱電阻溫度傳感器、EV-C53-500P509電隔離式電壓傳感器、HZIA-C06-500P205霍爾直測式電流傳感器以及ZRN-FS無線扭矩傳感器，該些傳感器分別通過模擬量輸入模塊連接PLC主機模塊的輸入端，所述WZP - 24SA隔爆型PtlOO鉑熱電阻溫度傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機溫度；所述EV-C53-500P509電隔離式電壓傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機的電壓；所述HZIA-C06-500P205霍爾直測式電流傳感器能實時監(jiān)控啟閉電動機的電流；所述ZRN-FS無線扭矩傳感器用于實時監(jiān)測啟閉電動機輸出轉(zhuǎn)矩、減速箱轉(zhuǎn)速和輸出扭矩以及防護門傳動軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和應(yīng)力。
[0019]所述模擬量輸入模塊采用EM231模擬量輸入模塊，所述EM231模擬量輸入模塊能在149微秒內(nèi)將模擬量輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，完成A/D轉(zhuǎn)換工作，該模塊采用的電源可以從PLC主機模塊的24V DC電源直接引出，也可以用外加電源的方式實現(xiàn)。
[0020]所述PLC主機模塊采用S7-224型主機基本模塊，所述S7-224型主機基本模塊主要由中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)及電源等幾部分組成，采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、處理通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出等幾個階段。它可以滿足多種多樣的自動化控制需要，具有緊湊的設(shè)計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令等優(yōu)點，在解決用戶的工業(yè)自動化問題時具有很強的適應(yīng)性。
[0021]所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括液晶屏顯示模塊，所述液晶屏顯示模塊輸入端連接PLC主機模塊的輸出端。
[0022]其中，本實用新型實施例內(nèi)容通過以下內(nèi)容實現(xiàn):
[0023](I)防護門的工況特征參數(shù)選擇
[0024]開發(fā)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的首要任務(wù)是要選擇適當?shù)墓r參數(shù)，所測取的信號要求能夠迅速而準確地反映出防護門工作狀態(tài)的變化。工況參數(shù)的選取要以分析研宄、計算機過程仿真和系統(tǒng)試驗為基礎(chǔ)，同時由于系統(tǒng)狀態(tài)信息往往是以某種物理量的形式進行傳遞，因此還要求用合適的信號處理方法將這些物理量轉(zhuǎn)換為監(jiān)控系統(tǒng)可以接受的形式。對于重型洞庫防護門，反映其運行狀態(tài)的信息有很多，從而導(dǎo)致工況特征參數(shù)的確定變得比較困難。一般來說，狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計時對工況參數(shù)的選擇應(yīng)遵循以下原則:
[0025](I)選取那些對系統(tǒng)狀態(tài)變化最為敏感的參數(shù)作為檢測量；
[0026](2)不同的特征信號所容納的信息量大小是不同的，所以應(yīng)選擇那些最能反映系統(tǒng)工作狀態(tài)的參數(shù)作為檢測量；
[0027](3)所選特征參數(shù)應(yīng)便于測量和分析，盡量選擇不拆卸機器就可直接檢測的特征參數(shù)；
[0028](4)所選特征參數(shù)的檢測應(yīng)不干擾系統(tǒng)的正常工作；
[0029](5)優(yōu)先選擇那些有助于盡早發(fā)現(xiàn)故障的參數(shù)。
[0030]根據(jù)重型洞庫防護門的工作原理及實際使用情況，對監(jiān)控系統(tǒng)主要工況參數(shù)作如下選擇:
[0031](I)實時監(jiān)控啟閉電動機的電壓、電流；
[0032](2)實時監(jiān)控啟閉電動機輸出轉(zhuǎn)矩；
[0033](3)實時監(jiān)控減速箱轉(zhuǎn)速和輸出扭矩；
[0034](4)實時監(jiān)控防護門傳動軸轉(zhuǎn)速、扭矩和應(yīng)力；
[0035](5)實時監(jiān)控啟閉電動機溫度實時監(jiān)控；
[0036]上述選定的工況參數(shù)能夠反映出防護門啟閉裝置各個部件的工作情況和狀態(tài)，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)采集的這些工況參數(shù)將防護門啟閉裝置控制在安全調(diào)定范圍內(nèi)，若工況參數(shù)波動超過額定值的5%時，監(jiān)控系統(tǒng)立即報警，大幅度超過額定值時，則立即切斷主電機電源，防止電機傳動軸因超速旋轉(zhuǎn)而引起防護門故障事故。
[0037]當然，啟閉裝置中的軸承、傳動軸和軌道等部件的振動參數(shù)也屬于需要采集的工況參數(shù)，這部分放到下面的故障診斷系統(tǒng)中詳細論述。
[0038]1.2防護門監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計
[0039]如圖1所示，根據(jù)重型洞庫防護門正常工作的實際需要以及對狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，本防護門狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)選用以可編程控制器為主體的監(jiān)控方案?？删幊炭刂破魇且环N具有極高可靠性的通用工業(yè)自動化控制裝置，它以微處理器為核心，利用內(nèi)部存儲程序執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、讀數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入及輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，它將微型計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)及通訊技術(shù)有機地融為一