[發明專利]煤礦立井提升機箕斗存煤監控系統及方法

在審

• 申請號: 201410421114.3
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104158704A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 姜石;梁感;羅毅;張軍;秦亮;周寶;郭岱
• 申請（專利權）人: 天地上海采掘裝備科技有限公司;天地科技股份有限公司上海分公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/08;G05B19/418;E21C35/24;B65G43/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明屬于采煤輔助設備技術領域，涉及一種采煤機輔助監控系統，尤其涉及一種煤礦立井提升機箕斗存煤監控系統；同時，本發明還設計一種煤礦立井提升機箕斗存煤監控系統的監控方法。

背景技術

煤礦立井提升機的主井箕斗存煤問題一直是提升運行過程中的重大安全隱患，有時箕斗無法卸空，若此時再次裝入煤炭，勢必將造成箕斗超載(重載)，輕則使箕斗鋼絲繩打滑造成提升設備故障，影響煤礦的正常生產；重則可導致箕斗墜落或人員傷亡，給煤礦生產帶來不可估量的損失。

傳統的提升機防超載(重載)保護系統多采用稱重的方式確定箕斗內存煤量，這種方式需要在箕斗頂部調繩器上安裝相應的稱重傳感器，并且傳感器隨箕斗升降，箕斗運行在有煤、水的井筒中，工作環境惡劣，往往使用不久傳感器便被損壞，同時設備安裝、供電等難以實現，并且很難保證測量數據的準確性，對現有提升系統改造較大。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的箕斗存煤監控系統，以克服現有煤礦提升機的上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種煤礦立井提升機箕斗存煤監控系統，可有效避免提升機運行過程中因超載(重載)而造成重大安全事故的發生。

此外，本發明還提供一種煤礦立井提升機箕斗存煤監控方法，可有效避免提升機運行過程中因超載(重載)而造成重大安全事故的發生。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種煤礦立井提升機箕斗存煤監控系統，所述系統包括：激光測距傳感器、路由轉發系統、主控系統和上位機監控系統；

所述激光測距傳感器用于煤礦立井提升機的箕斗提升至井口卸煤處時采集箕斗內存煤數據，然后對采集到的數據進行處理，通過多種形式轉發；所述激光測距傳感器包括激光發射模塊、激光接收模塊、數據存儲器、微控制芯片、看門狗電路、調制模塊、無線通訊模塊、光纖通訊模塊以及工業以太網通訊模塊，激光發出經物體表面反射后被激光接收模塊接收，由主控電路(微控制芯片)計算發射與接收的時間，利用公式計算激光測距傳感器到箕斗內煤炭最高處的距離；其中，D為激光測距傳感器到箕斗內煤炭最高處距離，c為光在空氣中的傳播速度，t為微控制芯片計算的激光發射與接收的時間間隔；由微控制芯片計算出D后與數據存儲器中預設的箕斗底部到激光發射處位置距離的差即可計算得出當前箕斗內存煤的多少，再經調制模塊轉換格式后發出；數據通訊電路將接收到的數據分別轉換成無線信號、網絡信號和光信號，再通過無線通訊模塊、光纖通訊模塊以及工業以太網通訊模塊發出；

所述激光測距傳感還能夠輸出無源接點，跳過路由轉發系統、主控系統、上位機監控系統直接與提升機控制系統相連接，實時測量數據；所述激光測距傳感器預設一個閥值，該閥值數據存儲在指定的數據存儲器中，微控制芯片計算出箕斗內存煤數據后與預設閥值進行比較，當測量數據小于等于激光測距傳感器預設值時無源接點不吸合，表示箕斗未卸空，當測量數據大于激光測距傳感器預設值時無源接點吸合，表示箕斗已卸空，提升機的主控系統以此判斷提升機是否運行；

所述路由轉發系統包括一個具有無線信號收發功能、有線網絡接口以及光纖接口的工業路由器，能夠接收無線信號、有線信號以及光信號，能夠接收激光測距傳感器發出的數據信號，作為整套系統的數據中轉站，負責對不同形式的信號進行轉換，同時起到信號中繼、路由的作用，并將測量到的數據發送至主控系統；

所述主控系統與提升機信號系統閉鎖；所述主控系統包括接口轉換模塊及可編程控制器PLC，接口轉換模塊通過無線網絡、有線工業以太網或光纖網絡接收路由轉發系統發出的數據信號，并與可編程控制器PLC通過工業以太網進行有線連接，可編程控制器PLC跳過無線接收電路直接通過工業以太網使用有線的形式與路由轉發系統連接，直接接收數據；

可編程控制器PLC與箕斗提升機控制系統進行閉鎖，當箕斗提升到位后可編程控制器PLC控制激光測距傳感器開始工作并發出測量數據，可編程控制器PLC接收測量數據后放入特定寄存器，并對數據進行判斷；若數據小于等于預設值則向提升機控制系統發出不運行信號，繼續卸載箕斗內存煤，若數據大于預設值則向提升機控制系統發出允許運行信號，表示箕斗內存煤已經卸載完；

所述上位機監控系統用于通過無線網絡或有線工業以太網讀取主控系統相關數據，并進行顯示；