专利名称：带式输送机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿山用带式输送机控制装置。
目前，在矿山的运输系统中，皮带输送机系统占相当大比例，而且这些皮带机的控制装置，一般采用集中或随机控制方式。集中控制方式，由于控制是以皮带运输机系统为对象来进行的。因而，装置对运输机系统的控制是集中进行的。当系统启动后，无论有煤或无煤，每部皮带均处于开车状态。这样，当运输机无煤时，皮带机就处于空转状态，白白浪费了大量电能，同时也增加了皮带的损耗和电机的发热，缩短了整个运输机系统的使用寿命，从而也就加大了系统的维护量。采用随机方式后，由于控制是以每部皮带机为单位进行的，这样就可根据情况而决定本部或前部皮带机的开停。这种方式克服了集中控制所带来的弊病，但如果采用普通硬件电路做这样的随机控制系统，必须铺设大量电缆，结果使系统具有造价昂贵，可靠性差，维护难等缺点。如果系统采用单片机来进行控制，虽然这种方式对不同的现场适应性大大增强，但其抗干扰性差却上升为一个严重的问题，严重阻碍系统的推广。
本实用新型的目的是提供一种带式输送机控制装置，装置能够具有软件编程功能，总线通讯功能和音频线联机共享功能。并且结构简单、使用方便。
实用新型的目的是这样实现的，包括观察窗、送话器、设定按钮、讯号按钮、外壳、扬声器，转换开关，它是将传感器的输出端连到转换电路的输入端，使传感器信号转换成与可编程控制器能识别的电信号，转换电路的输出端与可编程控制器的输入端相接，可编程控制器的输出端分别接有控制执行电路、显示电路、语言报警电路。
为了便于本装置与其它装置组成一个控制系统，可编程控制器连有通讯模块，通过总线与其它装置连接，从而使每台装置都能完成系统各种状态的显示。
本实用新型与以往控制装置相比，具有如下优点1、现场适应性广因采用软件编程，所以，工作现场的各种参数可以方便地在程序中灵活地设定或更改，从而使装置具有广泛的适应性。
2、硬件少，接线简洁，装置造价低由于各独立站点之间的连线仅需两根通讯总线和两根音频线联机，即可完成装置之间的通讯、语言和讯号的联系功能，从而可大大减少装置造价。
3、维护量小，处理故障周期短可编程控制器可监视任何一个输入点的工作状态，监控任何一个输出点的工作状态，所以，可大大缩短故障的排除时间，从而减少装置的维护量。
4、抗干扰性强，无故障运行时间长由于可编程控制器具有很强的抗干扰性，从而可大大提高装置无故障的运行时间，创造更高的经济效益。
以下结合附图对本实用新型进行详细的说明。
图1是本实用新型的外观结构图。
图2是本实用新型的内部结构图。
图3是本实用新型电源板原理图。
图4是本实用新型转换板电路原理图。
图5是本实用新型显示板电路原理图。
图6是音频板电路原理图。
由
图1、图2可知，本实用新型由观察窗1、送话器5、设定按钮2、讯号按钮3、转换开关4、外壳12、转换板6、语言板7、可编程控制器8、电源板11、扬声器10、通讯模块9等组成。观察窗1用来显示联机时各站点的工作情况，送话器5用来发送语言联系信号，设定按钮2，讯号按钮3和转换开关用于设定和联系。转换板6、语言板7、可编程控制器8、电源板11、扬声器10和通讯模块固定在壳体12内。
由图3、图4、图5、图6知，交流36V电源，经电源板转换成稳定的12V直流电源输出，12V电源一方面作为显示板、语言板和转换板电源使用，另一方面又经转换板进行电压升压后，变换成24V直流电源，24V直流电源提供给可编程控制器和通讯模块用。当各传感器送来的信号，经转换板转换后，变成可编程控制器可接收的信号，供可编程控制器处理用。经程序处理后，可编程控制器输出的显示信号送到显示板来显示系统各站的工作状况，输出的语言信号送到语言板，完成语言报警，输出的执行信号，用于控制执行电路工作。可编程控制器连有通信模块，本台控制装置与其它控制装置，通过通信模块连接到总线，完成控制信号的传送。而受话器主要是为了当本站需要对装置联机后各站点联系时，发送语言信号。扬声器主要是为了发出本站的语言报警信号、本站和外站的打点讯号或语言联系信号，以提示现场工作人员。
下面就原理图详细说明每台的工作过程，先介绍电源板工作原理。由图3可知，其控制核心是N101。电路结构是单端反激式高频开关变换电路。这样的电路结构简单，工作性能稳定、可靠。由于采用光耦N102、N104作为反馈元件。所以，可做到从空载到满载的高度稳压。实际测定满载时，800mA，纹波VP-P，不大于200mV，由于井下控制系统通常用交流36V的安全电压。所以，本板用交流36V作为电压变换用电源。交流36V经F101保险管，L101滤波、U101整流后，R104作为C101充电时的起动限流电阻，C102为高频滤波电容，这样，在C101上得到一大约50V的直流电压。由于N101起动时需要大约16V电压，故设R107作为起动电阻。50V的直流电压通过R107向C108充电，至16V时，器件开始工作。在介绍电路工作过程之前，先介绍N101的各脚作用。8脚为基准电压源，4脚为振荡输入端， 即C106、R109部分，2脚为反馈输入端，其基准比较电压为2.5V，1脚为补偿端，3脚是过流检测端，6脚为驱动端，5脚为地，7脚为电压输入端。V104是开关管。正常的稳压过程如下N101的第七脚或C108达到16V电压后，就从6脚发出起动信号，于是，场效应管就打开，50V电压通过变压器A2的原边I4呈线性上升电流，当电流上升时，由于在I2和I3中感生的电压是上负下正，所以，两副边绕组并不输出电压。当场效应管V104关断时，此时，原边中的电流值转换成变压器的磁能，而此时两副边感应出的电压是上正下负。于是，磁能就转化成两副边的电能而输出。在稳压输出中，采用并列的两组稳压电路。R125、R126、V108、R133、C125、R129光耦N102和R127、R128、V109、C116、R134、R130、光耦N104组成两组完全并联的反馈输出稳压电路，R125和R126的分压比使输出工作在12.5V电压，R127和R128的分压比使输出工作在12.8V。所以，正常情况下，第一组回路即R125、R126、V108工作，第二组回路R127、R128、V109备用。V108和V109是程控并联稳压器，其控制端是一个基准电压端，其值为1.5V。通过阳极对12V输出进行反馈。反馈偏高时，于是V108的阳极即吸进电流。于是，通过R108回路中所串的光耦部分，即由更多的电流通过，由于光耦本身的电流传输特性。于是，在光耦的受光侧即有更多的电流流过。这样，通过R105的检测，反映到N101的第二脚，N101对此电压进行检测，当此时第二脚高于基准电压时，N101即减小第六脚的输出占空比。从而使输出电压稳定。当输出电压降低时，整个反馈过程正好相反，此处不重复。对于过流保护部分，主要是通过R123、R124来检测，当其上检测到的电平如高于0.7V时，就引起保护三极管V110和V111的动作，光耦发光侧流过大量电流，从而使受光侧电流激增。于是，N101的2脚即由于远大于2.5V基准，而使触发脉冲关断，从而使输出停止，这样，就起到了过流保护，因短路必然过流，过流保护对短路保护亦自然实现。R131和V110、R132和V111完全相同，这样做的目的是起到对过流的双重保护，它和过压检测的道理一样。V101是防止某种原因，或反馈不过来信号时，以免N101的第七脚，即电源端电压过高时损坏N101，起到保护作用。C104、C106是高频滤波电容，R106是输入检测用的串联电阻，R110、C107是作为频率补偿，R111、R112是驱动用电阻，V102、R108、C103与C111、V105、R116都是为了在场效应管关断时，起吸收漏抗产生的尖峰电压作用；电源板的另一作用是为执行特定的操作而提供电源回路，其控制的核心是N103，它由六个反相器两两串联而构成，当控信号J1、J2、SG中的任一端呈现低电平时，那么相应的输出变低。由图3可知，此时相应的继电器K101、K102、K103动作。其所控制常开点闭合，为将要执行的操作提供电源。R101和C117、R102和C118、R103和C119是阻容吸收回路，起到保护接点的作用，R117～R122是上拉电阻。
由图4可知，在转换电路中，完成两种转换，即信号的转换和电源电压的转换。每台装置外接有速度(Sd)、烟雾(YW)、温度(Wd)、跑偏(PP1和PP2)煤位(dh和dl)、开车(Xo)传感器。这里的符号是自定义的，这些信号动作后，即这些信号呈现低电平时，此信号先送入D202中，D202是反相器，R202～R208是限流电阻，V201～V207是12V稳压管，而电阻排RP201是上拉电阻，经过D202反相器后送入D203中，D203是8-3编码器即在使D203的D0～D7中，优先权是由高位到低位顺序排列的，即高位有效后，其余低位均无效，此时，高位被编码成三位二进制的组合，此组合后的信号送入D204中，经D204反相后，供程序处理用。D2034脚的输入是由D201的与非门输入的，D2044脚输入端是由dh和dl经D201的两级与非门串联后，输入到D204中。D204的输出信号经插头XS501加到可编程控制器输入点，R213～R216、R212、R211、R209、R210、V208、V209均是限流稳压用的。另一路电压的转换是由以N201为核心的集成块升压完成的。其6、7脚是电压输入端，而8脚通过一电阻接电源正端，5脚是输出电压的反馈输入端，3脚是一个振荡电路输入端。2和4脚直接接地，而1脚是开关输入端，器件工作于脉宽调制方式，经两分压电阻R218和R219来完成对24V的输出。12V串联的电感L201主要是在器件内部1脚接地时，其电感内电流上升到一定值时，1脚关断，此时，电感本身的电动势加上原12V电压，既构成升压回路。输出24V回路主要是供可编程控制器和通信模块用。
图5是显示板电路工作原理。其主要作用是通过自定义的4位数码管中每位所指定的含义，来显示本站或联机装置中任何一站的工作状况。它的工作核心是一块D402，D402是一个4位数的循环显示驱动集成块。D1、RCK、SCK是由可编程控制器的输出点Y2、Y0、Y1直接驱动的信号，即数据输入端、并行时钟端、串行时钟输入端，只有此3种信号配合正确，数据才能送入集成块内部。D1、RCK、SCK、经R404、R405、R406、V401、V402、V403限流稳压后，分别送入D401相应的反相单元中，经处理后，送入D402的第5、12和13脚。R401～R403是一上拉电阻，D402把由D1输入的20位BCD码信号处理后，经14、15、16、17以及1、2、3、4脚与7、8、10、11相配合输出，7、8、10、11是位数端即提供显示的位，而4、3、2、1、17、16、15、14分别对应子数码管的A、B、C、D、E、F、G端。集成块采用循环扫描的方式输出，即按位循环输出，先送入第一位的位码和段码。然后第二位、第三位、第四位，最后又从第一位开始，而6脚所接电容C401是集成块的振荡电容。其值决定循环显示的频率。因为7、8、10、11均是高电平有效而数码管是共阴极显示。所以采用D403作为反相器用。这样，当位码为高电平时，经反相器反相后，即为低电平，从而使数码管发光显示，其中N401是5伏输出的三端稳压器。而C402和C403是输入、输出平波电容。
图6是语言板的电路工作原理，主要完成3种信号的输出。它的核心是一个N302，它是一个两级放大器。N304是一个功率输出集成块。而语言信号的读取却是由可编程控制器输出点Y0、Y1、Y3输出决定的，此三个信号先经D302反相后，送入D301中，D301处理后，再把此输出信号，送入N301中，于是相应的语言报警信号被输出。三种信号中，第一是打点信号，第二是语言联系信号，第三是语言报警信号。X作为打点信号，当X闭合时，X端呈现高电平，此电位经过R316送至N303A。控制端的高电平使电子模拟开关打开。同时经V308、V309闭合模拟开关D303D、D303B。这样，一方面把语言报警信号短路掉，另一方面又把N302的末级输出送至音频线，R329和R340、R341均是为了在X未闭合时，提供的接地电阻。然后，经末级功放N304输出，驱动扬声器发声，R353、C327、C329、C331、C332、R354、C330、C325、R351、R352和C326均为偏置用电阻和旁路电容，此处不再叙述。X端呈现高电平时。D302D与其外围元件构成振荡电路。R316和R317为分压电阻，此时振荡信号经C305、R321送给N302的第8脚，经两级放大后，一路送到音频线，另一路经N304驱动扬声器，此过程与话筒送话原理相同。在N302中，第7脚为增益控制端。所以，为了消除振荡，使增益稳定，采用负反馈放大，负反馈信号取自N303B放大单元，它的两个输入分别是N303C和N303A单元。经放大整流后送至N303B单元同相输入端，而N303C单元从～线上取出信号，经N303C放大整流后，送入N303B反相输入端，经N303B，将两个输入电压比较后，送到N302第7脚。这样的闭环设计，使送到～线上的信号基本恒定。打点和音频信号可通过音频线送至联机装置的共用音频线上，而语言报警信号的输出则不一样，它的输出直接送至N304的反相输入端，经放大后驱动扬声器发声，在优先权方面，讯号与语言要优于语言报警。
联机装置的工作是以站点为单位进行的。所以，上述站点的工作过程即联机装置中每个站点的工作过程。但需要强调的是，联机装置设一个主站，9个从站，可以控制和实现总线的通讯，从而使每个站点都能完成对系统的监控。
装置都能完成系统的各种状态显示。当该装置需要组成系统时，可通过系统总线相互联接，从而使每台装置都能完成系统的各种状态显示。
权利要求1.一种带式输送机控制装置，包括观察窗(1)，送话器(5)，设定按钮(2)，讯号按钮(3)，转换开关(4)，外壳(12)，扬声器(10)，转换板(6)，语言板(7)，电源板(11)，其特征是传感器的输出端连到转换电路输入端，使传感器信号转换成可编程控制器能识别的电信号，转换电路的输出端与可编程控制器输入端相接，可编程控制器的输出端分别接有控制执行电路、显示电路、语言报警电路。
2.根据权利要求1所述的带式输送机控制装置，其中所述的可编程控制器连有通讯模块，通过总线与其它装置连接。
3.根据权利要求1所述的带式输送机控制装置，其中所述的传感器包括跑偏传感器、煤位传感器、速度传感器、温度传感器、烟雾传感器、开车传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种矿山运输带式输送机控制装置。它采用可编程控制器为控制核心,传感器信号经转换电路连到可编程控制器输入端。可编程控制器输出端连有控制执行电路、显示电路、语言报警电路,具有结构简单,适应性广,抗干扰性能好,体积小等特点。
文档编号B65G43/00GK2409189SQ00202799
公开日2000年12月6日 申请日期2000年1月31日 优先权日2000年1月31日
发明者赵禧林, 张福贵, 李国利, 孙爱霞, 赵辉, 靳玉生 申请人:焦作华飞电子电器工业有限公司