一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置的制作方法

本实用新型属于矿山井下提升机保护装置技术领域，具体涉及一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置。

背景技术：

矿井提升系统的任务是提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和各种采矿设备，它是矿井生产系统的咽喉环节，在矿井生产中所占的地位十分重要，一旦发生故障，轻则影响生产，重则造成国家财产的严重损失，甚至导致人身的重大伤亡事故。因此，各类提升机都必须设有保护和联锁保护装置。《煤矿安全规程》第四百二十七条也规定：防止过卷装置、防止过速装置、限速装置和减速功能保护装置应设置为相互独立的双线型式。煤矿地面提升机综合后备保护装置提供了一套独立的安全回路保护系统，是为满足《煤矿安全规程》规定的安全回路双线制要求而研制的，是矿井提升机安全保护系统的一个重要组成部分。

传统的煤矿地面提升机综合后备保护装置有以下固有的缺点：一是传统煤矿地面提升机综合后备保护装置采用模拟电路和数字电路分离元件的思路设计，信息处理速度慢，测量控制精度低等；二是传统煤矿地面提升机综合后备保护装置采用七段数码管显示提升机运行的深度和速度，而故障显示采用传统的指示灯方式，显示信息单一且没有模拟运行画面；三是传统煤矿地面提升机综合后备保护装置采用基本数字电路实现，在线可编程功能差，不能在线修改和设定控制参数，不能外带显示屏或触摸屏，不能保存故障历史记录；四是传统煤矿地面提升机综合后备保护装置不具备通讯功能，与提升机主控系统只能采用硬线连接，接线端子繁多，操作不方便、不安全；五是传统煤矿地面提升机综合后备保护装置采用接近开关的导通次数来计算提升机运行的位置和运行的速度，检测数值误差大，不利于保护装置的正常投用。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置，其设计结构简单、科学合理，使用方便；是一套独立于提升机主控系统的保护系统，能够及时准确的显示矿井提升机实时运行的位置和运行的速度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置，包括PLC模块、外围传感器、电源输入模块和操作面板，PLC模块输入端分别连接外围传感器输出端和电源输入模块输出端，操作面板上设置有操作按钮，操作按钮输出端与PLC模块输入端连接，在操作面板上还设有触摸屏、工作指示灯、故障指示灯、控制旋钮、复位按钮、电源开关、蜂鸣器、减速指示灯和铭牌，触摸屏固定安装在操作面板表面，触摸屏与PLC模块电性连接，工作指示灯、故障指示灯、控制旋钮、复位按钮、电源开关、蜂鸣器和减速指示灯均与PLC模块相连接，铭牌固定安装在操作面板表面，PLC模块输出端连接程序处理模块，程序处理模块输出端一路连接触摸屏，将信息在触摸屏上进行显示，另外一路与故障输出模块连接，故障输出模块的输出端连接在故障继电器上。

所述外围传感器包括光电编码器和接近开关，光电编码器安装在提升机卷筒上，接近开关与牌坊式深度指示器相连，用以计算提升机运行的速度值和提升容器在井筒内的位置。

这种全数字煤矿地面提升机综合后备保护装置的使用过程为：该综合后备保护装置，是作为一台独立于提升机控制系统的备用保护装置，独立运行，通过安装在提升机卷筒和牌坊式深度指示器上的光电编码器和接近开关进行数据检测，计算出提升机运行的速度值和提升容器在井筒内的位置，正常工作时，后备保护装置上的工作指示灯亮，当检测到提升机运行至系统预设的减速点时，减速指示灯亮，同时，蜂鸣器发出声响，当运行速度超过限制速度时，故障继电器动作，触摸屏显示超速故障，当提升容器的位置超过正常提车位置0.5米时，故障继电器动作，当检测到牌坊式指示器上的接近开关异常时，故障继电器动作，触摸屏上显示深度指示器失效保护，在故障继电器动作时，故障指示灯亮，其输出节点串联接入提升机主控系统的硬件安全回路，当故障继电器动作时可自动断开提升机主控系统的硬件安全回路，达到保护的目的。

本实用新型的有益效果：本技术方案提供一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置，其设计结构简单、科学合理，使用方便；是一套独立于提升机主控系统的保护系统，能及时准确的显示矿井提升机实时运行的位置和运行的速度，具有各种独立的安全回路保护功能，也尤其适用于主控PLC故障时在应急开车模式下的安全回路保护。

附图说明

图1为本实用新型的操作面板结构示意图；

图2为本实用新型的工作流程图；

图中标记：1、PLC模块； 2、外围传感器；3、电源输入模块； 4、操作面板；5、操作按钮；6、触摸屏； 7、工作指示灯；8、故障指示灯；9、控制旋钮；10、复位按钮；11、电源开关；12、蜂鸣器；13、减速指示灯；14、铭牌；15、故障输出模块；16、故障继电器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种全数字煤矿地面提升机的综合后备保护装置，包括PLC模块1、外围传感器2、电源输入模块3和操作面板4，PLC模块1输入端分别连接外围传感器2输出端和电源输入模块3输出端，操作面板4上设置有操作按钮5，操作按钮5输出端与PLC模块1输入端连接，在操作面板4上还设有触摸屏6、工作指示灯7、故障指示灯8、控制旋钮9、复位按钮10、电源开关11、蜂鸣器12、减速指示灯13和铭牌14，触摸屏6固定安装在操作面板4表面，触摸屏6与PLC模块1电性连接，工作指示灯7、故障指示灯8、控制旋钮9、复位按钮10、电源开关11、蜂鸣器12和减速指示灯13均与PLC模块1相连接，铭牌14固定安装在操作面板4表面，PLC模块1输出端连接程序处理模块15，程序处理模块15输出端一路连接触摸屏6，将信息在触摸屏6上进行显示，另外一路与故障输出模块16连接，故障输出模块16的输出端连接在故障继电器17上。

外围传感器2包括光电编码器和接近开关，光电编码器安装在提升机卷筒上，接近开关与牌坊式深度指示器相连，用以计算提升机运行的速度值和提升容器在井筒内的位置。

这种全数字煤矿地面提升机综合后备保护装置的使用过程为：该综合后备保护装置，是作为一台独立于提升机控制系统的备用保护装置，独立运行，通过安装在提升机卷筒和牌坊式深度指示器上的光电编码器和接近开关进行数据检测，计算出提升机运行的速度值和提升容器在井筒内的位置，正常工作时，后备保护装置上的工作指示灯7亮，当检测到提升机运行至系统预设的减速点时，减速指示灯13亮，同时，蜂鸣器12发出声响，当运行速度超过限制速度时，故障继电器17动作，触摸屏6显示超速故障，当提升容器的位置超过正常提车位置0.5米时，故障继电器17动作，当检测到牌坊式指示器上的接近开关异常时，故障继电器17动作，触摸屏6上显示深度指示器失效保护，在故障继电器17动作时，故障指示灯8亮，其输出节点串联接入提升机主控系统的硬件安全回路，当故障继电器17动作时可自动断开提升机主控系统的硬件安全回路，达到保护的目的。