本发明一种井下防爆电驱动车用牵引逻辑控制装置，属于井下电驱动车牵引逻辑控制技术领域。
背景技术：
井下柴油机无轨胶轮车已经在煤矿井下得到了广泛的应用，但是柴油机的污染也给煤矿井下的环境带来了恶劣的影响，近年来纯蓄电池车零污染的特性备受关注，基于此，有必要发明一种全新的井下电驱动车用牵引逻辑控制装置，以解决现有井下驱动技术严重污染环境、严重危害矿工身体健康的问题，井下防爆电驱动车控制不可靠问题。井下环境极其复杂，为了使电驱动车能够可靠运行，操作简单可靠，所以很有必要发明一种较为可靠的井下防爆电驱动车牵引逻辑控制装置。电驱动车才可以大量的在井下使用，对于改善井下环境、改善煤矿井下工人身体健康具有极其重要的意义。
技术实现要素：
本发明一种井下防爆电驱动车用牵引逻辑控制装置，克服了现有技术存在的不足，提供了性能可靠、操作方便可以满足井下复杂的工况的井下防爆电驱动车用牵引逻辑控制装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种井下防爆电驱动车用牵引逻辑控制装置，包括机械部分和电气部分；
机械部分包括隔爆箱体、电缆引入装置、主腔门板、接线腔门板和九星盘接线端子，隔爆箱体的内腔由隔板分割为一个主腔和一个接线腔，主腔设置于隔爆箱体的内腔的上方，接线腔设置于隔爆箱体的内腔的下方，主腔门板与隔爆箱体螺纹相连，主腔门板上设置有观察窗，九星盘接线端子贯穿安装在隔板上，九星盘接线端子的上部位于主腔内，九星盘接线端子的下部位于接线腔内，隔爆箱体的底部设有接线腔门板，电缆引入装置贯穿安装于接线腔门板的下方；九星盘接线端子的数量为六个，电缆引入装置的数量为十八个；
电气部分包括蓄电池、变频驱动装置、可编程逻辑控制器、模拟量隔离栅、开关量隔离栅、继电器组、电子油门踏板，本安控制手柄、急停开关、瓦斯断电仪、变频驱动装置、前灯、后灯、声光报警装置和解制动电磁阀，蓄电池的输出电压经过变频驱动装置变压后与可编程逻辑控制器的电源输出端相连，电子油门踏板的输出信号经过模拟量隔离栅后与可编程逻辑控制器的信号输入端相连，本安控制手柄、急停开关和瓦斯断电仪各自的输出信号经过开关量隔离栅后与可编程逻辑控制器的信号输入端相连，前灯、后灯、声光报警装置和解制动电磁阀与继电器组的输出端相连，继电器组的输入端与可编程逻辑控制器的信号输出端相连；
可编程逻辑控制器、模拟量隔离栅、开关量隔离栅和继电器组均固定设置在主腔内，主腔外的装置的线缆通过电缆引入装置后在接线腔内与九星盘接线端子的下部相连，九星盘接线端子的上部通过线缆与主腔内的装置相连。
进一步，所述变频驱动装置包括开关电源、门闭锁限位开关、漏电流传感器、电压变送器、第一熔断器、第二熔断器、牵引控制器、油泵控制器、牵引电机和油泵电机，开关电源的输入端与所述蓄电池的输出端相连，开关电源的输出端与所述可编程逻辑控制器的电源输出端相连，第一熔断器设置在所述蓄电池和开关电源之间，第二熔断器设置在开关电源的输出端上，漏电流传感器设置在所述蓄电池的输出线路上，所述蓄电池的输出端还与电压变送器的输入端相连，电压变送器的输出端分别与牵引控制器和油泵控制器相连，油泵电机与牵引控制器相连，牵引电机与油泵控制器相连。
进一步，所述本安控制手柄包括手柄固定机构、手柄结构和手柄引入部分，手柄引入部分以一定夹角与手柄结构固定相连，手柄结构设置在手柄固定机构上方，手柄结构的下端设有使能按钮和停止按钮，手柄结构的上端设有油泵启停按钮、制动释放按钮、前进按钮、后退按钮、前灯按钮和后灯按钮。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明有效解决了现有井下柴油机车电驱动车驱动技术严重污染井下环境、严重危害矿工身体健康的问题，解决了煤矿井下电驱动车辆控制不可靠问题，适用于煤矿井下电驱动车辆。
附图说明
图1为本发明的电气控制部分的结构示意图。
图2为本发明的机械部分的结构示意图。
图3为图2的左视图。
图4为图2的仰视图。
图5为手柄结构示意图。
图6为手柄顶部按钮示意图。
图中，1-隔爆箱体，2-电缆引入装置、3-主腔门板，4-接线腔门板，5-九星盘接线端子的上部，6-接线腔，7-九星盘接线端子的下部，8-观察窗，9-手柄固定机构，10-手柄结构，11-使能按钮，12-停止按钮，13-手柄引入部分，14-油泵启停按钮，15-制动释放按钮，16-前进按钮，17-后退按钮，18-前灯按钮，19-后灯按钮，ic1-可编程逻辑控制器，ic2-模拟量隔离栅，ic3-开关量隔离栅，ic4-继电器组，ic5-电子油门踏板，ic6-本安控制手柄，ic7-开关电源，ic8-急停开关，ic9-门闭锁限位开关，ic10-瓦斯断电仪，ic11-漏电流传感器，ic12-电压变送器，ic13-第一熔断器，ic14-第二熔断器，ic15-前灯，ic16-后灯，ic17-声光报警装置，ic18-解制动电磁阀，ic19-牵引控制器，ic20-油泵控制器，ic21-牵引电机，ic22-油泵电机，s-蓄电池，s1-变频驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图2至图4所示，本发明一种井下防爆电驱动车用牵引逻辑控制装置包括机械部分和电气部分。机械部分包括隔爆箱体1、电缆引入装置2、主腔门板3、接线腔门板4、九星盘接线端子、观察窗8。隔爆箱体1内分为一个接线腔6和一个主腔。接线腔6内共有6个九星盘接线端子，主腔跟接线腔6上下通过九星盘接线端子一一将电缆对应连接，接线腔门板4共有12个电缆引入装置2，12个电缆引入装置2分别贯穿于接线腔门板4。
如图1所示，电气部分包括蓄电池s、变频驱动装置s1、可编程逻辑控制器ic1、模拟量隔离栅ic2、开关量隔离栅ic3、继电器组ic4、电子油门踏板ic5，本安控制手柄ic6、急停开关ic8、瓦斯断电仪ic10、变频驱动装置s1、前灯ic15、后灯ic16、声光报警装置ic17和解制动电磁阀ic18，蓄电池s的输出电压经过变频驱动装置s1变压后与可编程逻辑控制器ic1的电源输出端相连，电子油门踏板ic5的输出信号经过模拟量隔离栅ic2后与可编程逻辑控制器ic1的信号输入端相连，本安控制手柄ic6、急停开关ic8和瓦斯断电仪ic10各自的输出信号经过开关量隔离栅ic3后与可编程逻辑控制器ic1的信号输入端相连，前灯ic15、后灯ic16、声光报警装置ic17和解制动电磁阀ic18与继电器组ic4的输出端相连，继电器组ic4的输入端与可编程逻辑控制器ic1的信号输出端相连；
本装置使用的线缆包括手柄专用12芯控制电缆、油门踏板自带电缆、声光报警控制4芯电缆、灯光控制4芯电缆、解制动电磁阀控制电缆、还有控制油泵启停、整车前进、整车后退、整车停止、电子油门踏板零位保护、开关电源正负极、电池电压信号、漏电流信号、跳闸信号、门闭锁信号等逻辑16芯控制电缆。
变频驱动装置s1包括开关电源ic7、门闭锁限位开关ic9、漏电流传感器ic11、电压变送器ic12、第一熔断器ic13、第二熔断器ic14、牵引控制器ic19、油泵控制器ic20、牵引电机ic21和油泵电机ic22，开关电源ic7的输入端与蓄电池s的输出端相连，开关电源ic7的输出端与可编程逻辑控制器ic1的电源输出端相连，第一熔断器ic13设置在蓄电池s和开关电源ic7之间，第二熔断器ic14设置在开关电源ic7的输出端上，漏电流传感器ic11设置在蓄电池s的输出线路上，蓄电池s的输出端还与电压变送器ic12的输入端相连，电压变送器ic12的输出端分别与牵引控制器ic19和油泵控制器ic20相连，油泵电机ic22与牵引控制器ic19相连，牵引电机ic21与油泵控制器ic20相连。
本装置的低压供电来源于外部的蓄电池s通过开关电源ic7将dc240v直流电压转换成dc24v控制电压。蓄电池s正极与开关电源ic7正极相连，蓄电池s负极与开关电源ic7负极相连。蓄电池s位于电驱动车后侧，开关电源ic7、漏电流传感器ic11、电压变送器ic12、第一熔断器ic13、第二熔断器ic14置于变频驱动装置s1。可编程逻辑控制器ic1、模拟量隔离栅ic2、开关量隔离栅ic3、继电器组ic4均固定安装于装置主腔内。本安操作手柄ic6固定于驾驶室，本安控制手柄ic6专用12芯控制电缆通过电缆引入装置12引入接线腔6中的九星盘接线端子，通过九星盘接线端子由接线腔6接入主腔与开关量隔离栅ic3相连。因为本安控制手柄ic6发出的控制信号为本安控制信号，本安控制手柄ic6与可编程逻辑控制器ic1之间需要开关量隔离栅ic3隔离。开关电源ic7的正负极、蓄电池s电压信号、漏电流信号、跳闸信号、门闭锁信号、油泵启停、整车前进、整车后退、整车停止、电子油门加速信号通过16芯电缆按照同样的方式通过电缆引入装置12及九星盘接线端子接入可编程逻辑控制器ic1。急停信号输入采用4芯电缆通过电缆引入装置12进入接线腔6内，通过接线腔6内九星盘接线端子的下部7与主腔内九星盘接线端子的上部5一一对应，然后将该电缆接入可编程逻辑控制器ic1，门闭锁信号、瓦斯断电仪ic10的信号均按照同样的方式采用4芯电缆接入可编程逻辑控制器ic1。电子油门踏板ic5自带电缆通过电缆引入装置12接入接线腔6内的九星盘接线端子的下部7，主腔的九星盘接线端子的上部5跟接线腔6内的九星盘接线端子7一一对应连接，从而将电子油门踏板ic5的信号接入可编程逻辑控制器ic1。
如图5、图6所示，本安控制手柄ic6包括手柄固定机构9、手柄结构10和手柄引入部分13，手柄引入部分13以一定夹角与手柄结构10固定相连，手柄结构10设置在手柄固定机构9上方，手柄结构10的下端设有使能按钮11和停止按钮12，手柄结构10的上端设有油泵启停按钮14、制动释放按钮15、前进按钮16、后退按钮17、前灯按钮18和后灯按钮19。
由本装置发出的控制命令有前灯控制、后灯控制、车辆前进、车辆后退、车辆停止、油泵启停、解制动、油门踏板信号输出、倒车声光报警、启车声光报警，跳闸信号、油门开关保护信号、电池电压报警信号。其中前灯控制信号通过继电器控制前灯ic15正极的通断，后灯控制信号通过继电器控制后灯ic16正极的通断，从而实现灯的亮灭。解制动电磁阀ic18控制信号通过继电器控制解制动电磁阀ic18正极的通断，启车声光报警通过继电器控制声光报警装置ic17播放启车语音。前灯ic15控制信号共有正负两根电缆，正负电缆分别通过主腔内九星盘接线端子接入接线腔6内九星盘接线端子，采用4芯控制电缆通过电缆引入装置12接入前灯ic15正负极。后灯控制信号、倒车声光报警信号、解制动电磁阀ic18控制信号按照同样的方式、采用4芯电缆分别接入后灯ic16、声光报警、解制动电磁阀ic18。油泵启停信号、油门开关保护信号、断路器跳闸信号、车辆前进信号、车辆后退信号、断路器跳闸信号、电子油门输出信号通过16芯控制电缆按照同样的接线方式接入变频驱动装置s1，控制车辆的油泵电机ic22启停，牵引电机ic21的前进、后退，油门开关零位保护控制逻辑。
本装置的具体工作过程如下：蓄电池s向开关电源ic7实时供电，实现dc240v向dc24v的转换，开关电源ic7输出dc24v正负极与可编程逻辑控制器ic1、开关量隔离栅ic3、模拟量隔离栅ic2供电输入端正负极对应连接。本安操作手柄ic6共有8个按钮分别如下：使能按钮11，停止按钮12、油泵启停按钮14、制动释放按钮15、前进按钮16、后退按钮17、前灯按钮18和后灯按钮19。实现8路无源开关节点。为了防止误动作，同时按下使能按钮11跟油泵启停按钮14，该信号通过开关量隔离栅ic3将信号传输至可编程逻辑控制器ic1，经可编程逻辑控制器ic1分析、处理后输出油泵电机ic22启动信号，从而油泵系统开始工作，由于按钮是自复位按钮，所以通过可编程逻辑控制器ic1实现自锁。同时按下使能按钮11跟解制动按钮，按照同样的原理可以使解制动电磁阀ic18得电工作，车辆解制动。单独按下前灯或者后灯按钮，该信号通过开关量隔离栅ic3隔离后进入可编程逻辑控制器ic1，通过可编程逻辑控制器ic1控制继电器通断，从而控制灯正极的通断实现前灯和后灯的亮灭。同时按下使能按钮11跟车辆前进按钮16或者后退按钮17可以将该信号按照同样的方式传输至变频驱动装置s1，变频驱动装置s1将这一信号处理后控制牵引电机ic21的旋转方向，从而实现车辆行走的方向给定。同时按下使能按钮11跟停止按钮12可以将该信号传输至变频驱动装置s1，变频驱动装置s1将该信号分析处理后控制牵引电机ic21工作停止，即车辆行走方向为空挡，即没有方向给定。给定方向后，踩油门加速踏板，电子油门踏板ic5输出模拟量电压信号，这一信号经过模拟量隔离栅ic2，传输至可编程逻辑控制器ic1，根据整车的加速曲线，可编程逻辑控制器ic1对数据进行分析处理计算后输出加速信号，该信号传输至牵引控制器ic19，实现电机的调速，从而控制整车的行走速度。车辆在行走过程中如需要紧急停车，拍下急停后，该信号传输至可编程逻辑控制器ic1，实现解制动电磁阀ic18闭锁，从而使整车紧急制动，将该急停拔出后方可正常行走。车辆在行走过程中如遇到瓦斯超标、漏电、装置门未关好信号均可传输至可编程逻辑控制器ic1，可编程逻辑控制器ic1输出跳闸信号，实现整车的跳闸断电。当蓄电池s电压低于某一值时，该值会传输至可编程逻辑控制器ic1，可编程逻辑控制器ic1控制输出报警信号，提醒蓄电池s充电。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。