单轨吊机车电控系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种单轨吊机车电控系统，包括：主驾驶模块、副驾驶模块、机车信号采集模块、限速及输出执行模块、发电及启动模块、继电器箱模块和中控模块，主驾驶模块用于根据接收到的指令控制单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能，副驾驶模块用于辅助控制单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能；机车信号采集模块用于采集单轨吊机车的多个状态数据；限速及输出执行模块用于控制单轨吊机车限速；发电及启动模块用于在单轨吊机车启动前提供初始上电电源；中控模块用于对来自机车信号采集模块的多个状态数据进行采样和处理。本发明具有控制效率高，结构简化的优点，并且可以提高系统运行的安全可靠性。
【专利说明】单轨吊机车电控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿井运输【技术领域】，特别涉及一种单轨吊机车电控系统。
【背景技术】
[0002]煤炭行业作为国家支柱产业，煤矿辅助运输对于煤矿的发展也显得更为重要。单轨吊机车作为行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备，具有机动性强、运行速度快、载重量大等特点。单轨吊机车主要用于煤矿综采工作面安装、回撤。电牵引单轨吊机车即由蓄电池为机车提供动力的一种辅助运输设备，它具有系统运行噪声小，故障率低，易于检修维护，等特点，可实现整体运输液压支架等大型设备。对于电牵引单轨吊机车，电控系统的工作性能尤为重要。
[0003]但是，现有的单轨吊机车电控系统存在结构复杂、控制效率低的缺点。并且，现有的单轨吊机车电控系统的功能过于简单，不能实现对单轨吊机车的各种状态数据的实时采集处理，从而不能及时掌握机车的当前状态。在发生故障时，无法做到对故障的及时报警和反馈，从而可能会导致安全事故的发生。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0005]为此，本发明的目的在于提出一种单轨吊机车电控系统，该电控系统采用PLC控制器，具有控制效率高，结构简化的优点，并且可以实时获取单轨吊机车的状态数据，并且根据这些状态数据及时获取机车的当前状态，在发现故障时及时发出报警，从而提高了系统运行的安全可靠性。
[0006]为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种单轨吊机车电控系统，包括:主驾驶模块、副驾驶模块、机车信号采集模块、限速及输出执行模块、发电及启动模块、继电器箱模块和中控模块，其中，所述主驾驶模块用于根据接收到的指令控制所述单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能，所述副驾驶模块用于根据接收到的指令，辅助控制所述单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能；所述机车信号采集模块用于采集所述单轨吊机车的多个状态数据，其中，所述机车信号采集模块包括多个本安传感器，每个所述本安传感器的电源线与本安电源连接，每个所述本安传感器的信号线通过隔离栅与所述中控模块的开关量输入端口和模拟量输入端口连接；所述限速及输出执行模块用于在所述单轨吊机车的车速超过预设阈值时，控制所述单轨吊机车限速，执行超速保护停机，其中所述限速及输出执行模块包括:限速行程开关，所述限速行程开关的常开触点断开；第一和第二停机电磁阀，所述限速行程开关的常开触点串联于所述第一和第二停机电磁阀的控制回路上；发电及启动模块，用于在所述单轨吊机车启动前提供初始上电电源，以及在所述钥匙开关控制所述单轨吊机车启动后启动柴油机，并由所述柴油机带动产生交流电源；继电器箱模块，用于提供本安电源；中控模块，用于对来自所述机车信号采集模块的多个状态数据进行采样和处理以控制所述单轨吊机车的输出动作，以及在检测到所述状态数据超标或出现故障点时，控制相应电气件断电，并发送报警输出指令。
[0007]根据本发明实施例的单轨吊机车电控系统，具有控制效率高，结构简化的优点，并且可以实时获取单轨吊机车的状态数据，并且根据这些状态数据及时获取机车的当前状态，在发现故障时及时发出报警，从而提高了系统运行的安全可靠性。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述主驾驶模块包括:隔爆型电控箱；第一液晶触摸屏，用于通过通讯接口与所述中控模块进行双向通信并在线实时显示所述中控模块发送的数据；报警器，用于在接收到所述中控模块的报警输出指令时发出报警信号；钥匙开关，用于在有预设电压值的直流电通过时控制所述所述单轨吊机车执行上电、断电和启动功能；急停按钮开关，所述急停按钮开关与所述限速及输出执行模块的第一停机电磁阀和第二停机电磁阀的控制回路相连，用于在接收到急停指令时，控制所述单轨吊机车执行停机保护功能；其中，所述第一液晶触摸屏、所述报警器、所述钥匙开关、所述急停按钮开关设置在所述隔爆型电控箱内。
[0009]在本发明的另一个实施例中，所述副驾驶模块包括:第二液晶触摸屏，所述第二液晶触摸屏与所述第一液晶触摸屏进行通信，用于显示所述第一液晶触摸屏发送的数据。
[0010]此外，所述第一停机电磁阀为空气开关电磁阀，所述第二停机电磁阀为燃油截止阀。
[0011]并且，所述机车信号采集模块包括:转速传感器、车速传感器、第一和第二前进传感器、第一和第二后退传感器、表面温度传感器、冷却水温度传感器、排气温度传感器、机油温度传感器、液压油温度传感器、机油压力传感器、燃油箱液位传感器、水箱液位传感器、液压主泵压力传感器、液压制动压力传感器、液压夹紧压力传感器、液压补油泵压力传感器、液压油箱液位传感器、甲烷浓度传感器、角度传感器和坡度传感器。
[0012]在本发明的再一个实施例中，所述发电及启动模块包括:发电机，用于在所述单轨吊机车启动后在柴油机的带动下产生交流电源；调节器，用于对所述交流电源进行整流和稳压以生成直流电源；隔爆主令开关；隔爆蓄电池箱，所述隔爆蓄电池箱通过所述隔爆主令开关实现与所述中控模块的电气通断，并在所述单轨吊机车启动前，所述隔爆蓄电池箱通过所述隔爆主令开关提供所述初始上电电源，所述隔爆蓄电池箱接收所述调节器生成的直流电源的充电；隔爆型启动机，其中，在所述单轨吊机车启动后，控制所述隔爆型启动机的主线圈和控制线圈以控制所述柴油机启动。
[0013]进一步，所述发电机、所述调节器、所述隔爆主令开关、所述隔爆蓄电池箱和所述隔爆型启动机均为隔爆型。
[0014]并且，所述中控模块为PLC可编程逻辑控制器。
[0015]此外，所述继电器箱模块包括:本安电源，所述本安电源的电源线与所述机车信号采集模块的多个本安传感器的电源线连接；第一继电器，用于控制所述单轨吊机车上电和断电；第二继电器，用于控制柴油机启动。
[0016]进一步，所述中控模块和所述继电器箱模块设置于隔爆型电控箱内部。
[0017]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】[0018]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图I为根据本发明实施例的单轨吊机车电控系统的示意图；
[0020]图2为根据本发明实施例的主驾驶模块的示意图；
[0021]图3为根据本发明实施例的副驾驶模块的示意图；
[0022]图4为根据本发明实施例的第一机车信号采集单元的示意图；
[0023]图5为根据本发明实施例的第二机车信号采集单元的示意图；
[0024]图6为根据本发明实施例的限速及输出执行模块的示意图；
[0025]图7为根据本发明实施例的发电及启动模块的示意图；
[0026]图8为根据本发明实施例的继电器箱模块的示意图；
[0027]图9为根据本发明实施例的中控模块的示意图；
[0028]图10为根据本发明实施例的中控模块的PLC及第一信号隔离器的示意图；
[0029]图11为根据本发明实施例的中控模块的继电器单元的示意图；
[0030]图12为根据本发明实施例的中控模块的第一至第三扩展单元的示意图；以及
[0031]图13为根据本发明实施例的中控模块的第二信号隔离器的示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0033]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]下面参考图I至图13描述根据本发明实施例的单轨吊机车电控系统。
[0036]如图I所示，本发明实施例的单轨吊机车电控系统包括主驾驶模块100、副驾驶模块200、机车信号采集模块300、限速及输出执行模块400、发电及启动模块500、继电器箱模块600和中控模块700。其中，主驾驶模块100和副驾驶模块200进行通信，继电器箱模块600和中控模块700设置于一个隔爆型电控箱内。并且，中控模块700与主驾驶模块100、副驾驶模块200、机车信号采集模块300、限速及输出执行模块400、发电及启动模块500连接。在本发明的一些不例中，中控模块700可以为PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)。
[0037]下面分别对各个功能模块的电路结构和执行功能进行描述。
[0038]图2为主驾驶模块100的示意图。[0039]主驾驶模块100可以根据接收到的指令控制单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警等功能。其中，指令可以由驾驶员发出。如图2所示，主驾驶模块100包括隔爆型电控箱、第一液晶触摸屏I、报警器2、钥匙开关3和急停按钮开关4、前大灯控制开关
5、驻车开关6、喇叭按钮开关7和喇叭8等。其中，报警器2和喇叭8均通过隔爆喇叭口引接到隔爆型电控箱的外部。
[0040]具体地，第一液晶触摸屏I可以通过RS232通讯接口与中控模块700进行双向通信并在线实时显示中控模块700发送的数据。换言之，第一液晶触摸屏I可以与中控模块700实现双方数据交换并可以在线实时显示相关数据。
[0041]报警器2可以在接收到中控模块700的报警输出指令时发出报警信号。具体地，报警器2包括本安蜂鸣器和发光二极管。当检测到数据超标或出现故障点时，中控模块700控制Y007输出端口控制中间继电器KA7线圈，其KA7触点连接到本安电源i24V从而输出本安信号源bjq+，并将其连接到报警器2，从而实现声光报警功能。其中，中间继电器KA7可以实现本安与非本安电路隔离功能。
[0042]钥匙开关3可以在有预设电压值的直流电压通过时控制单轨吊机车执行上电、断电和启动功能。其中，预设电压值可以为24V。换言之，在有直流24V0经过钥匙开关3控制输出24T及24Q信号，并分别控制继电器箱模块600中的第一继电器KMl的线圈和第二继电器KM2的线圈，继而实现系统的上电断电功能和机车启动功能。
[0043]急停按钮开关4与限速及输出执行模块400的第一和第二停机电磁阀的控制回路相连，可以在接收到急停指令时，控制单轨吊机车执行停机保护功能。
[0044]前大灯控制开关5，通过此开关控制QDD信号并将其接到中控模块700的X004输入端口，用于控制前大灯42和后信号灯43。
[0045]驻车开关6，通过此开关控制ZHC信号并将其接到中控模块700的X005输入端口，用于控制驻车电磁阀49。
[0046]喇叭按钮开关7，通过此开关直接控制喇叭8。在本发明的一个示例中，本发明实施例的喇叭采用浇封防爆型式。
[0047]需要说明的是，第一液晶触摸屏I、报警器2、钥匙开关3、急停按钮开关4、前大灯控制开关5、驻车开关6、喇叭按钮开关7和喇叭8均设置在隔爆型电控箱内。
[0048]图3为副驾驶模块200的示意图。其中，副驾驶模块200原理和组成与主驾驶室模块100基本相同。副驾驶模块200可以根据接收到的指令，辅助控制单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警等功能。
[0049]具体地，副驾驶模块200包括第二液晶触摸屏9、报警器10、钥匙开关11、急停按钮开关12、后大灯控制开关13、驻车开关14、喇叭按钮开关15、喇叭16。
[0050]其中，副驾驶模块200在电气连线上与主驾驶室模块100不同。第二液晶触摸屏9通过RS422通讯接口与第一液晶触摸屏I进行通信，可以显示第一液晶触摸屏I发送的数据，从而实现机车各种数据显示功能。
[0051]后大灯控制开关13，此开关控制HDD信号并将其接到中控模块700的X006输入端口，用于控制后大灯44和前信号灯45。
[0052]机车信号采集模块包括第一机车信号采集单元310和第二机车信号采集单元320。图4和图5分别示出了第一机车信号采集单元310和第二机车信号采集单元320的结构。
[0053]机车信号采集模块可以采集单轨吊机车的多个状态数据。其中，机车信号采集模块包括多个本安传感器，每个本安传感器的电源线与本安电源连接，并且每个本安传感器的信号线通过隔离栅与中控模块700的开关量输入端口和模拟量输入端口连接。其中，部分本安传感器设置于第一机车信号米集单兀310,另一部分本安传感器设置于第二机车信号采集单元320。
[0054]在本发明的一些示例中，第一机车信号采集单元310包括：转速传感器17、车速传感器18、第一前进传感器19及第二前进传感器20、第一后退传感器21及第二后退传感器22。
[0055]转速传感器17，安装在防爆柴油机传动轮附近，用于测量柴油机的运转转速。
[0056]车速传感器18，安装在主驾驶室上侧，用于测量机车的行驶速度。
[0057]第一前进传感器19及第二前进传感器20，分别安装在主、副驾驶室档位操控盒内，用于检测机车前进挡位信号。
[0058]第一后退传感器21及第二后退传感器22，分别安装在主、副驾驶室档位操控盒内，用于检测机车后退挡位信号。
[0059]第二机车信号采集单元320包括：表面温度传感器23、冷却水温度传感器24、排气温度传感器25、机油温度传感器26、液压油温度传感器27、机油压力传感器28、燃油箱液位传感器29、水箱液位传感器30、液压主泵压力传感器31、液压制动压力传感器32、液压夹紧压力传感器33、液压补油泵压力传感器34、液压油箱液位传感器35、甲烷浓度传感器36、角度传感器37、坡度传感器38。
[0060]其中，表面温度传感器23，安装在防爆柴油机的机壳上表面，用于测量柴油机表面温度。
[0061]冷却水温度传感器24，安装在排气弯管走水层面，用于测量柴油机冷却水温度。
[0062]排气温度传感器25，安装在废气处理箱废气排口处，用于测量柴油机排气温度。
[0063]机油温度传感器26，安装在防爆柴油机机油舱处，用于测量柴油机的机油温度。
[0064]液压油温度传感器27，安装液压油箱上，用于测量液压系统中液压油温度。
[0065]机油压力传感器28，安装在防爆柴油机机油舱处，用于测量柴油机的机油压力值。
[0066]燃油箱液位传感器29，安装在防爆柴油机用燃油箱上，用于测量柴油机燃油箱内燃油液位高度。
[0067]水箱液位传感器30，安装在废气处理箱上，用于测量柴油机废气处理箱的水位高度。
[0068]液压主泵压力传感器31，安装在液压主泵上，用于测量液压主系统的压力值。
[0069]液压制动压力传感器32，安装在制动缸主回路上，用于测量液压系统制动装置的压力值。
[0070]液压夹紧压力传感器33，安装在加紧缸主回路上，用于测量液压系统中的夹紧装置压力值。
[0071]液压补油泵压力传感器34，安装在液压补油泵上，用于测量液压补油系统压力值。
[0072]液压油箱液位传感器35，安装在液压油箱上，用于测量液压油箱的油位高度。
[0073]甲烷浓度传感器36，安装在主驾驶室内，用于检测矿井现场的甲烷浓度值。[0074]角度传感器37，安装在机车外框架上，用于检测机车的拐弯角度。
[0075]坡度传感器38，安装在机车外框架上，用于检测机车行驶的上下坡角度值。
[0076]机车信号采集模块中的所有本安传感器的电源线与i24V本安电源连接，中控模块700的开关量输入端口和模拟量输入端口通过隔离栅与各个本安传感器的信号线相连接，其连接关系如下：
[0077]开关量信号输入：
[0078](I)输入端X000连接转速传感器17的信号线，
[0079](2)输入端XOOl连接车速传感器18的信号线。
[0080](3)输入端X002连接第一前进传感器19和第二前进传感器20 (行程开关）的相
应信号线。
[0081](4)输入端X003连接第一后退传感器21和第二后退传感器22 (行程开关）的相应信号线。
[0082]模拟量信号输入：
[0083]( I)第一扩展单元720
[0084]I) CHl通道Vl+和11+接表面温度传感器23的信号端，COMl接表面温度传感器23的负极端，此隔离栅将热电阻信号转成电流信号。
[0085]2) CH2通道V2+和12+接冷却水温度传感器24的信号端，COM2接冷却水温度传感器24的负极端，此隔离栅将热电阻信号转成电流信号。
[0086]3) CH3通道V3+和13+接排气温度传感器25的信号端，COM3接排气温度传感器25的负极端，此隔离栅将热电阻信号转成电流信号。
[0087]4) CH4通道V4+和14+接机油温度传感器26的信号端，COM4接机油温度传感器26的负极端，此隔离栅将热电阻信号转成电流信号。
[0088]5) CH5通道V5+和15+接液压油温度传感器27的信号端，C0M5接液压油温度传感器27的负极端，此隔离栅将热电阻信号转成电流信号。
[0089]6) CH6通道V6+和16+接机油压力传感器28的信号端，C0M6接机油压力传感器28的负极端。
[0090]7) CH7通道V7+和17+接燃油箱液位传感器29的信号端，C0M7接燃油箱液位传感器29的负极端。
[0091]8) CH8通道V8+和18+接水箱液位传感器30的信号端，C0M8接水箱液位传感器30的负极端。
[0092](2)第二扩展单元730
[0093]I) CHl通道V+和I+接液压主泵压力传感器31的信号端，VI-接液压主泵压力传感器31的负极端。
[0094]2) CH2通道V+和I+接液压制动压力传感器32的信号端，VI-接液压制动压力传感器32的负极端。
[0095]3) CH3通道V+和I+接液压夹紧压力传感器33的信号端，VI-接液压夹紧压力传感器33的负极端。
[0096]4)CH4通道V+和I+接液压补油泵压力传感器34的信号端，VI-接液压补油泵压力传感器34的负极端。[0097](3 )第三扩展单元740
[0098]I) CHl通道V+和I+接液压油箱液位传感器35的信号端，VI-接液压主泵压力传感器35的负极端。
[0099]2)CH2通道V+和I+接甲烷浓度传感器36的信号端，VI-接甲烷浓度传感器36的负极端。
[0100]3) CH3通道V+和I+接角度传感器37的信号端，VI-接角度传感器37的负极端。
[0101]4) CH4通道V+和I+接坡度传感器38的信号端，VI-接坡度传感器38的负极端。
[0102]图6为限速及输出执行模块400的示意图。
[0103]限速及输出执行模块400可以在单轨吊机车的车速超过预设阈值时，控制单轨吊机车限速并执行超速保护停机功能。
[0104]具体地，限速及输出执行模块400包括限速行程开关39、第一停机电磁阀40和第二停机电磁阀41、前大灯42、后信号灯43、后大灯44、前信号灯45、机车前进电磁阀46、机车后退电磁阀47、液压急停电磁阀48、驻车电磁阀49。
[0105]在本发明的一个实例中，第一停机电磁阀40可以为空气开关电磁阀，第二停机电磁阀41可以为燃油截止阀。
[0106]其中，单轨吊机车利用离心限速释放器触发限速行程开关39，使其常开触点XS断开。需要说明的是，正常运行时，该限速行程开关39被外部结构压置位。并且，将常开触点XS直接串联在空气开关电磁阀40和燃油截止阀41的控制回路上，从而实现机车超速保护停机功能。
[0107]需要说明的是，限速及输出执行模块400中的各个电气元件的防爆模式均为隔爆型。
[0108]可编程控制器PLC700开关量输出端口通过继电器单元770与限速及输出执行模块400的各个装置进行连接，其连接关系如下：
[0109](I)输出端Y000控制继电器ΚΑ0，电源24V2经KAO的常开触点KAO连接空气开关电磁阀40和燃油截止阀41的控制线圈的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0110](2)输出端YOOl控制继电器KA1，电源24V2经KAl的常开触点KAl连接前照灯42和后信号灯43的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0111](3)输出端Y002控制继电器KA2，电源24V2经KA2的常开触点KA2连接后照灯44、前信号灯45的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0112](4)输出端Y003控制继电器KA3，电源24V2经KA3的常开触点KA3连接机车前进电磁阀46的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0113](5)输出端Y004控制继电器KA4，电源24V2经KA4的常开触点KA4连接机车后退电磁阀47的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0114](6)输出端Y005控制继电器KA5，电源24V2经KA5的常开触点KA5连接液压急停电磁阀48的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0115](7)输出端Y006控制继电器KA6，电源24V2经KA6的常开触点KA6连接驻车电磁阀49的正极端子上，其负极端子连接24V-。
[0116]图7为发电及启动模块500的示意图。
[0117]发电及启动模块500可以在单轨吊机车启动前提供初始上电电源，在钥匙开关控制单轨吊机车启动后启动柴油机，并由柴油机带动产生交流电源。
[0118]具体地，发电及启动模块500包括：发电机50、调节器51、隔爆主令开关53、隔爆蓄电池箱52和隔爆型启动机54。隔爆主令开关53可以实现隔爆蓄电池箱52与系统的电气通断功能。具体地，当单轨吊机车未启动前，蓄电池箱52通过隔爆主令开关53为系统的初始上电提供电源，上电后系统检测各种机车数据，如果机车无故障点则可以直接启动机车。当机车运行启动之后柴油机带动发电机50旋转产生交流电源，此交流电源经调节器51整流、稳压后输出直流24V电源以便为系统供电同时实现对隔爆蓄电池箱52的充电功能。其中系统上电和机车启动是通过钥匙开关对继电器箱模块600中的第一继电器KMl和第二继电器KM2线圈控制，继而实现分别对隔爆型启动机54的主线圈和控制线圈的控制从而启动柴油机。
[0119]在本发明的一些实施例中，上述发电机、调节器、隔爆主令开关、隔爆蓄电池箱和隔爆型启动机均为隔爆型。
[0120]图8为继电器箱模块600的示意图。
[0121]继电器箱模块600可以提供本安电源。具体地，继电器箱模块600包括本安电源、第一继电器KMl和第二继电器KM2，其中本安电源的电源线与机车信号采集模块的多个本安传感器的电源线连接。第一继电器KMl可以控制单轨吊机车上电和断电。第二继电器KM2可以控制柴油机启动。
[0122]在本发明的一个实施例中，本安电源可以为系统外围的各个本安传感器提供本安电源。
[0123]在本发明的又一个实施例中，继电器箱模块600进一步包括方便配线用的接线端子和保险管等。
[0124]图9为中控模块700的示意图。中控模块700可以对来自机车信号采集模块的多个状态数据进行采样和处理以控制单轨吊机车的输出动作，并且在检测到上述状态数据超标或出现故障点时，控制相应的电气件断电，并发送报警输出指令。具体地，中控模块700包括：PLC芯片710、第一扩展单元720、第二扩展单元730和第三扩展单元740、第一信号隔离器750、第二信号隔离器760和继电器单元770。其中，中控模块700为PLC可编程逻辑控制器。
[0125]首先，中控模块700所用的24V直流电源和本安电源均来自于继电器箱模块600。图10和图12中示出了 PLC芯片710、第一信号隔离器750和第一扩展单元720、第二扩展单元730、第三扩展单元740的结构。在本发明的一个实施例中，上述结构可以采用型号为FX2N—16MR的PLC配加模拟量扩展模块。
[0126]如图10和图13所示，在本发明的一些示例中，第一信号隔离器750和第二信号隔离器760为本安信号隔离栅。
[0127]具体地，中控模块700可以对机车信号采集模块采集的状态数据进行收集取样，然后进行运算处理，根据运算处理的结果控制输出和报警，并与主驾驶模块100的第一液晶触摸屏I实现数据交换和显示，从而可以便于为工程调试者和驾驶司机提供各种数据。
[0128]进一步，当中控模块700检测到柴油机发生故障时，系统控制空气开关电磁阀40和燃油截止阀41断电，从而使得单轨吊机车停止运行并报警。当中控模块700检测到液压系统故障时，系统控制液压急停电磁阀48断电，从而使得单轨吊机车紧急制动并报警。当中控模块700检测到整车控制点故障时，系统控制机车前进电磁阀46和机车后退电磁阀47失电，从而使得单轨吊机车无法运行，同时进行报警处理。
[0129]并且，中控模块700为防止非本安电路对本安电路的防爆影响，在本安电路与非本安电路之间安装本安型隔离栅来对本安与非本安电路进行电气隔离。并且，如图11所示，为了保护中控模块700的接口的安全，在中控模块输出端口安装相应的继电器单元770。
[0130]在本发明的一些实施例中，继电器箱模块600和中控模块700设置于隔爆型电控箱内部。换言之，在隔爆型电控箱内部分隔成继电器箱模块600和中控模块700。
[0131]根据本发明实施例的单轨吊机车电控系统，采用PLC控制器，具有控制效率高，结构简化的优点，并且可以实时获取单轨吊机车的状态数据，并且根据这些状态数据及时获取机车的当前状态，在发现故障时及时发出报警，从而提高了系统运行的安全可靠性。
[0132]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA)，现场可编程门阵列（FPGA)等。
[0133]本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0134]此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0135]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0136]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0137]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【权利要求】
1.一种单轨吊机车电控系统，其特征在于，包括:主驾驶模块、副驾驶模块、机车信号采集模块、限速及输出执行模块、发电及启动模块、继电器箱模块和中控模块，其中， 所述主驾驶模块用于根据接收到的指令控制所述单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能， 所述副驾驶模块用于根据接收到的指令，辅助控制所述单轨吊机车执行上电、启动、急停停机保护和报警功能； 所述机车信号采集模块用于采集所述单轨吊机车的多个状态数据，其中，所述机车信号采集模块包括多个本安传感器，每个所述本安传感器的电源线与本安电源连接，每个所述本安传感器的信号线通过隔离栅与所述中控模块的开关量输入端口和模拟量输入端口连接； 所述限速及输出执行模块用于在所述单轨吊机车的车速超过预设阈值时，控制所述单轨吊机车限速，执行超速保护停机，其中所述限速及输出执行模块包括: 限速行程开关，所述限速行程开关的常开触点断开； 第一和第二停机电磁阀，所述限速行程开关的常开触点串联于所述第一和第二停机电磁阀的控制回路上； 发电及启动模块，用于在所述单轨吊机车启动前提供初始上电电源，以及在所述钥匙开关控制所述单轨吊机车启动后启动柴油机，并由所述柴油机带动产生交流电源； 继电器箱模块，用于提供本安电源；以及 中控模块，用于对来自所述机车信号采集模块的多个状态数据进行采样和处理以控制所述单轨吊机车的输出动作，以及在检测到所述状态数据超标或出现故障点时，控制相应电气件断电，并发送报警输出指令`。
2.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述主驾驶模块包括: 隔爆型电控箱； 第一液晶触摸屏，用于通过通讯接口与所述中控模块进行双向通信并在线实时显示所述中控模块发送的数据； 报警器，用于在接收到所述中控模块的报警输出指令时发出报警信号； 钥匙开关，用于在有预设电压值的直流电通过时控制所述所述单轨吊机车执行上电、断电和启动功能； 急停按钮开关，所述急停按钮开关与所述限速及输出执行模块的第一停机电磁阀和第二停机电磁阀的控制回路相连，用于在接收到急停指令时，控制所述单轨吊机车执行停机保护功能； 其中，所述第一液晶触摸屏、所述报警器、所述钥匙开关、所述急停按钮开关设置在所述隔爆型电控箱内。
3.如权利要求2所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述副驾驶模块包括:第二液晶触摸屏，所述第二液晶触摸屏与所述第一液晶触摸屏进行通信，用于显示所述第一液晶触摸屏发送的数据。
4.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述第一停机电磁阀为空气开关电磁阀，所述第二停机电磁阀为燃油截止阀。
5.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述机车信号采集模块包括:转速传感器、车速传感器、第一和第二前进传感器、第一和第二后退传感器、表面温度传感器、冷却水温度传感器、排气温度传感器、机油温度传感器、液压油温度传感器、机油压力传感器、燃油箱液位传感器、水箱液位传感器、液压主泵压力传感器、液压制动压力传感器、液压夹紧压力传感器、液压补油泵压力传感器、液压油箱液位传感器、甲烷浓度传感器、角度传感器和坡度传感器。
6. 如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述发电及启动模块包括: 发电机，用于在所述单轨吊机车启动后在柴油机的带动下产生交流电源； 调节器，用于对所述交流电源进行整流和稳压以生成直流电源； 隔爆主令开关； 隔爆蓄电池箱，所述隔爆蓄电池箱通过所述隔爆主令开关实现与所述中控模块的电气通断，并在所述单轨吊机车启动前，所述隔爆蓄电池箱通过所述隔爆主令开关提供所述初始上电电源，所述隔爆蓄电池箱接收所述调节器生成的直流电源的充电； 隔爆型启动机，其中，在所述单轨吊机车启动后，控制所述隔爆型启动机的主线圈和控制线圈以控制所述柴油机启动。
7.如权利要求6所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述发电机、所述调节器、所述隔爆主令开关、所述隔爆蓄电池箱和所述隔爆型启动机均为隔爆型。
8.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述中控模块为PLC可编程逻辑控制器。
9.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述继电器箱模块包括: 本安电源，所述本安电源的电源线与所述机车信号采集模块的多个本安传感器的电源线连接； 第一继电器，用于控制所述单轨吊机车上电和断电；以及 第二继电器，用于控制柴油机启动。
10.如权利要求1所述的单轨吊机车电控系统，其特征在于，所述中控模块和所述继电器箱模块设置于隔爆型电控箱内部。
【文档编号】B61L23/00GK103481915SQ201310468278
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】郭光明, 李长伟, 扈弘 申请人:北京凯润机电设备制造有限责任公司