专利名称：单轨吊车智能监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型主要用于防爆蓄电池单轨吊车的监测，具体涉及一种单轨吊车智能监 测系统。
技术背景防爆蓄电池单轨吊车，是一种煤矿井下辅助运输设备。它行驶在巷道顶部的单轨 上，不仅能运送材料、人员和设备，还可以完成井下设备的简单提升、吊装等工作，是一种多 功能、高效率、多用途的井下辅助运输车辆。它的电池不能进行监测，不能有效地进行维护， 常因无电搁车；机电液故障不能及时显示，没有故障自诊断及查询，维修时间较长。
发明内容本实用新型提供能够实时监测单轨吊车运行状况的一种单轨吊车智能监测系统。本实用新型由主控制监测装置和蓄电池监测装置组成，主控制监测装置由开关量 输入单元、开关量输出单元、数据采集单元、422通讯单元、485通讯单元和CPU组成，开关 量输入单元的输入连接操作部分、瓦斯监测、压力信号的输出，开关量输入单元的输出连接 CPU的输入，CPU连接开关量输出单元，开关量输出单元的输出连接压力系统、驱动系统1、 驱动系统2的输入，数据采集单元的输出连接CPU，数据采集单元的输入连接驱动系统1的 输出，CPU连接485通讯单元、422通讯单元，422通讯单元通过422通讯隔板连接显示器， 485通讯单元与蓄电池监测装置中的485通讯单元连接。主控制监测装置通过主控模块(FX2N-48M模块)、输入扩展模块(FX2N-16X模 块)、模数转换模块(FX2N-8AD模块)与2个瓦斯仪输出触点、2个选择开关、12个按钮、 8个压力开关、11个中间继电器、28个输出继电器、6个发光二极管、2个脚踏开关和一个变 频器频率检出触点实现，其中FX2N-48MR模块的XO脚接选择开关的1脚，Xl脚接选择开关 的2脚，X2脚接脚踏开关的1脚，X3脚接选择开关的1脚，X4脚接选择开关的2脚，X5脚 接脚踏开关的1脚，X6脚接按钮的1脚，X7脚接按钮的1脚，XlO脚接按钮的1脚，Xll脚 接按钮的1脚，X12脚接按钮的1脚，X13脚接按钮的1脚，X14脚接按钮的1脚，X15脚接 按钮的1脚，X16脚接按钮的1脚，X17脚接按钮的1脚，X20脚接按钮的1脚，X21脚接按 钮的1脚，X22脚接瓦斯检测输出触点的1脚，X23脚接增压脚踏的1脚，X24脚接U4的MB 脚，X25脚U3的MB脚，X26脚接按钮的1脚，输出继电器Y4脚接发光二极管的1脚，输出继 电器Y5脚接中间继电器KAll的+24V脚，输出继电器Y6脚接中间继电器KA12的+24V脚， 输出继电器Y7的1脚接中间继电器KA13的+24V脚，输出继电器YlO接中间继电器KAl的 +24V脚，输出继电器Yll脚接中间继电器KA2的+24V脚，输出继电器Y12脚接中间继电器 KA3的+24V脚，输出继电器Y13脚接中间继电器KA4的+24V脚，输出继电器Y14脚接中间 继电器KA5的+24V脚，输出继电器Y15脚接中间继电器KA6的+24V脚，输出继电器Y16脚 接中间继电器KA7的+24V脚，输出继电器Y17脚接中间继电器KA8的+24V脚，输出继电器 Y20脚接发光二极管HLll的1脚，输出继电器Y21脚接发光二极管HL12的1脚，输出继电器Y22脚接发光二极管HL13的1脚，输出继电器Y23的1脚接发光二极管HL14的1脚，输 出继电器Y27脚接发光二极管HL15的1脚；FX2N-16X模块的X31脚接压力开关SPl的1 脚，X32脚接压力开关SP2的1脚，X33脚接压力开关SP3的1脚，X34脚接压力开关SP4的 1脚，X35脚接压力开关SP5的1脚，X36脚接压力开关SP6的1脚，X37脚接压力开关SP7 的1脚；FX2N-8AD模块的Vl脚接U4的FM脚，V2脚接U3的FM脚，V3脚接互感器1的OV 脚，V4脚接互感器2的OV脚，V5脚接互感器3的OV脚，V6脚接互感器4的OV脚，V7脚接 互感器5的OV脚，V8脚接互感器6的OV脚，Il脚空，12脚空，13脚接V3，14脚接V4，15 脚接 V5，16 脚接 V6，17 脚接 V7，18 脚接 V8，C0M1 脚、COM2 脚、COM3 脚接、COM4 脚、C0M5 脚、 C0M6脚、C0M7脚、C0M8脚串联接到开关电源Ul的0V。其中，开关量输入单元采集单轨吊车操作部分的动作信号、井下瓦斯信号和变频 器压力信号；开关量输出信号驱动单轨吊车液压装置的电磁阀和两个驱动装置，驱动装置 驱动油泵电机和行走电机，油泵电机驱动液压装置；数据采集单元采集行走电机的电流信 号和驱动装置的速度、母线电压信号，通过485通讯单元与蓄电池监测装置的485 口通讯， 实现蓄电池监测装置的数据上传；通过422通讯单元与主显示装置的422 口通讯，实现控制 监测中心与显示装置的数据交互；通过主显示装置的485 口与从显示装置的485 口通讯，实 现主显示装置和从显示装置的数据交互。蓄电池监测装置由CPU单元、485通讯单元、检测单元、放电单元和LED显示单元、 电源单元组成，其中电源单元的输入连接蓄电池组的输出，电源单元的输出连接检测单元、 放电单元的输入，放电单元的输出连接CPU单元、检测单元的输入，检测单元的输出连接 CPU单元的输入，被检测项目线路的输出连接检测单元的输入。CPU单元由LPC2468模块、电源部分、通讯部分、显示部分组成，检测单元由电源部 分、检测部分、控制部分组成，放电单元由电源部分、测量部分、控制部分、运放部分组成。其中检测单元采集蓄电池组的电流、电压信号和总电压、总电流、温度、放电电流 的信号，通过CPU的模糊运算，得出蓄电池的容量值和内阻值；LED显示单元实现各个参数 的显示和相关的参数设置；485通讯单元实现与主控制监测装置的数据交互。由于机车有两个司机室，所以本实用新型设有两套显示装置，为主显示装置和从 显示装置，主显示装置与主控制装置通过422方式实现通讯，主显示装置与从显示装置通 过485方式实现通讯。主显示装置与从显示装置同步显示机车各种参数，同时可以实现故 障的自动报警。主控制监测装置主要功能是监测各种操作动作信号、采集各个电机的电流模拟信 号、液压装置的压力信号、行走变频器的频率输出信号和蓄电池电压信号，通过控制器的运 算输出各种执行信号。同时利用422 口与显示装置422 口通讯，实现数据的相互传递。蓄电池监测装置主要用来监测蓄电池组的各个参数，实现增加蓄电池组的使用寿 命的功能。蓄电池监测装置主要监测蓄电池组的容量、电压、电流和内阻，而且用LCD实现 各个参数的显示，同时可以通过485通讯口与主控制监测装置的485 口实现数据传递。本实用新型对单轨吊车的液压系统、驱动系统、蓄电池进行监测，并对其监测点进 行逻辑运算、分析，输出故障自诊断结果，通过触摸液晶屏显示来提供实时故障及维修指 导，同时在机车室显示各种参数电压、各电机电流、温度、速度、运行公里、制动压力、夹紧 压力、装置压力、故障记录、电瓶充放电状态、输入输出点状态。显示界面人性化，为维护维
4修提供科学依据，并能保障蓄电池勿过充过放现象，使蓄电池得到保护，从而延长了蓄电池 的使用寿命。
图1是本实用新型实施例的结构方框图。图2是本实用新型实施例的电路原理图。图3是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的CPU单元的CPU模块的电路图。图4是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的CPU单元的电源部分的电路图。图5是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的CPU单元的通讯部分的电路图。图6是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的CPU单元的显示部分的电路图。图7是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的电源部分其中一部分 的电路图。图8是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的电源部分的另一部分 电路图。图9是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的测量部分的电路图。图10是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的控制部分的电路图。图11是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的运放部分的电路图。图12是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的放电单元的电路图。图13是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的检测单元的检测部分的电路图。图14是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的检测单元的电源部分的电路图。图15是本实用新型实施例中蓄电池监测装置的检测单元的控制部分的电路图。图中U1——主控模块，U2——模数转换模块，U3——输入扩展模块，U4、U5—— 变频器，SAU SA2——选择开关，SQU SQ2——瓦斯仪输出触点，QDU QD2——脚塌开关，
QD3——变频器频率检出触点，SBl.......SB13——按钮，SPl......SP8——压力开关，
KAl......KA13——中间继电器，YO......Y27——输出继电器，HL14——发光二极管，FUU
FU2——熔断器，QSl——隔离开关，KMl-接触器，1——主控制监测装置，2——电池监测装 置，“ib”——本安电源，Ml——油泵电动机，M2——牵引电动机。
具体实施方式
实施例图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、
图14、图15所示，本实施例由主控制监测装置1和蓄电池监测装置2组成，主控制监测装置 由开关量输入单元、开关量输出单元、数据采集单元、422通讯单元、485通讯单元和CPU组 成，开关量输入单元的输入连接操作部分、瓦斯监测、压力信号的输出，开关量输入单元的 输出连接CPU的输入，CPU连接开关量输出单元，开关量输出单元的输出连接压力系统、驱 动系统1、驱动系统2的输入，数据采集单元的输出连接CPU，数据采集单元的输入连接驱动 系统1的输出，CPU连接485通讯单元、422通讯单元，422通讯单元连接显示器，485通讯单 元与电池监测装置中的485通讯单元连接；蓄电池监测装置由CPU、485通讯单元、数据采集 单元、操作单元和显示单元组成，其中485通讯单元、数据采集单元、操作单元和显示单元 均与CPU连接，数据采集单元连接蓄电池组。[0031]主控制监测装置通过主控模块(FX2N-48M模块)、输入扩展模块(FX2N-16X模 块)、模数转换模块(FX2N-8AD模块)与2个瓦斯仪输出触点、2个选择开关、12个按钮、 8个压力开关、11个中间继电器、28个输出继电器、6个发光二极管、2个脚踏开关和一个变 频器频率检出触点实现，其中FX2N-48MR模块的XO脚接选择开关的1脚，Xl脚接选择开关 的2脚，X2脚接脚踏开关的1脚，X3脚接选择开关的1脚，X4脚接选择开关的2脚，X5脚 接脚踏开关的1脚，X6脚接按钮的1脚，X7脚接按钮的1脚，XlO脚接按钮的1脚，Xll脚 接按钮的1脚，X12脚接按钮的1脚，X13脚接按钮的1脚，X14脚接按钮的1脚，X15脚接 按钮的1脚，X16脚接按钮的1脚，X17脚接按钮的1脚，X20脚接按钮的1脚，X21脚接按 钮的1脚，X22脚接瓦斯检测输出触点的1脚，X23脚接增压脚踏的1脚，X24脚接U4的MB 脚，X25脚U3的MB脚，X26脚接按钮的1脚，输出继电器Y4脚接发光二极管的1脚，输出继 电器Y5脚接中间继电器KAll的+24V脚，输出继电器Y6脚接中间继电器KA12的+24V脚， 输出继电器Y7的1脚接中间继电器KA13的+24V脚，输出继电器YlO接中间继电器KAl的 +24V脚，输出继电器Yll脚接中间继电器KA2的+24V脚，输出继电器Y12脚接中间继电器 KA3的+24V脚，输出继电器Y13脚接中间继电器KA4的+24V脚，输出继电器Y14脚接中间 继电器KA5的+24V脚，输出继电器Y15脚接中间继电器KA6的+24V脚，输出继电器Y16脚 接中间继电器KA7的+24V脚，输出继电器Y17脚接中间继电器KA8的+24V脚，输出继电器Y20脚接发光二极管HLll的1脚，输出继电器Y21脚接发光二极管 HL12的1脚，输出继电器Y22脚接发光二极管HL13的1脚，输出继电器Y23的1脚接发光 二极管HL14的1脚，输出继电器Y27脚接发光二极管HL15的1脚；FX2N-16X模块的X31脚接压力开关SPl的1脚，X32脚接压力开关SP2的1脚， X33脚接压力开关SP3的1脚，X34脚接压力开关SP4的1脚，X35脚接压力开关SP5的1 脚，X36脚接压力开关SP6的1脚，X37脚接压力开关SP7的1脚；FX2N-8AD模块的Vl脚接U4的FM脚，V2脚接U3的FM脚，V3脚接互感器1的OV 脚，V4脚接互感器2的OV脚，V5脚接互感器3的OV脚，V6脚接互感器4的OV脚，V7脚接 互感器5的OV脚，V8脚接互感器6的OV脚，Il脚空，12脚空，13脚接V3，14脚接V4，15 脚接 V5，16 脚接 V6，17 脚接 V7，18 脚接 V8，C0M1 脚、COM2 脚、COM3 脚接、COM4 脚、C0M5 脚、 C0M6脚、C0M7脚、C0M8脚串联接到开关电源Ul的0V。蓄电池监测装置通过PLC模块485BD模块与蓄电池监测仪的通讯模块连接实现。蓄电池监测装置由电源单元、CPU单元、检测单元、放电单元、显示单元、485通讯 单元组成，电源单元连接蓄电池、放电单元、检测单元，检测单元连接CPU单元、被检测项目 线路(总电压、总电压、温度传感器、放电电压)、放电单元和电源单元，显示单元连接CPU单 元，485通讯单元连接CPU单元。CPU单元由LPC2468模块、电源部分、通讯部分、显示部分组成，检测单元由电源部 分、检测部分、控制部分组成，放电单元由电源部分、测量部分、控制部分、运放部分组成。说明蓄电池监测装置可以直接购置太原矿机电气发展有限公司生产的 PITE3922型产品，将它的线路连接上即可。
权利要求一种单轨吊车智能监测系统，其特征是它由主控制监测装置和蓄电池监测装置组成，主控制监测装置由开关量输入单元、开关量输出单元、数据采集单元、422通讯单元、485通讯单元和CPU组成，开关量输入单元的输入连接操作部分、瓦斯监测、压力信号的输出，开关量输入单元的输出连接CPU的输入，CPU连接开关量输出单元，开关量输出单元的输出连接压力系统、驱动系统1、驱动系统2的输入，数据采集单元的输出连接CPU，数据采集单元的输入连接驱动系统1的输出，CPU连接485通讯单元、422通讯单元，422通讯单元通过422通讯隔板连接显示器，485通讯单元与蓄电池监测装置中的485通讯单元连接，其中主控制监测装置通过主控模块即F×2N-48M模块、输入扩展模块即F×2N-16X模块、模数转换模块即F×2N-8AD模块与2个瓦斯仪输出触点、2个选择开关、12个按钮、8个压力开关、11个中间继电器、28个输出继电器、6个发光二极管、2个脚踏开关和一个变频器频率检出触点实现，其中FX2N-48MR模块的X0脚接选择开关的1脚，X1脚接选择开关的2脚，X2脚接脚踏开关的1脚，X3脚接选择开关的1脚，X4脚接选择开关的2脚，X5脚接脚踏开关的1脚，X6脚接按钮的1脚，X7脚接按钮的1脚，X10脚接按钮的1脚，X11脚接按钮的1脚，X12脚接按钮的1脚，X13脚接按钮的1脚，X14脚接按钮的1脚，X15脚接按钮的1脚，X16脚接按钮的1脚，X17脚接按钮的1脚，X20脚接按钮的1脚，X21脚接按钮的1脚，X22脚接瓦斯检测输出触点的1脚，X23脚接增压脚踏的1脚，X24脚接U4的MB脚，X25脚U3的MB脚，X26脚接按钮的1脚，输出继电器Y4脚接发光二极管的1脚，输出继电器Y5脚接中间继电器KA11的+24V脚，输出继电器Y6脚接中间继电器KA12的+24V脚，输出继电器Y7的1脚接中间继电器KA13的+24V脚，输出继电器Y10接中间继电器KA1的+24V脚，输出继电器Y11脚接中间继电器KA2的+24V脚，输出继电器Y12脚接中间继电器KA3的+24V脚，输出继电器Y13脚接中间继电器KA4的+24V脚，输出继电器Y14脚接中间继电器KA5的+24V脚，输出继电器Y15脚接中间继电器KA6的+24V脚，输出继电器Y16脚接中间继电器KA7的+24V脚，输出继电器Y17脚接中间继电器KA8的+24V脚，输出继电器Y20脚接发光二极管HL11的1脚，输出继电器Y21脚接发光二极管HL12的1脚，输出继电器Y22脚接发光二极管HL13的1脚，输出继电器Y23的1脚接发光二极管HL14的1脚，输出继电器Y27脚接发光二极管HL15的1脚；FX2N-16X模块的X31脚接压力开关SP1的1脚，X32脚接压力开关SP2的1脚，X33脚接压力开关SP3的1脚，X34脚接压力开关SP4的1脚，X35脚接压力开关SP5的1脚，X36脚接压力开关SP6的1脚，X37脚接压力开关SP7的1脚；FX2N-8AD模块的V1脚接U4的FM脚，V2脚接U3的FM脚，V3脚接互感器1的0V脚，V4脚接互感器2的0V脚，V5脚接互感器3的0V脚，V6脚接互感器4的0V脚，V7脚接互感器5的0V脚，V8脚接互感器6的0V脚，I1脚空，I2脚空，I3脚接V3，I4脚接V4，I5脚接V5，I6脚接V6，I7脚接V7，I8脚接V8，COM1脚、COM2脚、COM3脚接、COM4脚、COM5脚、COM6脚、COM7脚、COM8脚串联接到开关电源U1的0V。
专利摘要一种单轨吊车智能监测系统，主要用于防爆蓄电池单轨吊车的监测，它由主控制监测装置和电池监测装置组成，主控制监测装置由开关量输入单元、开关量输出单元、数据采集单元、422通讯单元、485通讯单元和CPU组成，电池监测装置由CPU、485通讯单元、数据采集单元、操作单元和显示单元组成。本实用新型对单轨吊车的液压系统、驱动系统、蓄电池进行监测，并对其监测结果进行逻辑运算、分析，输出故障自诊断结果，通过触摸液晶屏显示来提供实时故障及维修指导，并在机车室显示各种参数，显示界面人性化，为维护维修提供科学依据，保障蓄电池勿过充过放现象，使蓄电池得到保护，从而延长了蓄电池的使用寿命。
文档编号G01M99/00GK201634329SQ20102010544
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者宁维泉, 张艳伟, 李卫东, 李明, 牛成林, 王强, 王继, 王靖, 白冰, 薛安东, 邢晓力, 马吉生 申请人:太原矿机电气发展有限公司;山西潞安环保能源开发股份有限公司