专利名称：矿井斜巷绞车运输综合控制方法
技术领域：
本发明涉及一种矿井运输领域，特别是涉及一种矿井斜巷绞车运输控制方法。
背景技术：
煤矿生产，安全第一，其中运输在安全生产中占有重要地位。矿井斜巷绞车运输是煤矿生产中参与人员多、运输量大的环节，担负着提煤、送料、拉矸等任务。由于井下地质条件复杂，巷道曲折蜿蜒并分布有很多巷口，绞车运输的巷道又是矿工上、下行走的道路，因此为保障斜巷绞车运输的安全，目前人们采用了变频绞车电控装置、跑车防护装置、信号保护装置、人员监测装置、视频监控装置和道岔闭锁装置等措施。但仍存在一些问题，如各装置由不同厂商提供，独立操控，自成系统，现场占用空间大，增加管理和维护工作量；各装置之间不能协同工作，不能实现信息共享，造成资源浪费，如绞车司机开车时很难兼顾所有的显示状态并及时准确操控各装置，造成各项保护性能不能充分发挥作用，存在安全隐患；各装置的系统监测参数单一，没有将数据、声音、图像等多种状态信息有效地结合在一起，各装置的系统性能和利用率低下。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种把变频绞车电控装置、跑车防护装置、信号保护装置、人员监测装置、视频监控装置和道岔闭锁装置有效结合起来以实现安全生产的矿井斜巷绞车运输综合控制方法。为实现上述目的，本发明提供一种矿井斜巷绞车运输综合控制方法，包括变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统，所述矿井斜巷绞车运输综合控制方法为利用综合操作台触摸屏通过可编程PLC控制装置，由编程软件以数据或图形方式将变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统的参数、状态、报警均在综合操作台的触摸屏上显示并依据编码器行程自动切换画面，根据变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统运行状态由可编程PLC控制装置进行内部相互闭锁，所述编程软件为由组态软件和通讯软件组成，组态软件和通讯软件通过RS-232协议连接。所述综合操作台内设置有控制箱，所述控制箱通过可编程PLC控制装置与所述综合操作台面上设置的指示灯、触摸屏、按钮、操作手柄和通话器连接；所述控制箱设置有可编程PLC控制装置并与变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统在综合操作台内所述的组态软件和通讯软件连接；所述手柄设置为机械制动手柄和电气调速手柄；所述触摸屏为防爆液晶触摸屏。所述变频绞车电控系统是绞车控制PLC来控制的变频调速器驱动电机带动绞车运行，所述变频调速器设置有将交流电转换为直流电的整流回馈单元和将直流电转换为可调的交流电的逆变器。
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所述防跑车系统为控制箱内的可编程PLC控制装置对编码器的旋转发生的脉冲进行计数并依据计数的结果判断绞车的位置、速度和运行方向，再依据挡车栏在巷道内的实际位置发出升降或停止的指令给隔爆兼本质安全型电控箱从而控制收放绞车。所述信号保护系统为各车场信号箱由可编程PLC控制装置把各车场分站申请信号发给下车场控制总站，下车场控制总站对绞车到达目的地沿途的道岔位置、人员监测、捕车器作逻辑判断后，再通过可编程PLC控制装置把各车场分站传达的信号转发到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏上，同时综合操作台触摸屏把防跑车系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统的信息传入绞车控制PLC，由绞车控制PLC进行保护处理并进入变频绞车电控系统。所述人员监测系统为各车场控制分站的人体红外线监测器将巷道中有无人员的信息向提升机房控制总站的综合操作触摸屏传送并通过可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。所述视频监控系统为分布有巷道内的摄像机将视频信号传送到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏并依据编码器行程自动切换画面，同时车场视频还能手动切换到其他车场视频。所述道岔闭锁系统设置有道岔闭锁装置，所述道岔闭锁装置内设置有气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱、气动道岔驱动器、道岔位置传感器、道岔位置显示箱；所述道岔闭锁系统为绞车进入各车场控制分站的道岔区时提升机房控制总站的可编程PLC控制装置按照下车场控制总站发出提升信号的要求向气动道岔驱动器发出控制信号，气动道岔驱动器作道岔转换后，道岔位置显示箱显示道岔状态，同时气动道岔传感器把道岔的位置信号传送到气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱，气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱通过车场控制分站、 下车场控制总站传送到提升机房控制总站的可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。所述相互闭锁包括信号与绞车闭锁、防跑车装置起落与绞车闭锁、道岔位置与绞车闭锁、人员监测装置与绞车闭锁；所述信号与绞车闭锁为绞车的运行方向、速度、运行目的地通过可编程PLC控制装置受信号控制，绞车按照目的地要求自动选择预定的速度图运行；所述防跑车装置起落与绞车闭锁为绞车在运行到防跑车装置前而防跑车装置若不起来，则绞车由绞车控制PLC自动减速停车同时输出报警；所述道岔与绞车闭锁为绞车在到达指定目的地的途中若有车场控制分站的道岔不到位，则绞车由绞车控制PLC作出停止运转同时输出报警；所述人员监测装置与绞车闭锁为绞车在运行时如果监测到巷道中有人则绞车由绞车控制PLC作出停止运转同时输出报警。本发明有益效果是使用本发明的矿井斜巷绞车运输综合控制方法能够减少整个提升系统装置间的接线和设备占用空间，降低管理和维护工作量；通过可编程PLC控制装置实现变频绞车电控装置、跑车防护装置、信号保护装置、人员监测装置、视频监控装置和道岔闭锁装置的数据共享和自动判断、相互闭锁，使整个提升系统运行更加安全、可靠、简便；防爆触摸屏通过可编程PLC控制装置方法，利用组态软件以文本或图形方式，实现变频绞车电控系统、跑车防护系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统的参数、状态、报警等在综合操作台上实现集中显示，并可自动切换、相互闭锁；此外，防爆触摸屏具有多画面显示功能，可实时对车场等重要场所的视频监控，增强安全保障。下面结合附图对本发明的矿井斜巷绞车运输综合控制方法作进一步说明。
图1是本发明的综合控制台主视图；图2是本发明的综合控制台侧视图；图3是本发明的综合控制台俯视图；图4是本发明的矿井斜巷绞车运输系统综合控制流程图；图5是本发明的矿井斜巷绞车运输系统综合控制流程简图；图6是本发明的防跑车系统控制流程图；图7是本发明的信号保护系统控制流程图；图8是本发明的人员监测系统控制流程图；图9是本发明的视屏系统控制流程图；图10是本发明的道岔闭锁系统控制流程图。图中1、指示灯，2、触摸屏，3、机械制动手柄，4、电气调速手柄，5、按钮，6、报警器， 7、手柄，8、控制箱。
具体实施例方式实施例1如图4、图5所示，矿井斜巷绞车运输综合控制方法包括变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统。矿井斜巷绞车运输综合控制方法为利用综合操作台触摸屏通过可编程PLC控制装置，由编程软件以数据或图形方式将变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统的参数、状态、报警均在综合操作台的触摸屏上显示并依据编码器行程自动切换画面，根据变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统运行状态由可编程PLC控制装置进行内部相互闭锁。编程软件为由组态软件和通讯软件组成，组态软件和通讯软件通过RS-232协议连接。各车场发出1、2、3、4、5信号，1为停车信号、2为快速上提信号、3为快速下放信号、 4为慢速上提信号，5为慢速下放信号，目的地由发出信号位置确定。信号进入通讯模式 QJ61BT11的远程I点，通讯模块QJ61BT11通过可编程PLC控制装置的PLC-CC-Link使点数显示在各车场控制分站或下车场控制总站上。下车场控制总站经确认后再次发出信号到提升机房控制总站可编程PLC控制装置的PLC-CC-Link，提升机房控制总站可编程PLC控制装置通过RS-232通讯传到综合操作台触摸屏上显示允许操作信号。车场可编程PLC控制装置与各车场的通讯模块通讯是由双绞线完成的PLC-CC-Link通讯连接。如图1、图2、图3所示，综合操作台触摸屏为综合操作台内设置有控制箱8，控制箱8通过可编程PLC控制装置与综合操作台面上设置的指示灯1、触摸屏2、按钮5、操作手柄7、报警器6和通话器连接；控制箱8内设置有可编程PLC控制装置并与变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统在综合操作台内所述的组态软件和通讯软件连接。按钮5担负着变频调速器起停、防跑车装置、道岔闭锁手动或自动转换等。电气调速手柄4负责控制变频器速度的快慢，制动手柄3负责控制液压闸打开的大小。通话器主要与各个车场进行联系。触摸屏为15英寸的防爆液晶触摸屏，主页面有两种状态绞车在车场时触摸屏主页面以此时的车场视频为主，视频占主画面的三分之二，运行参数画面占主画面的三分之一；当绞车进入新的车场时触摸屏主页面自动转换为新车场视频，视频占主画面的三分之二，运行参数画面占主画面的三分之一。画面的转换和其他车场无关系，车场视频能够全屏化，使司机能身临其境般地看到绞车进入车场和防跑车装置的情况。同时车场视频还能用手动方法切换到其他车场视频，以便全面监控斜巷状态。主页面可显示的信息有各斜巷车场情况和绞车运行位置；当前信号点数；快提、慢提状态；保险档起落状态；道岔到位状态；变频调速器运行电压、频率、电流基本参数和变频调速器的安全状态。由于主页面显示有当前信号点数，有效避免由于现场声音噪杂听不清信号；有快提、慢提等状态显示，能让司机在开车时根据实际情况有效地控制速度；能实时监控保险档起落状态，如保险档不能按要求起落，则会有一个故障点输出使绞车逐渐减速停车；显示有道岔到位状态，在相关联的车场道岔不到位时会有一个故障点输出使绞车逐渐减速停车；显示有变频调速器运行电压、频率、电流基本参数和变频器的安全状态，如果变频调速器本身出现故障会有一个故障点输出使绞车逐渐减速停车。 点击触摸屏进入的分页面有防跑车系统、信号及道岔系统、变频调速装置。分页面进入防跑车系统则显示防跑车运行状态，即显示有那几道保险档起落、那几道保险档存在问题等，如果不能达到要求则可编程PLC控制装置发出故障指令并禁止开车，直到问题解决。分页面进入信号及道岔系统则显示道岔闭锁情况、信号转发情况，可以知道车场发出的信号及上提或下放命令、道岔闭合及挡车栏实际起落状态，如果不能达到要求则可编程 PLC控制装置发出故障指令并禁止开车，直到问题解决。分页面进入变频调速装置则显示变频调速器运行的数据指标和运行状态；在此基础上进入安全回路，则显示故障如过卷、 松绳、闸瓦磨损等，有利于工作人员检修；在绞车运行界面进入可编程PLC控制装置工作状态，不需开柜门就可知道可编程PLC控制装置各点运行情况，来进一步知道故障是来自可编程PLC控制装置内部还是外部，有利于工作人员检修。 综合操作台触摸屏把控制箱整合到综合操作台内，形成外部有效结合且内部无缝连接的矿井斜巷绞车运输综合控制系统，该控制系统的变频调速装置、道岔闭锁装置、信号装置、人员监测装置、斜巷防跑车装置和车场视频装置在综合控制台的统一协调、控制下形成有机结合的控制系统。如图4、图5所示，变频绞车电控系统是绞车控制PLC来控制的变频调速器驱动电机带动绞车运行，变频调速器设置有将交流电转换为直流电的整流回馈单元和将直流电转换为可调的交流电的逆变器。如图4、图6所示，防跑车系统为控制箱内的可编程PLC控制装置对编码器的旋转发生的脉冲进行计数并依据计数的结果判断绞车的位置、速度和运行方向，再依据挡车栏在巷道内的实际位置发出升降或停止的指令给隔爆兼本质安全型电控箱从而控制收放绞车。如当绞车距离保险档20米时，可编程PLC控制装置发出上升指令给隔爆兼本质安全型电控箱从而控制收放绞车动作；绞车距离保险档5米时要收放完毕否则绞车会停止运行。如图4、图7所示，信号保护系统为各车场信号箱由可编程PLC控制装置把各车场分站申请信号发给下车场控制总站，再由下车场控制总站对绞车到达目的地沿途的道岔位置、人员监测、捕车器作逻辑判断后，再通过可编程PLC控制装置把各车场分站传达的信号转发到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏上，同时综合操作台触摸屏把防跑车系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统的信息传入绞车控制PLC，由绞车控制PLC进行保护处理并进入变频绞车电控系统。如图4、图8所示，人员监测系统为各车场控制分站的人体红外线监测器将巷道中有无人员的信息向提升机房控制总站的综合操作触摸屏传送并通过可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。当人体红外线监测器检测到巷道中有人时会向控制箱发出警告并不允许绞车运行。如图4、图9所示，视频监控系统为分布有巷道内的摄像机将视频信号传送到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏并依据编码器行程自动切换画面，同时车场视频还能手动切换到其他车场视频。如图4、图10所示，道岔闭锁系统设置有道岔闭锁装置，道岔闭锁装置内设置有气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱、气动道岔驱动器、道岔位置传感器、道岔位置显示箱；道岔闭锁系统为绞车进入各车场控制分站的道岔区时提升机房控制总站的可编程PLC控制装置按照下车场控制总站发出提升信号的要求向气动道岔驱动器发出控制信号，气动道岔驱动器作道岔转换后，道岔位置显示箱显示道岔状态，同时气动道岔传感器把道岔的位置信号传送到气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱，气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱通过车场控制分站、下车场控制总站传送到提升机房控制总站的可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。相互闭锁包括信号与绞车闭锁、防跑车装置起落与绞车闭锁、道岔与绞车闭锁、人员监测装置与绞车闭锁。信号与绞车闭锁为绞车的运行方向、速度、运行目的地通过可编程PLC控制装置受信号控制，绞车按照目的地要求自动选择预定的速度图运行；实现绞车的运行方向、速度受信号控制，当打慢提信号时绞车只能向上运转且以低速运行，同理当打其他信号时绞车会以相应方向和速度给定，人为改变不了，可有效防止司机误操作，以确保操作安全；实现绞车的运行方向、速度受打点目标车场控制，例如2车场要车，下车场把相关信息反馈到车房，车房根据情况运行，当绞车快进入2车场时通过编码器计算自动减速并自动设定内部停车点和内部过卷点，从而保证安全。防跑车装置起落与绞车闭锁为绞车在运行到防跑车装置前而防跑车装置若不起来，则绞车由绞车控制PLC自动减速停车同时输出报警。道岔与绞车闭锁为绞车在到达指定目的地的途中若有车场控制分站的道岔不到位，则绞车由绞车控制PLC作出停止运转同时输出报警。人员监测装置与绞车闭锁为绞车在运行时如果监测到巷道中有人则绞车由绞车控制PLC作出停止运转同时输出报警。
权利要求
1.一种矿井斜巷绞车运输综合控制方法，包括变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统，其特征在于，所述矿井斜巷绞车运输综合控制方法为利用综合操作台触摸屏通过可编程PLC控制装置，由编程软件以数据或图形方式将变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统的参数、状态、报警均在综合操作台的触摸屏上显示并依据编码器行程自动切换画面，根据变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统运行状态由可编程PLC控制装置进行内部相互闭锁，所述编程软件为由组态软件和通讯软件组成，组态软件和通讯软件通过RS-232协议连接。
2.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述综合操作台内设置有控制箱，所述控制箱通过可编程PLC控制装置与所述综合操作台面上设置的指示灯、触摸屏、按钮、操作手柄和通话器连接；所述控制箱设置有可编程PLC控制装置并与变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统在综合操作台内所述的组态软件和通讯软件连接；所述手柄设置为机械制动手柄和电气调速手柄；所述显示屏为防爆液晶触摸屏。
3.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述变频绞车电控系统是绞车控制PLC来控制的变频调速器驱动电机带动绞车运行，所述变频调速器设置有将交流电转换为直流电的整流回馈单元和将直流电转换为可调的交流电的逆变器。
4.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述防跑车系统为控制箱内的可编程PLC控制装置对编码器的旋转发生的脉冲进行计数并依据计数的结果判断绞车的位置、速度和运行方向，再依据挡车栏在巷道内的实际位置发出升降或停止的指令给隔爆兼本质安全型电控箱从而控制收放绞车。
5.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述信号保护系统为各车场信号箱由可编程PLC控制装置把各车场分站申请信号发给下车场控制总站，下车场控制总站对绞车到达目的地沿途的道岔位置、人员监测、捕车器作逻辑判断后， 再通过可编程PLC控制装置把各车场分站传达的信号转发到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏上，同时综合操作台触摸屏把防跑车系统、人员监测系统、视频监控系统、道岔闭锁系统的信息传入绞车控制PLC，由绞车控制PLC进行保护处理并进入变频绞车电控系统。
6.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述人员监测系统为各车场控制分站的人体红外线监测器将巷道中有无人员的信息向提升机房控制总站的综合操作触摸屏传送并通过可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。
7.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述视频监控系统为分布有巷道内的摄像机将视频信号传送到提升机房控制总站的综合操作台触摸屏并依据编码器行程自动切换画面，同时车场视频还能手动切换到其他车场视频。
8.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述道岔闭锁系统设置有道岔闭锁装置，所述道岔闭锁装置内设置有气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱、气动道岔驱动器、道岔位置传感器、道岔位置显示箱；所述道岔闭锁系统为绞车进入各车场控制分站的道岔区时提升机房控制总站的可编程PLC控制装置按照下车场控制总站发出提升信号的要求向气动道岔驱动器发出控制信号，气动道岔驱动器作道岔转换后，道岔位置显示箱显示道岔状态，同时气动道岔传感器把道岔的位置信号传送到气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱，气动道岔隔爆兼本安PLC控制箱通过车场控制分站、下车场控制总站传送到提升机房控制总站的可编程PLC控制装置进入变频绞车电控系统。
9.根据权利要求1所述的矿井斜巷绞车运输综合控制方法，其特征在于，所述相互闭锁包括信号与绞车闭锁、防跑车装置起落与绞车闭锁、道岔位置与绞车闭锁、人员监测装置与绞车闭锁；所述信号与绞车闭锁为绞车的运行方向、速度、运行目的地通过可编程PLC控制装置受信号控制，绞车按照目的地要求自动选择预定的速度图运行；所述防跑车装置起落与绞车闭锁为绞车在运行到防跑车装置前而防跑车装置若不起来，则绞车由绞车控制 PLC自动减速停车同时输出报警；所述道岔与绞车闭锁为绞车在到达指定目的地的途中若有车场控制分站的道岔不到位，则绞车由绞车控制PLC作出停止运转同时输出报警；所述人员监测装置与绞车闭锁为绞车在运行时如果监测到巷道中有人则绞车由绞车控制PLC 作出停止运转同时输出报警。
全文摘要
本发明公开了一种矿井斜巷绞车运输综合控制方法，涉及一种矿井运输领域。本发明解决目前矿井运输中各装置独立操控、不能协同工作、造成资源浪费、存在安全隐患等问题。该方法为利用综合操作台触摸屏通过可编程PLC控制装置，由编程软件将变频绞车电控系统、防跑车系统、信号保护系统、人员监测系统、视频监控系统和道岔闭锁系统的参数、状态、报警均在综合操作台的触摸屏上显示并依据编码器行程自动切换画面，系统运行状态由可编程PLC控制装置进行内部相互闭锁。使用本发明的方法能够数据共享，使整个提升系统运行更加安全、可靠、简便。
文档编号G05B19/418GK102156455SQ20101061281
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者刘勇, 张祥玉, 张胜, 陈宝光 申请人:淮北祥泰科技有限责任公司