專利名稱：銷齒式推車機保護系統及其保護方法
技術領域：
本發明涉及一種銷齒式推車機控制技術，尤其涉及一種銷齒式推車機保護系統及其保護方法。
背景技術：
煤礦生產需要大量運輸材料、設備等生產物資，這些生產物資的井上、井下運輸主要依靠罐籠提升裝載有生產物資的礦車來完成，根據罐籠的大小每次所裝載的礦車數量不等，一般是兩節為一組。通常罐籠與井口位置對應，井口處設有搖臺以及對應延伸的礦車軌道，礦車軌道上設有絞車，在搖臺附近的礦車軌道的軌道槽中安裝有推車機(例如銷齒式推車機)及其校正點，校正點前后的礦車軌道的軌道槽中對應安裝有限位推車機的前阻車器和后阻車器，非工作時間推車機位于校正點處，當礦車被絞車沿礦車軌道牽引到預定位置時，絞車與礦車脫離，使礦車停留在井口附近，當有罐籠被提升到井口時，信號工把罐籠的安全門打開，將搖抬的搖臂放下與罐籠咬合，再打開前阻車器，推車機通過其液壓馬達動力把礦車推進罐籠，然后推車機退回到校正點處，起前阻車器和搖臺的搖臂，關上罐籠的安全門。其中，對銷齒式推車機的控制是通過PLC控制繼電器來完成的，然而由于繼電器的觸點有時可能會出現粘連或閥芯卡死等現象，從而容易造成銷齒式推車機不受控而產生自由運動。并且，銷齒式推車機在運行時的誤操作也會導致安全事故(例如前進過控或后退過控，會造成銷齒式推車機與其液壓馬達的傳動齒輪脫齒)。以上就是銷齒式推車機在實際使用過程中出現的問題，輕者造成設備損壞，重者出現礦車掉進井眼，造成重大的人員傷亡及砸壞井下生產設備的嚴重事故，煤礦停產。
發明內容
本發明的目的在于提供一種性能可靠、安全的銷齒式推車機保護系統及其保護方法。為達到上述目的，本發明一方面提供了一種銷齒式推車機保護系統，包括PLC、安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵，分別與所述PLC的輸入端相連的兩個位移傳感器、與所述磁鐵配合的干簧管、前進控制開關、后退控制開關、復位開關、第一液壓泵控制開關、以及與所述PLC的輸出端相連的前進繼電器、后退繼電器、第一液壓泵繼電器、誤動作控制繼電器、搖臺控制繼電器和傳感器損壞報警繼電器，其中，兩個所述位移傳感器安裝在所述銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的安裝基座上，每個位移傳感器與所述傳動齒輪的其中一個輪齒位置對應，兩個所述位移傳感器之間的距離與所述傳動齒輪的齒距相等，所述干簧管安裝在所述銷齒式推車機的校正點處。本發明的銷齒式推車機保護系統，所述PLC的型號為S7-200，每個所述位移傳感器的電源輸入端的一端接+24V電源，其電源輸入端的另一端與所述PLC的IM端子、2M端子一起接地，兩個位移傳感器的輸出端對應與所述PLC的10. 0端子和10. 4端子相連，所述干簧管的一端、所述前進控制開關的一端、所述后退控制開關的一端、所述復位開關的一端和所述第一液壓泵控制開關的一端均接+24V電源，所述干簧管的另一端、所述前進控制開關的另一端、所述后退控制開關的另一端、所述復位開關的另一端和所述第一液壓泵控制開關的另一端對應與所述PLC的10. 3端子、10. 1端子、10. 2端子、10. 5端子和II. 4端子相連，所述PLC的IL端子、2L端子和3L端子接+24V電源，所述前進繼電器的一端、所述后退繼電器的一端、所述第一液壓泵繼電器的一端、所述誤動作控制繼電器的一端、所述搖臺控制繼電器的一端和所述傳感器損壞報警繼電器的一端對應與所述PLC的Q0. 0端子、Q0. 1 端子、Q0. 4端子、Q0. 6端子、Ql. 1端子和Ql. 0端子相連，所述前進繼電器的另一端、所述后退繼電器的另一端、所述第一液壓泵繼電器的另一端、所述誤動作控制繼電器的另一端、所述搖臺控制繼電器的另一端和所述傳感器損壞報警繼電器的另一端接地。本發明的銷齒式推車機保護系統，還包括備用的第二液壓泵控制開關和第二液壓泵繼電器，所述第二液壓泵控制開關的一端與所述PLC的II. 5端子相連，另一端接+24V電源，所述第二液壓泵繼電器的一端與所述PLC的Q0. 5端子相連，另一端接地。再一方面，本發明還提供了一種銷齒式推車機的保護方法，包括如下步驟獲取銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的轉動次數；根據所述傳動齒輪的齒距和所述轉動次數計算所述銷齒式推車機的前進或后退距離；如果所述銷齒式推車機前進的距離超過預先設定的前進限位距離，則禁止所述銷齒式推車機前進，如果所述銷齒式推車機后退的距離超過預先設定的后退限位距離，則禁止所述銷齒式推車機后退。本發明的銷齒式推車機的保護方法，所述前進限位距離為所述銷齒式推車機允許前進的極限位置至校正點的距離，所述后退限位距離為所述銷齒式推車機允許后退的極限位置至校正點的距離為后退限位距離。本發明的銷齒式推車機的保護方法，所述獲取銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的轉動次數，具體包括如下步驟接收前進指令或后退指令；如果收到所述前進指令，則啟動前進繼電器使所述銷齒式推車機前進，并啟動自身的第一計數器對位移傳感器發送的傳動齒輪的轉動次數進行計數，如果所述第一計數器啟動并延時若干時間后其當前的計數值仍小于或等于延時前的數值時，則通過傳感器損壞報警繼電器輸出位移傳感器故障報警信息；如果收到所述后退指令，則啟動后退繼電器使所述銷齒式推車機后退，并啟動自身的第二計數器對位移傳感器發送的傳動齒輪的轉動次數進行計數，如果所述第二計數器啟動并延時若干時間后其當前的計數值仍大于或等于延時前的數值時，則通過所述傳感器損壞報警繼電器輸出位移傳感器故障報警信息。本發明的銷齒式推車機的保護方法，所述第一計數器和所述第二計數器的延時時間均為500毫秒。本發明的銷齒式推車機的保護方法，還包括如下步驟當所述銷齒式推車機的前進距離因意外情況大于前進限位距離時，向搖臺控制繼電器發送禁止信號，從而禁止搖臺的搖臂抬起和罐籠的安全門關閉，只有當銷齒式推車機CN 102231064 A
說明書
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后退到小于前進限位距離時，才允許搖臺的搖臂抬起和罐籠的安全門關閉。
本發明的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于， 當所述銷齒式推車機的前進繼電器或后退繼電器在未得電意外導通時，通過誤動作控制繼電器使液壓泵繼電器停泵并進行聲光報警。本發明的銷齒式推車機保護系統包括LC、安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵， 分別與PLC的輸入端相連的兩個位移傳感器、與磁鐵配合的干簧管、前進控制開關、后退控制開關、復位開關、第一液壓泵控制開關、以及與PLC的輸出端相連的前進繼電器、后退繼電器、第一液壓泵繼電器、誤動作控制繼電器、搖臺控制繼電器和傳感器損壞報警繼電器， 其中，兩個位移傳感器安裝在銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的安裝基座上，每個位移傳感器與傳動齒輪的其中一個輪齒位置對應，兩個位移傳感器之間的距離與傳動齒輪的齒距相等，干簧管安裝在銷齒式推車機的校正點處。使用時，以校正點為到位基準點，此時安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵接近干簧管使干簧管導通，PLC的計數器清零，并預先設定銷齒式推車機允許前進的極限位置至到位基準點的距離為前進限位距離，并設定銷齒式推車機允許后退的極限位置至到位基準點的距離為后退限位距離。銷齒式推車機前進運行時，PLC的計數器計算傳動齒輪旋轉的個數，當前進距離與設定的前進限位距離相等時， 前進繼電器失電，銷齒式推車機被停止，此時銷齒式推車機只能后退。銷齒式推車機后退運行時，PLC的計數器計算傳動齒輪旋轉的個數，當后退距離與設定的后退限位距離相等時， 后退繼電器失電，銷齒式推車機被停止，此時推車機只能前進。此外，當銷齒式推車機前進距離大于設定的前進限位距離時，搖臺的搖臂不能抬起，罐籠的安全門不能關閉，只有銷齒式推車機退回到設定的前進限位距離內，搖臺的搖臂才能抬起，罐籠的安全門才能關閉。當銷齒式推車機的前進繼電器或后退繼電器在未得電導通時，銷齒式推車機意外運動，PLC立即通過誤動作控制繼電器使工作中的第一液壓泵繼電器停泵并進行聲光報警。因此，本發明的銷齒式推車機保護系統性能可靠、安全系數高。
圖1為本發明的銷齒式推車機保護系統的電氣原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細描述本發明的銷齒式推車機保護系統包括型號為S7-200的PLC、安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵、兩個位移傳感器(位移傳感器A和位移傳感器B)、與磁鐵配合的干簧管 K0、前進控制開關K1、后退控制開關K2、復位開關K3、第一液壓泵控制開關K4、第二液壓泵控制開關K5以及與PLC的輸出端相連的前進繼電器1、后退繼電器2、第一液壓泵繼電器3、 第二液壓泵繼電器4、誤動作控制繼電器5、搖臺控制繼電器6和傳感器損壞報警繼電器7。 其中，兩個位移傳感器均通過安裝支架安裝在銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的安裝基座上，每個位移傳感器與傳動齒輪的其中一個輪齒位置對應，兩個位移傳感器之間的距離與傳動齒輪的齒距相等，干簧管KO安裝在銷齒式推車機的校正點處。參考圖1所示，其中，PLC的型號為S7-200，每個位移傳感器的電源輸入端的一端接+24V電源，其電源輸入端的另一端與PLC的IM端子、2M端子一起接地，兩個位移傳感器的輸出端對應與PLC的10. 0端子和10. 4端子相連，干簧管KO的一端、前進控制開關Kl的一端、后退控制開關K2的一端、復位開關K3的一端、第一液壓泵控制開關K4的一端和第二液壓泵控制開關K5的一端均接+24V電源，干簧管KO的另一端、前進控制開關Kl的另一端、 后退控制開關K2的另一端、復位開關K3的另一端、第一液壓泵控制開關K4的另一端和第二液壓泵控制開關K5的另一端對應與PLC的10. 3端子、10. 1端子、10. 2端子、10. 5端子、 II. 4端子和II. 5端子相連，PLC的IL端子、2L端子和3L端子接+24V電源，前進繼電器1 的一端、后退繼電器2的一端、第一液壓泵繼電器3的一端、第二液壓泵繼電器4的一端、誤動作控制繼電器5的一端、搖臺控制繼電器6的一端和傳感器損壞報警繼電器7的一端對應與PLC的Q0. 0端子、Q0. 1端子、Q0. 4端子、Q0. 5端子、Q0. 6端子、Ql. 1端子和Ql. 0端子相連，前進繼電器1的另一端、后退繼電器2的另一端、第一液壓泵繼電器3的另一端、第二液壓泵繼電器4的另一端、誤動作控制繼電器5的另一端、搖臺控制繼電器6的另一端和傳感器損壞報警繼電器7的另一端接地。其中，第一液壓泵控制開關K4和第一液壓泵繼電器3，第二液壓泵控制開關K5和第二液壓泵繼電器4互為主備用，使用時選擇其一。本發明的銷齒式推車機保護系統在使用時，以校正點為到位基準點，此時安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵接近干簧管KO使干簧管KO導通，PLC的計數器清零，并預先設定銷齒式推車機允許前進的極限位置至到位基準點的距離為前進限位距離，并設定銷齒式推車機允許后退的極限位置至到位基準點的距離為后退限位距離。當信號工操作銷齒式推車機時，首先把第一液壓泵控制開關K4或第二液壓泵控制開關K5打開，按下銷齒式推車機的前進控制開關Kl向PLC發送前進指令，PLC收到后將前進繼電器1閉合，前進繼電器1 得電，銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪正轉，銷齒式推車機前進，安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵遠離干簧管KO使干簧管KO斷開，當位移傳感器A和位移傳感器B同時對準傳動齒輪的輪齒時導通并輸出一個計數脈沖(其他情況斷開)，而PLC的計數器則對計數脈沖進行累加計數，PLC通過計算位移傳感器A和位移傳感器B導通的次數來計算傳動齒輪旋轉的齒數，而傳動齒輪旋轉一個齒距的距離是定值，從而可以計算銷齒式推車機前進的距離，當前進距離與設定前進限位距離相等時，PLC向前進繼電器1發送制動信號，前進繼電器1失電，銷齒式推車機被迫停止，此時銷齒式推車機只能向后退，而在前進距離未達到前進限位距離前隨時松開前進控制開關K1，銷齒式推車機就會隨時停下來。此后，若按下銷齒式推車機的后退控制開關K2向PLC發送后退指令，PLC收到后將后退繼電器2閉合， 后退繼電器2得電，銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪反轉，銷齒式推車機后退，當位移傳感器A和位移傳感器B同時對準傳動齒輪的輪齒時導通并輸出一個計數脈沖，而PLC的計數器則對計數脈沖進行累減計數，并據此計算銷齒式推車機后退的距離，當銷齒式推車機退回到到位基準點時，安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵再次接近干簧管KO使干簧管KO導通，PLC的計數器清零，若繼續按后退控制開關K2，銷齒式推車機繼續后退，安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵再次遠離干簧管KO使干簧管KO斷開，而PLC的計數器則對后續的后退進行累加計數，當此后的后退距離與設定后退限位距離相等時，PLC向后退繼電器2發送制動信號，后退繼電器2失電，銷齒式推車機被迫停止，此時銷齒式推車機只能向
、產.、rr.刖進。在上述的前進控制過程中，一旦前進距離因意外情況大于前進限位距離時，PLC向搖臺控制繼電器6發送禁止信號，從而禁止搖臺的搖臂抬起和罐籠的安全門關閉，只有當銷齒式推車機后退到小于前進限位距離時，PLC才允許搖臺的搖臂抬起和罐籠的安全門關閉。當銷齒式推車機的前進繼電器1或后退繼電器2在未得電意外導通時，銷齒式推車機意外運動，PLC的計數器開始計數，但實際上這種運動并非由于PLC接收到前進指令或后退指令后使其閉合引起的，因此，一旦PLC判斷屬于上述現象，立即通過誤動作控制繼電器5使工作中的第一液壓泵繼電器3或第二液壓泵繼電器4停泵并進行聲光報警。在上述銷齒式推車機的前進過程中，若PLC的計數器啟動并延時若干時間(通常為500毫秒)后，PLC的計數器當前的計數值仍小于或等于延時前的數值時，則PLC通過傳感器損壞報警繼電器7輸出位移傳感器故障報警信息。而在上述銷齒式推車機的后退過程中，若PLC的計數器啟動并延時若干時間(通常為500毫秒)后，PLC的計數器當前的計數值仍大于或等于延時前的數值時，則PLC通過傳感器損壞報警繼電器7輸出位移傳感器故障報警信息。以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1.一種銷齒式推車機保護系統，其特征在于，包括PLC、安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵，分別與所述PLC的輸入端相連的兩個位移傳感器、與所述磁鐵配合的干簧管、前進控制開關、后退控制開關、復位開關、第一液壓泵控制開關、以及與所述PLC的輸出端相連的前進繼電器、后退繼電器、第一液壓泵繼電器、誤動作控制繼電器、搖臺控制繼電器和傳感器損壞報警繼電器，其中，兩個所述位移傳感器安裝在所述銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的安裝基座上，每個位移傳感器與所述傳動齒輪的其中一個輪齒位置對應，兩個所述位移傳感器之間的距離與所述傳動齒輪的齒距相等，所述干簧管安裝在所述銷齒式推車機的校正點處。
2.根據權利要求1所述的銷齒式推車機保護系統，其特征在于，所述PLC的型號為 S7-200，每個所述位移傳感器的電源輸入端的一端接+24V電源，其電源輸入端的另一端與所述PLC的IM端子、2M端子一起接地，兩個位移傳感器的輸出端對應與所述PLC的10. 0端子和10. 4端子相連，所述干簧管的一端、所述前進控制開關的一端、所述后退控制開關的一端、所述復位開關的一端和所述第一液壓泵控制開關的一端均接+24V電源，所述干簧管的另一端、所述前進控制開關的另一端、所述后退控制開關的另一端、所述復位開關的另一端和所述第一液壓泵控制開關的另一端對應與所述PLC的10. 3端子、10. 1端子、10. 2端子、10. 5端子和II. 4端子相連，所述PLC的IL端子、2L端子和3L端子接+24V電源，所述前進繼電器的一端、所述后退繼電器的一端、所述第一液壓泵繼電器的一端、所述誤動作控制繼電器的一端、所述搖臺控制繼電器的一端和所述傳感器損壞報警繼電器的一端對應與所述PLC的Q0. 0端子、Q0. 1端子、Q0. 4端子、Q0. 6端子、Ql. 1端子和Ql. 0端子相連，所述前進繼電器的另一端、所述后退繼電器的另一端、所述第一液壓泵繼電器的另一端、所述誤動作控制繼電器的另一端、所述搖臺控制繼電器的另一端和所述傳感器損壞報警繼電器的另一端接地。
3.根據權利要求2所述的銷齒式推車機保護系統，其特征在于，還包括備用的第二液壓泵控制開關和第二液壓泵繼電器，所述第二液壓泵控制開關的一端與所述PLC的II. 5端子相連，另一端接+24V電源，所述第二液壓泵繼電器的一端與所述PLC的Q0. 5端子相連，另一端接地。
4.一種權利要求1所述的銷齒式推車機保護系統的保護方法，其特征在于，包括如下步驟獲取銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的轉動次數；根據所述傳動齒輪的齒距和所述轉動次數計算所述銷齒式推車機的前進或后退距1 ；如果所述銷齒式推車機前進的距離超過預先設定的前進限位距離，則禁止所述銷齒式推車機前進，如果所述銷齒式推車機后退的距離超過預先設定的后退限位距離，則禁止所述銷齒式推車機后退。
5.根據權利要求4所述的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于，所述前進限位距離為所述銷齒式推車機允許前進的極限位置至校正點的距離，所述后退限位距離為所述銷齒式推車機允許后退的極限位置至校正點的距離為后退限位距離。
6.根據權利要求5所述的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于，所述獲取銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的轉動次數，具體包括如下步驟接收前進指令或后退指令；如果收到所述前進指令，則啟動前進繼電器使所述銷齒式推車機前進，并啟動自身的第一計數器對位移傳感器發送的傳動齒輪的轉動次數進行計數，如果所述第一計數器啟動并延時若干時間后其當前的計數值仍小于或等于延時前的數值時，則通過傳感器損壞報警繼電器輸出位移傳感器故障報警信息；如果收到所述后退指令，則啟動后退繼電器使所述銷齒式推車機后退，并啟動自身的第二計數器對位移傳感器發送的傳動齒輪的轉動次數進行計數，如果所述第二計數器啟動并延時若干時間后其當前的計數值仍大于或等于延時前的數值時，則通過所述傳感器損壞報警繼電器輸出位移傳感器故障報警信息。
7.根據權利要求6所述的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于，所述第一計數器和所述第二計數器的延時時間均為500毫秒。
8.根據權利要求7所述的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于，還包括如下步驟 當所述銷齒式推車機的前進距離因意外情況大于前進限位距離時，向搖臺控制繼電器發送禁止信號，從而禁止搖臺的搖臂抬起和罐籠的安全門關閉，只有當銷齒式推車機后退到小于前進限位距離時，才允許所述搖臺的搖臂抬起和所述罐籠的安全門關閉。
9.根據權利要求8所述的銷齒式推車機的保護方法，其特征在于，當所述銷齒式推車機的前進繼電器或后退繼電器在未得電意外導通時，通過誤動作控制繼電器使液壓泵繼電器停泵并進行聲光報警。
全文摘要
本發明公開了一種銷齒式推車機保護系統及其保護方法，該系統包括PLC、安裝在銷齒式推車機的底座上的磁鐵，分別與PLC的輸入端相連的兩個位移傳感器、與磁鐵配合的干簧管、前進控制開關、后退控制開關、復位開關、第一液壓泵控制開關、以及與PLC的輸出端相連的前進繼電器、后退繼電器、第一液壓泵繼電器、誤動作控制繼電器、搖臺控制繼電器和傳感器損壞報警繼電器，兩個位移傳感器安裝在銷齒式推車機的液壓馬達的傳動齒輪的安裝基座上，每個位移傳感器與傳動齒輪的其中一個輪齒位置對應，兩個位移傳感器之間的距離與傳動齒輪的齒距相等，干簧管安裝在銷齒式推車機的校正點處。本發明的銷齒式推車機保護系統性能可靠、安全系數高。
文檔編號G05B19/05GK102231064SQ201110082648
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月1日 優先權日2011年4月1日
發明者戴罡 申請人:安徽泰豐礦用自動化研究開發有限公司