一種基于PLC的變頻器絞車系統及其控制方法與流程

本發明涉及煤礦技術領域，更具體的涉及一種基于plc的變頻器絞車系統及其控制方法。

背景技術：

隨著近年來人們對節能環保的要求，變頻器在煤礦井下已經得到廣泛應用，主要體現在壓風機、通風機、提升設備、絞車、膠帶輸送機等無極調速方面的應用。使用變頻器可以降低電力線路電壓波動、減少對電網沖擊，并具有可調的加速功能、運行速度和轉矩極、受控的停止方式、可控的電機啟動電流、可逆運行控制以及減少煤礦機械設備的磨損，可有效降低成本、提高系統穩定性。應用在提升設備、絞車中不僅可減少該設備在起動過程中鋼絲繩的拉力及卷繩筒和改向輪所承受的力，而且在下放過程中若不采用變頻器，則勢能會轉化熱能而浪費，還會縮短設備使用壽命；現在變頻器可將這部分由勢能轉化的電能反饋電網，做到了節能及勢能再度利用。

變頻器是高壓設備，當前礦用變頻器電壓630v、1140v，有些已達到3300v，盡管煤礦機構已經對操作人員進行了安全規范培訓，但是仍有人員會由于各種原因而忽視安全操作規程，進而導致事故的發生，對人身安全造成威脅。

綜上，現有絞車系統人仍存在安全性低的問題。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種基于plc的變頻器絞車系統及其控制方法，用以解決現有技術安全性低的問題。

本發明實施例提供一種基于plc的變頻器絞車系統，包括：控制臺、電抗器、變頻器、電機、絞車、礦車、中繼器、語音報警器、聲光信號器和手持機；

所述控制臺控制電抗器的開關，所述控制臺依次通過所述電抗器、所述變頻器對電機的運行進行控制，所述電機控制絞車的運行；其中，所述電抗器對變頻器進行過電壓保護和防浪涌沖擊；

所述礦車的一端設置有拉力裝置，所述拉力裝置通過繩索與所述絞車連接，所述拉力裝置內設有拉力傳感器，所述礦車上設置有處理器和zigbee模塊；所述拉力傳感器、所述處理器和所述zigbee模塊依次電聯接；

所述中繼器、所述語音報警器、所述聲光信號器和所述手持機的數量均為多個，且多個所述中繼器、多個所述語音報警器、多個所述聲光信號器和多個所述手持機分別均勻布設在煤礦巷道內；控制臺通過泄漏電纜依次連接多個中繼器，所述控制臺通過泄漏電纜依次連接多個語音報警器，以及所述控制臺通過泄漏電纜依次連接多個所述聲光信號器；多個所述手持機中的每一個手持機與多個中繼器的任意一個通過無線連接向所述控制臺發送停車信號，當所述控制臺接收到停車信號時，控制語音報警器發出“停車”的語音信息和控制聲光信號器的紅色燈光報警信號變為綠色；

所述控制臺用于獲取輸入密碼和判斷密碼的正確性，用于獲取識別卡信息，并將所述識別卡信息與預先存取的多個識別卡信息進行匹配，以及用于依次通過變頻器、電機啟動絞車，并在絞車啟動過程中控制語音報警器發出“絞車準備起動”的語音信息和控制聲光信號器發出紅色燈光信號；

所述絞車上設置有霍爾速度傳感器；霍爾速度傳感器用于采集絞車的轉速并傳送至控制臺，控制臺通過絞車轉速判斷絞車的行駛速度是否超速，如果超速，則停止變頻器，同時控制語音報警器發出“超速停車”的語音信息和控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色；

所述拉力傳感器獲取拉力值，并將獲取的拉力值依次通過處理器、zigbee模塊和多個中繼器的任意一個發送至控制臺，控制臺根據接收到的拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器的工作狀態和聲光信號器的工作狀態。

本發明實施例提供一種基于plc的變頻器絞車系統的控制方法，包括：

s1、控制臺獲取輸入密碼，并判斷輸入密碼的正確性，如果輸入密碼正確，則執行步驟s2；

s2、控制臺獲取識別卡信息，并將所述識別卡信息與預先存取的多個識別卡信息進行匹配，當匹配成功時，將電抗器打開；

s3、啟動絞車，并在絞車啟動過程中，控制臺控制語音報警器發出“絞車準備起動”的語音信息，并控制聲光信號器發出紅色燈光信號；絞車啟動后，控制語音報警器發出“正在行車，禁止行人”的語音信息；

s4、在絞車運行過程中，霍爾速度傳感器采集絞車的轉速傳送至控制臺，控制臺通過絞車轉速判斷絞車的行駛速度是否超速，如果超速，則停止變頻器，同時控制語音報警器發出“超速停車”的語音信息和控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色；

s5、當控制臺接收到停車信號時，停止變頻器的運行，并通過語音報警器發出“停車”的語音信息；同時控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色；

s6、當控制臺接收到拉力值時，將所述拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器的工作狀態和聲光信號器的工作狀態。

可選地，將所述拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器的工作狀態和聲光信號器的工作狀態，包括：

當所述拉力值大于或等于第一閾值時，停止變頻器，并控制聲光信號器的紅色燈光報警信號變為綠色；

當所述拉力值小于所述第一閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺控制變頻器運行；

當所述拉力值小于第二閾值時，停止變頻器，并控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色。

可選地，當所述拉力值小于所述第一閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺控制變頻器運行包括：

當所述拉力值小于第三閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺增大變頻器的輸出頻率；

當所述拉力值小于所述第一閾值且大于或等于第三閾值時，控制臺減少變頻器的輸出頻率。

可選地，在停止變頻器，并控制聲光信號器的紅色燈光報警信號變為綠色的同時，并控制語音報警器發出“停車”的語音信息。

本發明實施例中，采用密碼校驗和識別卡信息校驗雙重驗證方式，做到了非合法人員不能起車，保障了絞車的安全運行。當巷道內出現了影響礦車安全運行的狀況后，巷道內的工作人員可通過手持機上的急停按鈕來直接關閉變頻器，停止絞車的運行，實現了及時停車，避免了危險事故的發生；同時還可通過語音報警器和聲光信號器發出相應的語音和燈光報警信號，不僅可避免行車時人員進入巷道，而且還便于查找和分析故障點，對出現故障的絞車及時維修。另外，通過設置拉力傳感器，可通過拉力來判斷礦車的安全狀態，進而自動調節絞車的速度，使地施工安全性提高。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種基于plc的變頻器絞車系統的連接結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種基于plc的變頻器絞車系統的控制方法的流程示意圖。

附圖標記說明：

1、控制臺；2、電抗器；3、變頻器；4、電機；5、絞車；6、礦車；7、中繼器；8、語音報警器；9、聲光信號器；10、手持機。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為本發明實施例提供的一種基于plc的變頻器絞車系統的連接結構示意圖。如圖1所示，包括控制臺1、電抗器2、變頻器3、電機4、絞車5、礦車6、中繼器7、語音報警器8、聲光信號器9和手持機10。

具體地，如圖1所示，該控制臺1控制電抗器2的開關，該控制臺1依次通過該電抗器2、該變頻器3對電機4的運行進行控制，該電機4控制絞車5的運行；其中，該電抗器2對變頻器3進行過電壓保護和防浪涌沖擊；

該礦車11的一端設置有拉力裝置，該拉力裝置通過繩索與該絞車5連接，該拉力裝置內設有拉力傳感器，該礦車11上設置有處理器和zigbee模塊；拉力傳感器、處理器和zigbee模塊依次電聯接。

該中繼器7、該語音報警器8、該聲光信號器9和該手持機10的數量均為多個，且多個該中繼器7、多個該語音報警器8、多個該聲光信號器9和多個該手持機10分別均勻布設在煤礦巷道內；控制臺1通過泄漏電纜依次連接多個中繼器7，該控制臺1通過泄漏電纜依次連接多個語音報警器8，以及該控制臺1通過泄漏電纜依次連接多個該聲光信號器9；多個該手持機10中的每一個手持機10與多個中繼器7的任意一個通過無線連接向該控制臺1發送停車信號，當該控制臺1接收到停車信號時，控制語音報警器8發出“停車”的語音信息和控制聲光信號器9的紅色燈光報警信號變為綠色。

該控制臺1用于獲取輸入密碼和判斷密碼的正確性，用于獲取識別卡信息，并將該識別卡信息與預先存取的多個識別卡信息進行匹配，以及用于依次通過變頻器3、電機4啟動絞車，并在絞車4啟動過程中控制語音報警器8發出“絞車準備起動”的語音信息和控制聲光信號器9發出紅色燈光信號。

該絞車5上設置有霍爾速度傳感器；霍爾速度傳感器用于采集絞車的轉速并傳送至控制臺1，控制臺1通過絞車轉速判斷絞車的行駛速度是否超速，如果超速，則停止變頻器3，同時控制語音報警器8發出“超速停車”的語音信息和控制聲光信號器9紅色燈光報警信號變為綠色。

該拉力傳感器獲取拉力值，并將獲取的拉力值依次通過處理器、zigbee模塊和多個中繼器7的任意一個發送至控制臺1，控制臺1根據接收到的拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器3的工作狀態和聲光信號器9的工作狀態。

圖2為本發明實施例提供的基于plc的變頻器絞車系統的控制方法的流程示意圖，具體包括：

s1、控制臺獲取輸入密碼，并判斷輸入密碼的正確性，如果輸入密碼正確，則執行步驟s2。

s2、控制臺獲取識別卡信息，并將該識別卡信息與預先存取的多個識別卡信息進行匹配，當匹配成功時，將電抗器打開。

s3、啟動絞車，并在絞車啟動過程中，控制臺控制語音報警器發出“絞車準備起動”的語音信息，并控制聲光信號器發出紅色燈光信號；絞車啟動后，控制語音報警器發出“正在行車，禁止行人”的語音信息。

s4、在絞車運行過程中，霍爾速度傳感器采集絞車的轉速傳送至控制臺，控制臺通過絞車轉速判斷絞車的行駛速度是否超速，如果超速，則停止變頻器，同時控制語音報警器發出“超速停車”的語音信息和控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色。

s5、當控制臺接收到停車信號時，停止變頻器的運行，并通過語音報警器發出“停車”的語音信息；同時控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色。

s6、當控制臺接收到拉力值時，將該拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器的工作狀態和聲光信號器的工作狀態。

可選地，該拉力值與預先設定的拉力值進行比較，通過比較結果控制變頻器的工作狀態和聲光信號器的工作狀態，包括：

當該拉力值大于或等于第一閾值時，停止變頻器，并控制聲光信號器的紅色燈光報警信號變為綠色。

當該拉力值小于該第一閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺控制變頻器運行。

當該拉力值小于第二閾值時，停止變頻器，并控制聲光信號器紅色燈光報警信號變為綠色。

其中，當該拉力值小于該第一閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺控制變頻器運行包括：

當該拉力值小于第三閾值且大于或等于第二閾值時，控制臺增大變頻器的輸出頻率。

當該拉力值小于該第一閾值且大于或等于第三閾值時，控制臺減少變頻器的輸出頻率。

另外，在停止變頻器，并控制聲光信號器的紅色燈光報警信號變為綠色的同時，并控制語音報警器發出“停車”的語音信息。

本發明實施例中，采用密碼校驗和識別卡信息校驗雙重驗證方式，做到了非合法人員不能起車，保障了絞車的安全運行。當巷道內出現了影響礦車安全運行的狀況后，巷道內的工作人員可通過手持機上的急停按鈕來直接關閉變頻器，停止絞車的運行，實現了及時停車，避免了危險事故的發生；同時還可通過語音報警器和聲光信號器發出相應的語音和燈光報警信號，不僅可避免行車時人員進入巷道，而且還便于查找和分析故障點，對出現故障的絞車及時維修。另外，通過設置拉力傳感器，可通過拉力來判斷礦車的安全狀態，進而自動調節絞車的速度，使地施工安全性提高。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。