專利名稱：礦用井下無線自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對煤礦井下進行無線自動控制的裝置，屬于自動控制設備技術領域。
背景技術：
在目前的煤礦井下生產中，隨著技術的進步和生產的發展，傳統的電氣控制系統正被以電子計算機為核心的先進控制系統所取代。在現有的控制系統中，被廣泛使用的控制系統包括PLC (可編程控制器)、DCS (分布式控制系統或集散控制系統)、FCS (現場總線控制系統)等。這些系統的優點是適應性強、抗干擾、功能強大、控制系統程序編制容易、能記錄數據并可查等。其中西門子公司生產出的礦用自動化控制系統較好地解決了井下自動控制生產的問題，但它的缺點是采用的是有線連接。有線連接時要隨著作業面的變化不斷鋪設和移動電纜線，各種控制電纜線不但影響現場人員行動，還很容易被現場的機械、礦石等損壞，一旦發生故障，在眾多錯綜復雜的電纜線中找出故障點很困難，費時、費力，暴露出有線連接的控制系統在井下生產的惡劣環境中的適應性較差的弱點。更重要的是，因為煤礦在生產的過程中設備尤其是采煤機一直在移動，有線連接很難在井下生產現場做到整個控制系統的無縫連接，在生產過程中不時有生產中斷的情況發生，不能有效地發揮自動控制系統的強大的控制功能，很有必要進行改進。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種礦用井下無線自動控制裝置，以實現井下控制系統的無線連接，使控制人員能夠實時監控現場作業，控制各種設備自動運行，實現井下控制系統的全程連接和覆蓋。解決上述技術問題的技術方案是:一種礦用井下無線自動控制裝置，它包括控制計算機、以PLC、DCS、FCS為核心的控制器，控制計算機和控制器均被置于達到礦用安全等級的防爆箱內；所述控制計算機與控制器之間通過無線信號進行連接；所述控制計算機與控制器的控制模式為:在控制計算機上用軟件做出控制畫面；控制器內部編有控制軟件，控制軟件將控制器所發送和接受到的現場信號通過無線信號傳輸到控制計算機，控制計算機將操作人員的操作發送到控制器，控制器根據控制軟件將信號輸出，控制電氣設備。上述礦用井下無線自動控制裝置，所述控制計算機為兩個或兩個以上，所述控制器為兩個或兩個以上，多個控制計算機分別安置在井下的多個控制室內，多個控制器分別安裝在不同的井下運行設備上，控制室內的控制計算機與運行設備上的控制器分別建立數據連接。上述礦用井下無線自動控制裝置，所述控制計算機與控制器的連接是單個控制計算機對單個控制器的連接，或是單個控制計算機對多個控制器的連接，或是多個控制計算機對單個控制器的連接，或是多個控制計算機對單個控制器的連接。上述礦用井下無線自動控制裝置，所述控制計算機安裝在控制室內，或安裝在現場，通過外接無線設備連接到自動控制設備。上述礦用井下無線自動控制裝置，所述控制器上有工作狀態指示燈、導光線和透明件，指示燈通過導光線與透明件相連接。本實用新型具有以下優點:1、高度的自動化程度。本實用新型采用控制計算機與控制器通過無線方式連接，控制程序及控制畫面可自由編制，能對整個井下電氣系統做到系統的控制。2、適應性強。所有的控制器都一樣，只需編制不同的控制程序就能用于不同的生產設備上進行控制；所有的控制計算機都一樣，只需編制不同的操作畫面，設置不同的連接參數，就能與所需要的控制器進行連接。3、設備可靠。自動控制控制系統在工業應用方面已經非常成熟，穩定可靠。本實用新型將工業控制方面優秀的控制系統移到井下控制，使得井下控制系統更加完善。4、數據記錄完善。本控制器可記錄井下各種設備的數據，做到有據可查。5、連接方便。因為是無線連接，只要是在無線網絡的范圍之內，均可自由通信，不受信號電纜限制。6、可以做到無縫連接。因為井下生產的特殊性，當巷道不斷地掘進，采煤機不斷地向前進，可以在不停產的情況下移動設備，實現井下控制系統的全程連接和覆蓋。
圖1是本實用新型的方框圖；圖2是本實用新型的安裝位置示意圖；圖3是本實用新型的控制器安裝示意圖；圖4是圖3的側視圖。圖中標記如下:控制計算機1、控制器2、采煤機3、皮帶運輸機4、第一控制室5、第二控制室6、防爆箱7、無線信號模塊8、電纜引入裝置9、導線10、天線11、導光線12、透明件
13、指示燈14。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。圖1顯示，本實用新型包括為兩個或兩個以上的控制計算機1，以及兩個或兩個以上的以PLC、DCS、FCS為核心所構成的控制器2，均被置于達到礦用安全等級的防爆外殼內，所述的控制計算機I以工業計算機為核心。圖1所示的實施例為兩個控制計算機I和兩個控制器2之間的連接圖。在實際生產過程當中，可以使用單個控制計算機I對單個控制器2的連接，或是單個控制計算機I對多個控制器2的連接，或是多個控制計算機I對單個控制器2的連接，或是多個控制計算機I對單個控制器2的連接，或是控制計算機I對控制器2的其它連接組合，可以根據現場情況進行增加和調整，以適應現場的需要。圖2顯示的是本實用新型的一個實際生產實施例。生產運行設備包括采煤機3和皮帶運輸機4，在采煤機4上安裝有一臺控制器2，在皮帶運輸機4上安裝有一臺控制器2，均由無線信號連接。采煤機3的控制器2與采煤機3的各個控制點位以及測量點位連接，分別控制采煤機3的采煤動作。例如控制采煤機3的前、后、左、右、上、下動作，采煤機的前進后退以及轉速，或者根據現場情況，把采煤動作全部編成控制軟件讓采煤機3自動采煤。并把各部分的數據，如采煤機3的運轉速度、行走速度、噴水壓力、電機、軸承等各部位的溫度，以及電動機的電流、電壓等重要參數由無線信號傳輸，再由控制計算機記錄下來并生成報表或曲線圖。皮帶運輸機4上安裝的控制器2與采煤機3上安裝的控制器2的硬件相同，但不同的是內部的控制軟件不一樣。皮帶運輸機4的控制器2與運輸皮帶相連，控制皮帶的啟停，并加入皮帶跑偏檢測、皮帶撕裂檢測、皮帶運行檢測，以及巷道內的風速、瓦斯濃度、空氣溫度等重要數據，并通過無線信號與采煤機3的控制器2進行通訊并聯鎖。例如皮帶停轉，采煤機3收到信號后立刻自動停轉，防止煤被采下而皮帶停止而導致的皮帶被多余的煤壓死情況的發生。圖中顯示，控制計算機I與控制器2通過無線信號進行連接，操作人員對設備的控制直接通過控制計算機I進行，以達到人員能輕松的實現對設備進行控制。當開采后采煤機3會越來越向里走，走到一定程度后會超出無線信號的范圍，這時就需要移動控制計算機I。如果采用傳統的有線連接，就需要關閉電源和延長電纜線，不可避免地要中斷控制。而采用本實用新型的無線連接后，就可以實現不中斷控制。如圖中的第一控制室5內部有兩臺控制計算機1，需要把兩臺控制計算機I移到第二控制室6時，可以先關閉一臺控制計算機1，移到第二控制室6內以后開機并通過無線網絡連接，再將第一控制室5內的另一臺控制計算機I關機移到第二控制室6，實現不停產而能將控制計算機I移機的方案。在移動過程中，因為是采用無線連接，不受信號電纜線限制，可以在無線網絡有效范圍內進行方便的連接。因此項實用新型控制器以及工業計算機的功能特別強大，以上的實施例僅為一種，還可根據需要設計出更加先進的控制畫面以及控制程序，很大程度上減輕人工的勞動強度。圖3顯示，本實用新型的控制器2安裝在達到礦用防爆等級的防爆箱7內，防爆模式主要有隔爆式，正壓式、密封式，澆封式。防爆箱7內部裝有以PLC、DCS、FCS為核心的控制器2和無線信號模塊8，無線信號模塊8將控制器2的信號轉成無線信號，通過電纜引入裝置9，再通過天線11發出。其中，控制器2與外部連接的輸入輸入線通過電纜引入裝置9，再通過導線10與其它的設備相連接，控制其它的電氣設備。控制器可以接無線信號模塊，也可以自身有信號模塊。圖4顯示的是圖3的側視圖。其中，控制器2的工作狀態指示燈14顯示的工作狀態通過導光線12，傳導到透明件13上，使得工作人員能清楚的看到控制器2的工作狀態。
權利要求1.一種礦用井下無線自動控制裝置，其特征在于:它包括控制計算機(I)、以PLC、DCS、FCS為核心的控制器(2)，控制計算機(I)和控制器(2)均被置于達到礦用安全等級的防爆箱(7)內； 所述控制計算機(I)與控制器(2)之間通過無線信號進行連接。
2.根據權利要求1所述的礦用井下無線自動控制裝置，其特征在于:所述控制計算機(O為兩個或兩個以上，所述控制器(2)為兩個或兩個以上，多個控制計算機(I)分別安置在井下的多個控制室內，多個控制器(2)分別安裝在不同的井下運行設備上，控制室內的控制計算機(I)與運行設備上的控制器(2)分別建立數據連接。
3.根據權利要求1所述的礦用井下無線自動控制裝置，其特征在于:所述控制計算機(1)與控制器(2)的連接是單個控制計算機(I)對單個控制器(2 )的連接，或是單個控制計算機(I)對多個控制器(2 )的連接，或是多個控制計算機(I)對單個控制器(2 )的連接，或是多個控制計算機(I)對單個控制器的連接。
4.根據權利要求1所述的礦用井下無線自動控制裝置，其特征在于:控制計算機(I)安裝在控制室內，或安裝在現場，通過外接無線設備連接自動控制設備。
5.根據權利要求2或3所述的礦用井下無線自動控制裝置，其特征在于:所述控制器(2)上有工作狀態指示燈(14)、導光線(12)和透明件(13)，指示燈(14)通過通過導光線(12)與透明件(13)相連接。
專利摘要礦用井下無線自動控制裝置，屬于自動控制設備技術領域，用于礦山井下運行設備的無線自動控制和監測，其技術方案是它包括多個控制計算機、多個以PLC、DCS、FCS為核心的控制器，它們均被置于達到礦用安全等級的防爆箱內；控制計算機與控制器之間通過無線信號進行連接；控制器與控制器之間、控制器與控制計算機之間、控制計算機之間、控制計算機與遠程計算機建立數據連接。本實用新型可以實現井下控制的無線連接，使控制人員能夠實時監控和控制各種設備自動運行；當巷道不斷地掘進，采煤機不斷地向前進，可以在不停產的情況下移動設備，實現井下控制的全程連接和覆蓋。本實用新型具有自動化程度高、連接可靠、適應性強、控制全面等優點。
文檔編號G05B19/418GK202929432SQ201220090189
公開日2013年5月8日 申請日期2012年3月12日 優先權日2012年3月12日
發明者苗軍虎 申請人:河北首力防爆電機有限公司