專利名稱：罐籠裝罐操車設備自動控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化控制系統，適用于礦山立井罐籠用的裝罐操車設備自動化聯動閉鎖控制。
現有技術，國外有氣功操車設備聯動集控系統，由于用壓縮空氣作操車設備驅動力，需要增加許多附屬設備，如增加80多個氣缸和60多個閥門，還需要壓縮氣源和許多管路等，工程量大、附屬設備多而復雜，維修安裝量大，故障多等不足之處。經國外專利文獻檢索，只有用于提升系統的控制裝置如US4754851、US1423485、T59035589等。
經國內檢索，罐籠阻車器閉鎖安全保護裝置(CN2052402U)，其不足之處(1)只解決控制安全門、罐籠拉閘、阻車器的電磁鎖，也就是只解決罐籠在升降過程中安全問題，并沒有解決罐籠裝罐操車設備系統的閉鎖控制，如復式阻車器、轉轍機、推車機等;(2)沒有解決罐籠裝罐操車設備的自動化聯動問題，仍是用人工直接驅動操車設備動作，故它屬于手動部分操車設備的閉鎖裝置;(3)它的閉鎖安全保護靠晶體管電路等硬件實現，容易壞，使用維修不便，通用性差等。
本發明目的，為礦山立井罐籠用的裝罐操車設備提出一種能夠自動聯動和閉鎖的控制系統，而且其結構簡單、造價低、維修方便、運行可靠、通用性強的自動化控制系統。
本發明目的是通過如下技術方案實現。
圖1為本發明自動控制系統方框圖;
圖2為本發明操車設備布置示意圖;
圖3為本發明自動控制系統配電系統圖;
圖4為本發明自動控制回路連接圖之一;
圖5為本發明自動控制回路連接圖之二;
圖6為本發明自動控制回路連接圖之三;
圖7為本發明自動程序控制器連接圖;
圖8為本發明自動程序控制器軟件框圖;
圖9為本發明自動程序控制器提物軟件框圖;
圖10為本發明自動程序控制器提入軟件框圖;
本發明罐籠裝罐操車設備自動控制系統，主要包括電源系統、指令系統和執行系統，其特征在于1、指令系統設有自控回路、人工按鈕點控回路、檢修解鎖回路，指令運行控制方式，以自控為主，人工按鈕點控為付相結合，自控回路主要由程序控制器(8)、中間繼電器(11)、(13)，組成;人工按鈕點控回路主要由按鈕(9)，中間繼電器(11)、(13)和超時限保護器(12)等組成;檢修解鎖回路主要由若干個解鎖繼電器的線圈并聯后接在供電回路中，其常開接點并聯在中間繼電器(11)的接點二端;程序控制器(8)的輸入模塊與操作臺的轉換開關(2)連接，輸出模塊與中間繼電器(13)線圈連接;中間繼電器(11)的輸出接點與程序控制器(8)的輸入模塊和操作臺的按鈕(9)連接，并與中間繼電器(13)的輸入線圈連接;中間繼電器(13)的常開接點與操作臺的顯示燈、與執行機構的接觸器(14)的線圈、與超時限保護器(12)線圈連接;超時限保護器(12)的常閉延時接點，又與操作臺的轉換開關(2)的手控和檢修接點連接;操作臺的轉換開關(2)又與中間繼電器(13)的輸入端連接(見圖1)。
2、罐籠裝罐操車設備自動控制系統的控制指令部分，設有微機自控回路、人工按鈕點控回路、檢修解鎖回路。
微機自控回路，主要由程序控制器(8)、中間繼電器(11)，(13)組成，程序控制器(8)輸入模塊與中間繼電器(11)的常開接點連接，輸出模塊與中間繼電器(13)的線圈連接，通過中間繼電器(13)為連接各操車設備的執行機構的總樞鈕，向各設備的執行機構發出控制指令，使操車設備自動安全聯動和閉鎖。
人工按鈕點控回路(見圖1)，主要由按鈕(9)，中間繼電器(11)、(13)和超時限保護器(12)組成，按鈕(9)連接中間繼電器(11)的常開接點和中間繼電器(13)的線圈。在人工外部程序控制下(A、B道選擇，提人或提物功能選擇等)，人工一次一次地點動被控設備的控制按鈕(9)，控制操車設備單機一臺一臺的按序自動動作和閉鎖。
檢修解鎖回路(見圖3)，主要由若干個解鎖繼電器如2KA、3KA、3aKA等的線圈并聯后一端與轉換開關(2)的接點連接，另一端與36V(AC)控制電源電路連接，解鎖繼電器的常開接點并聯在中間繼電器(11)的接點的兩端。
3、超時限保護回路(見圖1、圖5)，是在手控和檢修運行方式下工作的，它是由若干個時間繼電器KT組成，各個時間繼電器的線圈一端分別與中間繼電器(13)相應的常開接點連接，另一端接36V(AC)控制電源回路，其延時常閉接點一端分別與手控回路和檢修回路的按鈕連接，另一端與轉換開關(2)的接點(4)連接。當某臺操車設備不能按預定時間運行到位時，時間繼電器延時常閉接點打開，斷開了正在運行的未到位設備的電源，使該設備不繼續往下動作，起到保護作用。
4、罐籠裝罐操車設備自動控制系統的執行機構，其特征是每臺操車設備上均配備一套執行機構，主要包括接觸器(14)、驅動器(16)、到位開關(17)，驅動器(16)和到位開關(17)分別安裝在每臺操車設備上，各操車設備的接觸器(14)集中安裝在接觸器柜內，驅動器(16)為執行機構的驅動力，到位開關(17)為執行機構的限位裝置。接觸器(14)的線圈的一端接中間繼電器(13)的常開接點，另一端接接觸器(14)的控制電源127V(AC)，其主觸頭一端與電網連接380V(AC)，另一端接驅動器(16)的電源輸入端，到位開關(17)的常開接點一端與中間繼電器(11)的線圈連接另一端與控制電源36V(AC)連接。
5、罐籠裝罐操車設備自動控制系統的配電設備，分電源進線柜、控制電源柜和電容補償柜。控制電源柜分三種電壓等級36V(AC)、127V(AC)、220V(AC)分四回輸出。其中36V(AC)輸出一回，供程序控制器(8)的輸出模塊、中間繼電器(11)、(13)，超限時保護器(12)、顯示燈(15)的電源;127V(AC)輸出二回，一回供接觸器(14)，另一回備用，220V(AC)輸出一回，經電源控制器(6)供程序控制器(8)的主機及輸入模塊電源。上述不同等級電壓，均通過轉換開關(2)的轉換與其相應控制回路接通。
6、罐籠裝罐操車設備自動控制系統，其主要關鍵部件，采用標準化通用的先進器件。如程序控制器(8)是由主機PFZJ-CPUIE、輸入模塊PFJ-N084，輸出模塊PFJ-T081組成，執行機構的驅動器(16)采用能夠作正向或反向直線運動的直線電機M作為驅動動力，取代人工用力操作驅動等;到位開點(17)采用磁性開關MS進行限位;超時限保護器(12)采用時間繼電器TK等，這些標準通用的器件，維修方便，造價低。
下面結合實施例和附圖，描述本發明的工作原理本發明自動控制系統，有三種運行方式自控、手控、檢修，以微機自動集控為主、人工按鈕點控為付，檢修運行為本裝置配套的輔助運行方式，三種運行方式通過轉換開關(2)選擇，互相閉鎖運行。
撥動轉換開關(2)的位置，其實質就是接通不同控制回路的供電電源。如撥到自控運行方式(5)時，接通36V(AC)、127V(AC)、220V(AC)，其中220V(AC)經電源控制器(6)供給程序控制器(8)通電工作。程序控制器(8)得電工作，接收二路控制信號，一路由人工外部程序控制信號(如提人或提物功能選擇開關(7)和A、B道選擇)輸入到程序控制器(8)，另一路接收中間繼電器(11)輸出的上一級操車設備到位開關(17)的到位信號，經程序控制器(8)內部預先編定的提人(見圖8、圖10)或提物(見圖8、圖9)的操作程序(均具有超時限保護功能)處理后自動發出控制指令，使中間繼電器(13)線圈帶電，中間繼電器(13)的接點，一種接通36V，使操作臺上顯示燈亮;另一路常閉接點打開，使被控設備的控制回路斷電，即閉鎖;再一路常開接點閉合，向被控操車設備的執行機構供電，接觸器(14)接通驅動器(16)電源，驅動器(16)得電作正向或反向運動，驅動被控操車設備到位，被控操車設備到位后，到位開關(17)接通，輸出到位信號反饋到中間繼電器(11)，由中間繼電器(11)再輸入到程序控制器(8)自動發出下一級操車設備聯動信號，這樣罐籠裝罐操車設備，在程序控制器(8)命令控制下，周而復始的自動聯動運行和自動閉鎖。
轉換開關(2)撥到人工按鈕點控方式(4)時，接通手控回路工作電源360V(AC)，127V(AC)人工點動按鈕(9)，發出命令使操車設備單機自動運行和閉鎖(執行機構工作同自控(5))。
轉換開關(2)撥到檢修位置(3)時，接通檢修回路工作電源36V(AC)、127V(AC)。為了被檢修設備試車時，避免按操車程序一步一步繁鎖運行，本發明設置了解鎖裝置，能夠使單機直接試車。解鎖裝置采用若干個解鎖繼電器，將其線圈并聯后連接在供電回路中，其常開接點閉合，將中間繼電器(11)的閉鎖接點短路而解鎖，保證了被檢修操車設備直接方便試車運行。
從上可見，罐籠裝罐操車設備自動控制系統中人的外部程序或程序控制器(8)是自動化控制系統的命令系統，直線電機M是驅動器(8)的驅動動力，磁性開關MS是限位開關(17)的限位裝置，中間繼電器(13)是自動化控制命令系統和各操車設備執行機構的連接總樞鈕。
下面結合實施例和附圖，以選擇A道、罐籠提物為實例，本自動控制裝置怎么控制搖臺自動運行和閉鎖的工作過程1、微機自動程序控制工作過程(見圖5)工作開始，打開鑰提開關1S0-2，使電源接觸器1KMA-2線圈帶電，常開接點1KMA-3、208接通，控制電源回路36V(AC)、127V(AC)供電，將工作方式選擇開關(2)的轉換開關2S0-4轉到自動位置，使2S0的(1)-(2)接通-4，接觸器(14)2KMA線圈帶電-4、2KMA接點閉合-112，經電源控制器(6)給程序控制器(8)供電220V(AC)，同時接觸器(14)2KMA常開接點閉合-277，同時轉換開并2S0的(7)-(8)接通-9，36V(AC)給程序控制器(8)的輸出模塊供電，程序控制器(8)啟動工作，自控工作方式(5)顯示燈亮。
將功能選擇開關(7)的轉換開關3SO-145撥到提物功能(見圖9)，當A道罐籠到位，A道罐籠到位開關(17)的磁性開關MS39常開接點閉合，中間繼電器(11)54KA線圈帶電-274，54KA的常開接點閉合-143，給程序控制器(8)輸入信號，程序控制器(8)輸出回路輸出-193，使搖臺落下中間繼電器(13)25KA線圈帶電(見圖5)，常閉接點25KA打開-88，使搖臺抬起回路不得通電，常開接點25KA閉合-236(見圖6)，使搖臺落下接觸器(14)30KMA線圈帶電，使接觸器30KMA主觸頭閉合(見圖4)搖臺的直線電機M帶電動作，搖臺落下。當搖臺落下到位后，到位開關(17)的磁性開關MS12和MS14的常接點閉合-265，搖臺落下動作完畢，為安全門打開發出信號，以下動作同上，超時限保護由程序控制器(8)自動執行。
2、人工按鈕點動控制工作過程當程序控制器(8)故障時，可用人工點控按鈕(9)，控制操車設備單機自動閉鎖運行。當工作方式轉換開關2S0撥到手動位置(4)(此時127V(AC)已在自動控制方式時接通)，轉換開關2S0的(3)-(4)接通-5，供給36V(AC)使手動控制回路帶電，使中間繼電器(13)的20KA線圈-70、21KA線圈-73、22KA線圈-77、23KA線圈-80回路中的1KA的常開接點閉合(見圖5)，為使推車機動作作準備，同時1KA的常開接點接通-278，使顯示燈亮表示已進入手動工作方式。
當A罐籠到位(見圖6)到位開關(17)MS39常開接點閉合-274，使中間繼電器(11)54KA的線圈帶電-274，使54KA常開接點閉合-91，同時54KA常開接點閉合-91，54KA常閉接點閉合-280，顯示燈(15)亮，表示A道罐籠已到位。
此時人工點動搖臺落下按鈕(9)22ST-91(見圖5)，則搖臺落下中間繼電器(13)25KA線圈帶電，使25KA常開接點閉合-236，搖臺接觸器(14)30KMA線圈帶電-236，接觸器30KMA的主觸頭閉合(見圖4)，使搖臺直線電機M帶電工作，同時中間繼電器(13)25KA常閉接點打開-88，使搖臺抬起中間繼電器(13)回路不能帶電而閉鎖。當搖臺落下動作到位后，搖臺工作完畢，而使搖臺落下到位開關(17)MS12、MS14-265閉合(因井筒前一組搖臺、井筒后一組搖臺同時動作，所以兩個到位開關(17)也必須同時合上)，搖臺到位中間繼電器(11)47KA線圈帶電(見圖6)，為安全門打開作好準備。安全門打開動作同上。若搖臺落下未到位，中間繼電器(13)的25KA的常開接點閉合-100(見圖5)，使搖臺超時限保護器(12)的時間繼電器5KT線圈帶電，其延時常閉接點打開-88，使搖臺控制回路斷電，起到超時限保護作用。
3、檢修工作方式(見圖5)，把轉換開關(2)2SO撥到檢修位置，(電源同手動運行方式)解鎖繼電器2KA-6、3KA-7、3aKA-8線圈帶電，其常開接點閉合，將操車設備的各閉鎖回路的中間繼電器(11)的閉鎖接點短路掉，如搖臺落下回路中3KA常開接點閉合-92，將罐籠到位繼電器(即中間繼電器(11)54KA的常開接點短路即解鎖。此時A罐籠無論到位與否，均可按動按鈕(9)22ST-91而使搖臺落下，進行單機試車。動作過程與手控相同。
本發明罐籠裝罐操車設備自動控制系統的優點是1、自動化程度高，各操車設備都能獨立自動運行，各操車設備之間都能閉鎖聯動，實現了罐籠裝籠全部操車設備全過程自動化聯動和閉鎖運行。從罐籠到位(如A道)→搖臺落下→安全門打開→單式阻車器打開→推車機推車入罐并自動返回→阻車器閉合→安全門關閉→搖臺抬起→罐籠提升→轉轍機道岔轉向B道→復式阻車器打開、礦車進入B道，為下一次B道裝罐作準備。待B道罐籠到位后全部裝車過程自動運行。
2、能夠滿足礦山立井罐籠裝罐操車設備各種不同運行工作狀態的自動化需要。如自動化控制指令、采用微機集控為主、人工按鈕單機點控為付相結合的方式，一旦微機程控故障時，人工點動按鈕代替微機發出控制指令，使操車設備單機自動閉鎖運行。當需要檢修單機試車時，解鎖繼電器工作，將各操車設備解除閉鎖，點動按鈕使單機直接試車，提高檢修試車工作效率。
3、設有多種安全閉鎖保護措施(1)設有超時限保護器(12)或微機內部設有超時限保護程序，自動保護未按時到位設備不繼續運行，避免了不安全隱患;
(2)各設備的執行系統設有磁性到位開關(17)及中間繼電器(11)、(13)對運行的操車設備進行限位和閉鎖，使控制指令準確發出，這是實現自動控制操車設備安全運行的閉鎖環節。
4、本系統設計科學、布局合理、構思巧妙、采用標準化通用的先進器件，維修簡便，運行可靠，造價低，具有推廣應用前景。
權利要求
1.罐籠裝罐操車設備自動控制系統，主要包括電源系統、指令系統和執行系統，其特征在于(1)指令系統設有自控回路，人工按鈕點控回路、檢修解鎖回路、指令運行控制方式，以自控為主，人工按鈕點控為付相結合，自控回路主要由程序控制器(8)、中間繼電器(11)、(13)，組成；人工按鈕點控回路主要由按鈕(9)、中間繼電器(11)、(13)和超時限保護器(12)等組成，檢修解鎖回路主要由若干個解鎖繼電器的線圈并聯后接在供電回路中，其常開接點并聯在中間繼電器(11)的接點二端；(2)每臺操車設備上均配備一套執行機構，執行機構主要包括接觸器(14)、驅動器(16)、到位開關(17)。驅動器(16)和到位開關(17)分別安裝在每臺操車設備上，各操車設備的接觸器(14)集中按裝在接觸器柜內，驅動器(16)為執行機構的驅動力，到位開關(17)為執行機構的限位裝置，接觸器(14)的線圈一端接中間繼電器(13)的常開接點，另一端接接觸器(14)的控制電源，其主觸頭一端與電網連接，另一端接驅動器(16)的電源輸入端，到位開關(17)的常開接點一端與中間繼電器(11)的線圈連接，另一端與控制電源連接。
2.根據權利要求1所述的罐籠操車設備自動控制系統，其特征在于程序控制器(8)主要是由主機PF2J-CPUIE、輸入模塊PFJ-N084和輸出模塊PFJ-T081組成。
3.根據權利要求1所述的罐籠操車設備自動控制系統，其特征在于執行機構的驅動器(16)采用直線電機M作正向或反向直線運動。
4.根據權利要求1所述的罐籠操車設備自動控制系統，其特征在于超限時保護器(12)是由若干個時間繼電器KT組成，各個時間繼電器的線圈的一端分別與中間繼電器(13)相應的常開接點連接，另一端接控制電源回路，其延時常閉接點一端分別與手動回路和檢修回路的按鈕連接，另一端與轉換開關(2)的接點連接。
全文摘要
本發明為礦山立井罐籠裝罐操車設備提供一種自動化聯動閉鎖控制系統。指令系統設有微機自控回路、人工按鈕點控回路、檢修解鎖回路，控制方式以微機自動集控為主，人工按鈕點控為副相結合；執行系統采用直線電機為驅動力，磁性開關為限位裝置；人工選擇A、B道和提人、提物、再通過微機程控或人工點動按鈕，使操車設備自動聯動閉鎖或單機自動閉鎖運行。
文檔編號B66B17/16GK1063264SQ9110991
公開日1992年8月5日 申請日期1991年10月9日 優先權日1991年10月9日
發明者陳美竹, 李建軍, 趙煒, 徐靜, 李惠萍 申請人:煤炭工業部太原煤礦設計研究院, 陜西直線電機設備廠