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专利号: 2013102217846
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 输送;包装;贮存;搬运薄的或细丝状材料
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤矿井下防爆电缆收放机故障监控系统,其特征是:它包括设在工作机上的第一感知单元和第一信号处理单元,以及设在煤矿井下防爆电缆收放机上的第二感知单元、第二信号处理单元和控制中心;

所述第一感知单元由工作机内部感知单元构成,工作机内部感知单元包括流量传感器和测力传感器;流量传感器有两个分别为第一流量传感器和第二流量传感器,分别布置在工作机的两个行走马达上,在工作机工作时测定工作机的行走速度;测力传感器布置在工作机电缆接入点,用于测定所拖拽电缆的拉力;

所述第二感知单元由煤矿井下防爆电缆收放机内部感知单元和外部感知单元两部分构成,其中外部感知单元包括超声波传感器,内部感知单元包括流量传感器;流量传感器有一个为第三流量传感器,布置在电缆收放机卷缆马达上,用于测定卷缆速度;超声波传感器有六个,分别为第一超声波传感器(C1)、第二超声波传感器(C2)、第三超声波传感器(C3)、第四超声波传感器(C4)、第五超声波传感器(C5)和第六超声波传感器(C6),分别布置在煤矿井下防爆电缆收放机周围,用于测定煤矿井下防爆电缆收放机与周围机械的距离;

所述的第一信号处理单元包括信号调理电路、模/数转换电路、信号采集和第一PLC处理器、无线收发模块、看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口;其中,所述的信号调理电路输出端接入模/数转换电路,模/数转换电路输出端接入信号采集和第一PLC处理器,信号采集和第一PLC处理器接有无线收发模块,用以与控制中心的主控制PLC处理器进行通信,同时还接有看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口;

所述的第二信号处理单元包括信号调理电路、模/数转换电路、信号采集和第二PLC处理器、无线收发模块、看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口;其中,所述的信号调理电路输出端接入模/数转换电路,模/数转换电路输出端接入信号采集和第二PLC处理器,信号采集和第二PLC处理器接有无线收发模块,用以与控制中心的主控制PLC处理器进行通信,同时还接有看门狗电路、时钟芯片和外部扩展电路接口;

所述的控制中心包括主控制PLC处理器、控制中心无线收发模块、人机交互设备、声光报警电路、数据存储设备和卷缆设备控制系统;其中,所述的控制中心无线收发模块与信号处理单元的无线收发模块配套,并与主控制PLC处理器连接,主控制PLC处理器还分别与人机交互设备、声光报警电路、数据存储设备和卷缆设备控制系统连接。

2.一种煤矿井下防爆电缆收放机故障监控系统的使用方法,其特征是包括如下步骤:

(1)煤矿井下防爆电缆收放机开始工作时,故障监控系统初始化,载入预先设定的故障检测指标和阈值;

(2)故障监控系统运行时,安装在设备上的内部感知单元和外部感知单元开启,对设备进行监测,采集到的信号经过信号调理电路和模/数转换后,传送给信号采集和第一PLC处理器和第二PLC处理器;

(3)信号采集和第一PLC处理器和第二PLC处理器得到信号后,进行预处理,并对信号进行分析后作出初步判断,将结果和相应的监测信号经无线收发模块传送给控制中心的主控制PLC控制器;

(4)主控制PLC控制器对接收到的判断结果和信号进行更详尽的分析和处理,对煤矿井下防爆电缆收放机卷缆状态进行控制;若确定有故障发生,则一方面控制声光报警电路进行报警,另一方面分析出故障发生点和故障发生原因信息,通过人机交互设备提供给现场工程人员查看,同时存储在数据存储设备中,并依照预先内置的故障处理算法,控制煤矿井下防爆电缆收放机做出相应的动作,以免造成不必要的损失;若无故障发生,主控制PLC控制器则根据工作机的运行状态,通过卷缆设备控制系统实时调整煤矿井下防爆电缆收放机的电缆收放速度,以适应工作机的运行状态;同时将设备运行状态通过人机交互设备提供给现场工程人员查看。