ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ РУЧКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВОЧНОЙ ЧЕЛНОЧНОЙ ВАГОНЕТКИ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ Российский патент 2013 года по МПК G05B19/05 

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество приоритета по заявке на патент Китая №200920248925.2, озаглавленной "Централизованная система управления при помощи ручки для транспортировочной челночной вагонетки на переменном токе", поданной в государственное ведомство Китая по интеллектуальной собственности 27 ноября 2009 г. Полное ее описание включено сюда посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящая заявка относится к области дорожной выемки, горных работ и транспортировки в угольной шахте, в частности, к централизованной системе управления при помощи ручки, которая может быть применена для челночной вагонетки с тягой на переменном токе в угольной шахте.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В настоящее время в области горных работ и транспортировки в угольной шахте челночная вагонетка является важным оборудованием для транспортировки угля, используемым вместе с непрерывно работающим угольным комбайном в числе механизированного горного оборудования для коротких забоев для среднего/мощного угольного пласта. Челночная вагонетка является вагонеткой, перевозящей уголь на короткое расстояние в шахте, и расстояние перевозки составляет менее, чем 200 м. Главной функцией челночной вагонетки является прием и накопление в ее кузове угля, добытого непрерывно работающим комбайном, затем возвращение к подающей дробилке, и разгрузка угля посредством скребкового конвейера в ее кузове в бункер дробилки и возвращение после разгрузки угля к непрерывно работающему угольному комбайну для следующей загрузки угля. В настоящее время челночные вагонетки, используемые в угольной шахте, являются, главным образом, импортированными оборудованиями и, главным образом, являются челночными вагонетками с тягой на переменном токе. Этот тип челночной вагонетки сложен в эксплуатации, функции его различных систем независимы, и приводные механизмы челночной вагонетки размещены по отдельности и, таким образом, являются сложными в управлении, что требует опытного оператора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В соответствии с задачей настоящего изобретения обеспечена централизованная система управления при помощи ручки, которая может быть применена к челночной вагонетке с тягой на переменном токе в угольной шахте для решения проблем известной челночной вагонетки с тягой на переменном токе, которые заключаются, например, в том, что различные устройства в системе манипулирования челночной вагонеткой имеют независимые функции и размещены по отдельности, и степени интеллектуализации, интегрирования и автоматизации челночных вагонеток низки и т.д.

[0005] Техническое решение по настоящей заявке заключается в следующем.

[0006] Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе включает в себя манипулирующую часть, управляющую часть и электрическую исполнительную часть. Манипулирующая часть снабжена ручкой для манипулирования. Управляющая часть снабжена рассчитанным для вагонетки контроллером и модулем изоляции шины. Электрическая исполнительная часть снабжена реле управления для тягового преобразователя частоты, реле управления для двигателя масляного насоса, реле управления для положительного вращения скребкового конвейера, реле управления для отрицательного вращения скребкового конвейера, реле управления освещением, реле управления для электрического звонка, клапаном подъема, клапаном опускания, клапанами рулевого управления и преобразователем частоты. Ручка соединена с контроллером через модуль изоляции шины, и клапаны, реле управления и преобразователь частоты электрической исполнительной части соединены с контроллером.

[0007] В централизованной системе управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, ручка соединена с контроллером через модуль изоляции шины сети контроллеров.

[0008] В централизованной системе управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, в манипулирующая часть использует искробезопасную цепь.

[0009] В централизованной системе управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, клапан опускания и клапан подъема являются пожаробезопасными электромагнитными двухпозиционными клапанами, используемыми в шахте, и клапаны рулевого управления являются пожаробезопасными электромагнитными пропорциональными клапанами, используемыми в шахте.

[0010] В централизованной системе управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, рассчитанный для вагонетки контроллер, модуль изоляции шины, реле управления для тягового преобразователя частоты, реле управления для двигателя масляного насоса, реле управления для положительного вращения скребкового конвейера и реле управления для отрицательного вращения скребкового конвейера установлены внутри пожаробезопасной коробки управления.

[0011] В централизованной системе управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, рассчитанный для вагонетки контроллер является программируемым контроллером.

[0012] Преимущественные эффекты настоящей заявки включают в себя:

[0013] 1. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, может выполнять управление в направлении вперед, управление в направлении назад, управление ускорением и управление замедлением челночной вагонетки путем оперирования ручкой вперед или назад, может выполнять рулевое управление челночной вагонеткой посредством вращения ручки вправо или влево и может также выполнять управление освещением, управление электрическим звонком, управления приведением в действие и остановкой двигателя масляного насоса, управления положительным и отрицательным вращением скребкового конвейера и управление подъемом и опусканием конвейера и т.д. вагонетки путем нажима кнопок на ручке.

[0014] 2. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, может улучшить степень автоматизации, интеллектуализации и интегрирования челночной вагонетки с тягой на переменном токе и может достигнуть автоматизированного управления челночной вагонеткой с тягой на переменном токе в шахте при помощи соединенных с ней соответствующих оборудований, что может положить начало интеллектуализации транспортировки в шахте.

[0015] 3. По сравнению с традиционной системой манипулирования челночной вагонеткой в угольной шахте, настоящая заявка может выполнять управление в направлении вперед, управление в направлении назад, управление ускорением, управление замедлением и рулевые управления челночной вагонеткой просто при помощи одной ручки, и может осуществлять управление освещением, управление электрическим звонком, управления приведением в действие, остановкой, положительным вращением и отрицательным вращением двигателя вагонетки путем нажима кнопок на ручке. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, также имеет высокую степень интегрирования и интеллектуализации, может быть легко и удобно эксплуатирована, что сокращает проблемы предшествующего механизма манипулирования челночной вагонеткой, заключающиеся в том, например, что ее механизмы манипулирования сложны, имеют независимые функции и размещены по отдельности, и трудны в эксплуатации. Система централизованного управления, в соответствии с настоящей заявкой, снижает трудоемкость для водителя и значительно увеличивает эффективность эксплуатации.

[0016] 4. Настоящая заявка может применяться в среде, которая содержит взрывчатый газ в угольной шахте.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017] Фиг.1 представляет собой принципиальную схему по настоящей заявке; и

[0018] фиг.2 представляет собой блок-схему программного обеспечения по настоящей заявке.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0019] Как показано на фиг.1, централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, включает в себя манипулирующую часть (ручку), электрическую управляющую часть и электрическую исполнительную часть. Манипулирующая часть снабжена ручкой SOB1 (JC6000). Электрическая управляющая часть снабжена модулем U1 (HL-CANIR-A01) изоляции шины сети контроллеров и программируемым контроллером U2 (SPN-C17). Электрическая исполнительная часть снабжена клапаном YV3 рулевого управления (рулевого управления влево), клапаном YV4 рулевого управления (рулевого управления вправо), клапаном YV1 подъема, клапаном YV2 опускания, семью реле управления, соответственно, от KA1 до KA7 и преобразователем U3 частоты. Соотношение соединений среди этих компонентов следующий: ручка SOB1 соединена с контроллером U2 через модуль U1 изоляции шины, клапан YV3 рулевого управления, клапан YV4 рулевого управления, клапан YV1 подъема, клапан YV2 опускания, семь реле управления и преобразователь U3 непосредственно соединены с контроллером U2, соответственно, так, что частотный контроллер U2 может прямо управлять клапанами, реле и преобразователем U3 частоты.

[0020] В соответствии с настоящей заявкой, реле KA1-KA7 включают в себя: реле KA4 управления, соединенное с тяговым преобразователем частоты, реле KA1 управления, соединенное с двигателем масляного насоса, реле KA2 управления положительным вращением, соединенное со скребковым конвейером, реле KA3 управления отрицательным вращением, соединенное со скребковым конвейером, реле KA5 управления, соединенное с передней фарой вагонетки, реле KA6 управления, соединенное с задней фарой вагонетки, и реле KA7 управления, соединенное с электрическим звонком. KA5 и KA6 образуют реле управления освещением челночной вагонетки.

[0021] В соответствии с настоящей заявкой, клапан YV3 рулевого управления (рулевого управления влево) и клапан YV4 рулевого управления (рулевого управления вправо), соединенные с челночной вагонеткой, используются для управлений рулевым управлением челночной вагонеткой, клапан YV1 подъема (подъем) и клапан YV2 опускания (опускание), соединенные с концом скребкового конвейера, используются для управлений подъемом и опусканием конца конвейера.

[0022] В соответствии с настоящей заявкой, манипулирующая часть использует искробезопасную цепь.

[0023] В соответствии с настоящей заявкой, клапан YV2 опускания и клапан YV1 подъема являются пожаробезопасными электромагнитными двухпозиционными клапанами, используемыми в шахте, и клапаны YV3 и YV4 рулевого управления являются пожаробезопасными электромагнитными пропорциональными клапанами, используемыми в шахте.

[0024] В соответствии с настоящей заявкой рассчитанный для вагонетки контроллер U2, модуль U1 изоляции шины, реле KA4 управления для тягового преобразователя частоты, реле KA1 управления для двигателя масляного насоса, реле KA2 управления для положительного вращения скребкового конвейера и реле KA3 управления для отрицательного вращения скребкового конвейера, все установлены внутри пожаробезопасной коробки управления.

[0025] Электрический процесс управления системы централизованного управления с помощью ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, составляет следующее:

[0026] Электрическая управляющая часть использует контроллер U2 для выполнения ряда важных операций, например, приема сигналов, анализа, вычисления и обработки и т.д. Ручка, установленная на искробезопасной коробке манипулирования, принимает различную информацию извне в режиме реального времени. Смещение, на которое ручка SOB1 перемещена вперед или назад, преобразуется в цифровое значение в диапазоне от 0 до 1000, и для отличия переднего действия от заднего действия ручки SOB1 используется группа двухпозиционных значений. Смещение, на которое ручка SOB1 вращается влево или вправо, преобразуется в группу цифровых значений в диапазоне от 0 до 1000, и для отличия вращения влево от вращения вправо ручки SOB1 используется другая группа двухпозиционных значений. Информация кнопки на ручке SOB1 преобразуется в другую группу двухпозиционных значений, и преобразованная информация передается в контроллер U2 через шину сети контроллеров. Контроллер U2 анализирует, вычисляет и обрабатывает полученные информационные данные. Контроллер U2 преобразует цифровое значение, преобразованное из смещения, на которое ручка SOB1 перемещена вперед или назад, в сигнал частоты, который может быть получен с помощью преобразователя частоты, и передает сигнал частоты преобразователю частоты через шину сети контроллеров так, что скоростью челночной вагонетки управляют путем регулирования смещения ручки SOB1. Контроллер U2 дополнительно преобразует сигнал цифрового значения, преобразованный из смещения, на которое ручка SOB1 повернута влево или вправо, в широтномодулированный сигнал, который может управлять степенью открывания клапана рулевого управления, и приводит в действие порты вывода контроллера на основе сигналов двухпозиционных значений и управляет включением напряжения и/или выключением напряжения катушек реле, так чтобы управлять выходными цепями и, таким образом, достигает управления в направлении вперед, управления в направлении назад, управления ускорением, управления замедлением и управлений рулевым управлением челночной вагонетки. Также можно достигать управления освещением, управлений приведения в действие, остановки, положительного вращения и отрицательного вращения двигателя, управления подъемом или опусканием конвейера и т.д. вагонетки путем использования кнопок на ручке SOB1.

[0027] Как показано на фиг.2, блок-схема программного обеспечения согласно настоящей заявке представляет собой следующее:

[0028] Когда система снабжена напряжением, контроллер U2 сначала инициализирует различные порты ввода, порты вывода и порты связи с шиной сети контроллеров. После завершения инициализации осуществляется самопроверка всей системы, и она затем получает информационные данные от ручки SOB1 через шину сети контроллеров и анализирует и вычисляет полученные данные. Дополнительно контроллер U2 управляет действиями портов вывода на основе входной информации от ручки SOB1, таким образом, достигает управления рулевым управлением, управление освещением, управление электрическим звонком, управления приведением в действие и остановкой двигателя масляного насоса, управления положительным вращением и отрицательным вращением скребкового конвейера и управление подъемом или опусканием конвейера и т.д. вагонетки. Тем временем, контроллер U2 передает соответствующие информационные данные преобразователю частоты через шину сети контроллеров и, таким образом, достигает управление в направлении вперед, управление в направлении назад, управление ускорением и управление замедлением челночной вагонетки.

[0029] В результате централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, в соответствии с настоящей заявкой, может выполнять различные управления челночной вагонеткой просто при помощи ручки. Система практична и легка в использовании и имеет высокие степени интегрирования и интеллектуализации, что снижает трудоемкость для водителя и значительно увеличивает эффективность работы.

Изобретение относится к области дорожной выемки, горных работ и транспортировки в угольной шахте, в частности к централизованной системе управления челночной вагонетки с тягой на переменном токе в угольной шахте. Техническим результатом является повышение эффективности эксплуатации системы централизованного управления за счет ручки для управления челночной вагонеткой с тягой на переменном токе в угольной шахте. Устройство содержит манипулирующую часть, управляющую часть и электрическую исполнительную часть, при этом манипулирующая часть оснащена ручкой (1) управления, управляющая часть оснащена контроллером (4) и модулем (3) изоляции шины, электрическая исполнительная часть оснащена реле (КА4) управления для тягового преобразователя частоты, реле (КА1) управления для двигателя масляного насоса, реле (КА2) управления для совместного вращения скребкового конвейера, реле (КА3) управления для реверсирования скребкового конвейера, реле (КА5, КА6) управления для освещения, реле (КА7) управления для электрического звонка, клапаном (YV1) подъема, клапаном (YV2) опускания, поворотными клапанами (YV3, YV4) и преобразователем (2) частоты. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе, отличающаяся тем, что
централизованная система управления при помощи ручки содержит манипулирующую часть, управляющую часть и электрическую исполнительную часть, при этом
манипулирующая часть снабжена ручкой;
управляющая часть снабжена контроллером и модулем изоляции шины;
электрическая исполнительная часть снабжена реле управления для тягового преобразователя частоты, реле управления для двигателя масляного насоса, реле управления для положительного вращения скребкового конвейера, реле управления для отрицательного вращения скребкового конвейера, реле управления освещением, реле управления для электрического звонка, клапаном подъема, клапаном опускания, клапанами рулевого управления и преобразователем частоты; и
ручка соединена с контроллером через модуль изоляции шины, и клапан подъема, клапан опускания, клапаны рулевого управления, реле управления и преобразователь частоты электрической исполнительной части соединены с контроллером соответственно.

2. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе по п.1, при этом ручка соединена с контроллером через модуль изоляции шины сети контроллеров.

3. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе по п.1, при этом манипулирующая часть использует искробезопасную цепь.

4. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе по п.1, при этом клапан опускания и клапан подъема являются пожаробезопасными электромагнитными двухпозиционными клапанами, используемыми в шахте, а клапаны рулевого управления являются пожаробезопасными электромагнитными пропорциональными клапанами, используемыми в шахте.

5. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе по п.1, при этом контроллер, модуль изоляции шины, реле управления для тягового преобразователя частоты, реле управления для двигателя масляного насоса, реле управления для положительного вращения скребкового конвейера и реле управления для отрицательного вращения скребкового конвейера установлены внутри пожаробезопасной коробки управления.

6. Централизованная система управления при помощи ручки для челночной вагонетки с тягой на переменном токе по п.1, при этом контроллер представляет собой программируемый контроллер.