一種新型斜井防跑車制動(dòng)裝置設(shè)想

摘要:針對(duì)獷車在針井變坡點(diǎn)易因脫鉤、斷繩等原因而發(fā)生跑車事故的情況，設(shè)計(jì)出以嵌入式技術(shù)為拉制中心，采用徽電子控制技術(shù)，與常閉柔性車檔和吸能控制器等配合使用的一種新型的斜井防跑車裝置。

關(guān)鍵詞:斜井防跑車嵌入式控制器

0 引言

目前由于斜井防跑車裝置系統(tǒng)中的自動(dòng)化設(shè)備仍然受工業(yè)化PC平臺(tái)的限制，基于ARM微控制器和WindowsCE操作系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)適合于下一代工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的理想小體積嵌入式平臺(tái)。由于采用ARM9為內(nèi)核的微處理器和嵌入了一個(gè)操作系統(tǒng)，使得實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)IT設(shè)施的全面集成成為可能操作系統(tǒng)能從閃存啟動(dòng)，從而避免了暴露在灰塵、高溫和震動(dòng)環(huán)境下，使它可以適應(yīng)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。基于WindowsCE的嵌入式工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、可伸縮的解決方案，與帶通訊設(shè)備的測(cè)控儀器結(jié)合在一起，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。

1 新型斜井防跑車裝置工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)特征 這種裝置的輸出信號(hào)送計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后， 發(fā)出擋車和報(bào)警信號(hào)， 由執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施防跑車動(dòng)作。檢測(cè)速度的傳感器， 每隔一定距離安裝在鋼軌中， 當(dāng)?shù)V車通過時(shí)， 借助車輪踏面的導(dǎo)磁作用， 改變傳感器的輸出信號(hào)。

1.2 工作原理 斜井防跑車裝置是煤礦斜井提升必不可少的安全防護(hù)裝置。本系統(tǒng)采用的是一種常閉式防跑車裝置，具有絞車與擋車裝置之間的故障診斷、自動(dòng)聯(lián)動(dòng)控制以及擋車裝置狀況報(bào)警如擋車器不正常發(fā)不出信號(hào)等功能。

當(dāng)?shù)V車下行:防跑車裝置的引自絞車控制開關(guān)負(fù)荷側(cè)，當(dāng)絞車啟動(dòng)，控制器帶電，當(dāng)?shù)V車開始下行到嵌入式控制器內(nèi)部計(jì)數(shù)器第一設(shè)定值，安裝在深度指示器的傳感器得到升欄信號(hào)，發(fā)給控制箱，使擋車欄提升機(jī)啟動(dòng)，擋車欄1升起，相應(yīng)指示燈亮，當(dāng)升到位后，提升電機(jī)自動(dòng)停轉(zhuǎn)，礦車放行;當(dāng)?shù)V車到達(dá)第二設(shè)定值時(shí)，傳感器得到降欄信號(hào)，從而控制擋車欄1放下，到達(dá)第三設(shè)定位置時(shí)，擋車欄2自動(dòng)升起，礦車通過后，到達(dá)第四設(shè)定位置，擋車欄2自動(dòng)放下。

當(dāng)?shù)V車上行: 通過絞車方向繼電器控制倒相回路工作，從而使礦車到達(dá)第四和第二設(shè)定位置得到的降欄信號(hào)轉(zhuǎn)換為升欄信號(hào)，第三和第一設(shè)定位置的升欄信號(hào)轉(zhuǎn)換為降欄信號(hào)，保證了礦車的正常通行和擋車欄自動(dòng)升降。

一旦發(fā)生跑車事故，礦車撞擊擋車欄，脫扣器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，語言箱發(fā)出報(bào)警及指示，絞車停轉(zhuǎn)，解除報(bào)警故障后，按故障復(fù)位按鈕后繼續(xù)進(jìn)行。

2 新型斜井防跑車裝置系統(tǒng)程序

2.1 監(jiān)控部分硬件系統(tǒng) 硬件抗干擾設(shè)計(jì)方面，首先在電源設(shè)計(jì)時(shí)采取了隔離、濾波、多重保護(hù)等措施，檢測(cè)設(shè)備和嵌入式芯片的電源電氣隔離;另一方面所有I/O通道光電隔離，且采用電流環(huán)檢測(cè)電路，提高了系統(tǒng)的可靠性。

2.2 防跑車裝置軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為了提高系統(tǒng)的性能，斜巷提升監(jiān)控系統(tǒng)在軟件方面選用了μC/OS-Ⅱ嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，并進(jìn)行了移植，提高了自動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)裝置的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。程序中設(shè)計(jì)了十個(gè)任務(wù)，其優(yōu)先級(jí)留有間隔，為以后系統(tǒng)升級(jí)留有余地。

3 主要技術(shù)特征

3.1 智能化自檢功能，系統(tǒng)故障自檢功能向智能化發(fā)展，具有對(duì)故障的智能分析、判斷功能，改變系統(tǒng)自檢功能單一、簡單的情況，做到系統(tǒng)常見的軟件和硬件故障都能通過自檢功能進(jìn)行判斷，從而縮短故障處理時(shí)間，更好地保證礦井運(yùn)輸安全生產(chǎn)。

3.2 兼容性，現(xiàn)有廠家的監(jiān)控系統(tǒng)幾乎都采用各自專用裝置，互不兼容。有些礦井為了安全生產(chǎn)的需要，在系統(tǒng)存在嚴(yán)重問題和得不到技術(shù)服務(wù)的條件下，不得不放棄該系統(tǒng)。因此，制定統(tǒng)一的專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)促進(jìn)礦井運(yùn)輸監(jiān)控技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。

3.3 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)化，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化管理的需要，監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息將被網(wǎng)絡(luò)共享，系統(tǒng)應(yīng)用軟件按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，每一臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程終端都可以共享監(jiān)控信息，為決策和管理層提供決策依據(jù)。

3.4 提高傳感器技術(shù)水準(zhǔn)，傳感器的精度、可靠性等質(zhì)量不斷提高。針對(duì)以上分析，本課題提出在礦井斜巷提升系統(tǒng)中，采用多種類型和多個(gè)傳感器，結(jié)合嵌入式技術(shù)，從不同的方位對(duì)斜巷運(yùn)輸提升系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。

4 結(jié)語

通過對(duì)老式擺桿式斜巷防跑車裝置的創(chuàng)新性改造，徹底消除了原機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作或不靈敏等弊病，使其防跑車性能大大提高，促進(jìn)了礦井的安全生產(chǎn)，以較小的投入，換取顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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[4]魏巍.礦井斜巷運(yùn)輸綜合監(jiān)控系統(tǒng).安徽理工大學(xué)碩士畢業(yè)論文 2006.6.

項(xiàng)目介紹:淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)自然科學(xué)基金研究項(xiàng)目“基于ARM的高可靠性煤礦斜井防跑車裝置控制器研究”。