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專利名稱：電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電力線式現(xiàn)場總 線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在火力發(fā)電廠運煤系統(tǒng)中的帶式輸送機(jī)數(shù)量眾多，因而對每個帶式輸送機(jī) 的工作狀態(tài)，尤其是對運行速度進(jìn)行監(jiān)測時，需監(jiān)測的數(shù)據(jù)眾多且檢測過程繁瑣。傳統(tǒng)對帶 式輸送機(jī)的運行速度進(jìn)行監(jiān)護(hù)的監(jiān)測和控制的方法及其相配套使用的監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在 的電纜用量大、接線繁瑣、預(yù)設(shè)電纜距離較遠(yuǎn)、一次性投資費用高、施工工期長、現(xiàn)場施工難 度大、系統(tǒng)運行維護(hù)難度大、系統(tǒng)現(xiàn)場強(qiáng)電干擾問題嚴(yán)重等多種實際問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電力線式 現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)備投資及運行成本低，安裝維護(hù)簡便，信號傳 輸性能穩(wěn)定，能解決現(xiàn)有火力發(fā)電廠帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)存在的接線繁瑣、電纜 距離遠(yuǎn)、施工難度大等問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種電力線式現(xiàn)場總線帶式輸 送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括動力供電系統(tǒng)、主PLC控制系統(tǒng)、多個分別對多 個帶式輸送機(jī)的運行速度進(jìn)行檢測和處理的運行速度檢測及處理裝置以及將運行速度檢 測及處理裝置所檢測運行速度信號傳送至主PLC控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)；所述 遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)包括主控裝置、分控裝置和電纜，主PLC控制系統(tǒng)與主控裝置間以 通訊方式或硬接線方式進(jìn)行連接，主控裝置通過電纜與多個分控裝置相接且所述多個分控 裝置分別與多個運行速度檢測及處理裝置相接。所述運行速度檢測及處理裝置包括傳感器檢測單元、與所述傳感器檢測單元相接 的信號調(diào)理電路、與信號調(diào)理電路相接且相應(yīng)對帶式輸送機(jī)的電動機(jī)進(jìn)行控制的MCU處理 器和與MCU處理器相接的I/O通信接口 ；所述運行速度檢測及處理裝置通過I/O通信接口 和電纜與主控裝置相接；所述傳感器檢測單元包括對所述帶式輸送機(jī)的皮帶運行速度進(jìn)行 實時檢測的帶速傳感器和/或?qū)λ鰩捷斔蜋C(jī)中從動滾筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實時檢測的轉(zhuǎn)速 傳感器。還包括與MCU處理器相接的報警單元、參數(shù)設(shè)置單元和狀態(tài)指示單元。還包括與MCU處理器相接的信號耦合電路，所述MCU處理器通過信號耦合電路與 I/O通信接口相接。所述帶速傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的數(shù)量均為一個或多個，且多個帶速傳感器和多個 轉(zhuǎn)速傳感器均并接在MCU處理器的信號輸入端上；所述帶速傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的外部殼 體均為采用樹脂灌封后的密封殼體。所述MCU處理器安裝在一控制箱內(nèi)的電路板上且參數(shù)設(shè)置單元和狀態(tài)指示單元均布設(shè)在控制箱的控制面板上，所述狀態(tài)指示單元由多個LED指示燈和一個數(shù)碼管顯示器 組成。所述主PLC控制系統(tǒng)與主控裝置間以通訊方式進(jìn)行連接，且二者間通過第三方設(shè) 備接口模塊進(jìn)行連接。所述主控裝置與第三方設(shè)備接口模塊均設(shè)置在遠(yuǎn)程站內(nèi)；所述主控裝置的數(shù)量為 一個或多個。所述主控裝置與電纜間通過端子排進(jìn)行連接。所述動力供電系統(tǒng)安裝在遠(yuǎn)程站內(nèi)，動力供電系統(tǒng)通過電纜分別向各運行速度檢 測及處理裝置供電。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、將電力線載波技術(shù)與現(xiàn)場總線技術(shù)相結(jié)合，能有效解決火力發(fā)電廠帶式輸送機(jī) 運行速度監(jiān)控系統(tǒng)所存在的接線繁瑣、預(yù)設(shè)電纜距離較遠(yuǎn)、現(xiàn)場施工難度大等實際問題。2、其電力線式現(xiàn)場總線采用主控制裝置及電纜作為信號的傳輸總線，與上位機(jī)程 控室主CPU、遠(yuǎn)程通訊模塊(或交換機(jī))及下位的帶式輸送機(jī)運行速度檢測及處理裝置依次 連接，實現(xiàn)在遠(yuǎn)方對多個帶式輸送機(jī)運行速度檢測及處理裝置的實時監(jiān)控。3、響應(yīng)速度快，單個帶式輸送機(jī)運行速度檢測及處理裝置的響應(yīng)速度在2S以下。4、通訊距離遠(yuǎn)，理論距離可達(dá)到30km，在工程使用中不受工廠實際距離的限制。5適用面廣，不僅可適用于電力、電子行業(yè)自動化控制領(lǐng)域，可拓廣運用到制造業(yè)、 冶金、石化、物流等多種行業(yè)設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)中。6、工作性能更可靠，程控室內(nèi)采用上位機(jī)與可編程控制器共同控制，在上位機(jī)無 法正常運行的情況下，可編程控制器的主CPU可以獨立控制整個控制系統(tǒng)正常運行，同時 實現(xiàn)了主控裝置與可編程控制器之間的無縫連接。7、采用電力線現(xiàn)場總線技術(shù)，控制信號以載波方式進(jìn)行傳輸，唯有同頻的信號才 可對系統(tǒng)造成干擾，因而這種干擾可以預(yù)知并通過各種措施予以消除，由此大幅度提高了 系統(tǒng)的抗干擾能力，不會出現(xiàn)信號的斷續(xù)、傳輸遲延等不利情形。9、根據(jù)現(xiàn)場布線方便，安裝簡便，大大提高勞動效率且應(yīng)用方式靈活。10、本發(fā)明除對膠帶機(jī)及帶式輸送機(jī)的超速、失速(輕打滑)和嚴(yán)重失速(重打 滑)狀態(tài)均可給出監(jiān)控信號外；也可檢測改向滾筒(即從動滾筒)的速度，在改向滾筒的轉(zhuǎn) 速下降時(即皮帶失速)給出相應(yīng)的控制信號。本監(jiān)控系統(tǒng)采用非接觸式檢測方式，配有 數(shù)碼管顯示器，可即時顯示運行中的膠帶(即皮帶)速度，并通過線場總線主控裝置傳輸給 整個輸煤程控系統(tǒng)。11、MCU處理器采用CMOS數(shù)字集成電路，抗干擾能力強(qiáng)，工作性能穩(wěn)定，測速精度 高。狀態(tài)指示電路中的顯示電路選用高亮度數(shù)碼管顯示器，顯示直觀，有利于現(xiàn)場對帶速或 轉(zhuǎn)速的監(jiān)控。12、控制箱表面采用靜電式噴塑涂覆工藝，涂層均勻，附著力強(qiáng)，耐老化；傳感器采 用非接觸式檢測方式，可監(jiān)測從動滾筒轉(zhuǎn)速，并且傳感器采用樹脂灌封，密封性能好，可在 浸水狀態(tài)下工作。13、防護(hù)等級高且器防護(hù)等級為IP67。總之，本發(fā)明可靠性、時效性、先進(jìn)性滿足電廠整體運行的需求，其采用帶式輸送機(jī)運行速度檢測及處理裝置實時采集皮帶輸送機(jī)的運行速度信號后，經(jīng)過MCU處理器進(jìn)行 實時處理并將所檢測并采集的運行速度信號經(jīng)耦合后通過總線傳送給程控上位機(jī)進(jìn)行顯 示，同時在現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的報警指示。本監(jiān)控系統(tǒng)可以同時監(jiān)測多個帶式輸送機(jī)運行速度 檢測及處理裝置的監(jiān)測參數(shù)，由于使用了總線方式因而系統(tǒng)會更加簡潔，并且信號傳輸總 線可以和電源線共用，因而電纜用量會因被檢測數(shù)目的增加而顯著降低。本發(fā)明的應(yīng)用極 大程度上保證了皮帶輸送機(jī)運行的安全性，為電廠大大節(jié)省了投資、人力，以最簡單、方便 和經(jīng)濟(jì)的手段實現(xiàn)了帶式輸送機(jī)運行速度檢測結(jié)果在程控室上位機(jī)畫面上的自動顯示，對 減輕運行人員的工作量有著重要的意義和作用，維護(hù)省時省力、簡單易行，系統(tǒng)反應(yīng)速度快 且與輸煤程控接口方式靈活，總之，獲得了好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的工作原理圖。圖2為本發(fā)明運行速度檢測及處理裝置的電路原理框圖。附圖標(biāo)記說明1-運行速度檢測及處理裝置；1-3-MCU 處理器；1-6-參數(shù)設(shè)置單元；1-9-信號耦合電路；4-電纜；7-端子排；10-分控裝置。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明包括動力供電系統(tǒng)8、主PLC控制系統(tǒng)2、多個分別對多個帶式 輸送機(jī)的運行速度進(jìn)行檢測和處理的運行速度檢測及處理裝置1以及將運行速度檢測及 處理裝置1所檢測運行速度信號傳送至主PLC控制系統(tǒng)2的遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)。所述 遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)包括主控裝置3、分控裝置10和電纜4，主PLC控制系統(tǒng)2與主控裝 置3間以通訊方式或硬接線方式進(jìn)行連接，主控裝置3通過電纜4與多個分控裝置10相接 且所述多個分控裝置10分別與多個運行速度檢測及處理裝置1相接。結(jié)合圖2，所述運行速度檢測及處理裝置1包括傳感器檢測單元、與所述傳感器檢 測單元相接的信號調(diào)理電路1-2、與信號調(diào)理電路1-2相接且相應(yīng)對帶式輸送機(jī)的電動機(jī) 進(jìn)行控制的MCU處理器1-3和與MCU處理器1-3相接的I/O通信接口 1_4。所述運行速度 檢測及處理裝置1通過I/O通信接口 1-4和電纜4與主控裝置3相接。所述傳感器檢測單 元包括對所述帶式輸送機(jī)的皮帶運行速度進(jìn)行實時檢測的帶速傳感器1-1和/或?qū)λ鰩?式輸送機(jī)中從動滾筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實時檢測的轉(zhuǎn)速傳感器1-8。同時，本發(fā)明還包括與MCU處 理器1-3相接的報警單元1-5、參數(shù)設(shè)置單元1-6和狀態(tài)指示單元1-7以及與MCU處理器 1-3相接的信號耦合電路1-9，所述MCU處理器1-3通過信號耦合電路1-9與I/O通信接口1-1-帶速傳感器；1-21-4-1/0通信接口 ；1-7-狀態(tài)指示單元；2-主PLC控制系統(tǒng)；5-第三方設(shè)備接口模塊； 8-動力供電系統(tǒng)；信號調(diào)理電路；1-5-報警單元； 1-8-轉(zhuǎn)速傳感器； 3-主控裝置； 6-遠(yuǎn)程站； 9-電源模塊；51-4相接。實際使用過程中，為防止落料磕砸傳感器，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況在帶速傳感器1-1和 轉(zhuǎn)速傳感器1-8外側(cè)加罩一防護(hù)罩加以保護(hù)。本實施例中，所述帶速傳感器1-1和轉(zhuǎn)速傳感器1-8的數(shù)量均為一個或多個，且多 個帶速傳感器1-1和多個轉(zhuǎn)速傳感器1-8均并接在MCU處理器1-3的信號輸入端上。所述 帶速傳感器1-1和轉(zhuǎn)速傳感器1-8的外部殼體均為采用樹脂灌封后的密封殼體。所述帶速傳感器1-1和轉(zhuǎn)速傳感器1-8均采用非接觸式檢測方式，以帶速傳感器 1-1為例進(jìn)行說明隨著皮帶的運行，帶式輸送機(jī)中的從動輥上焊接的螺母逐次接近帶速 傳感器1-1，帶速傳感器1-1將所述螺栓接近的次數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入到MCU處理器1-3 且整形后送入計數(shù)電路，并和預(yù)先設(shè)置帶速數(shù)值進(jìn)行比較，若實際計數(shù)值大于預(yù)置數(shù)值時， 對應(yīng)指示燈點亮，并將速度狀態(tài)通過總線上報給主控裝置3，皮帶的實時速度由LED數(shù)碼管 顯示器進(jìn)行同步顯示，從而實現(xiàn)對皮帶運行速度的實時監(jiān)控。所述MCU處理器1-3安裝在一控制箱內(nèi)的電路板上且參數(shù)設(shè)置單元1-6和狀態(tài)指 示單元1-7均布設(shè)在控制箱的控制面板上，所述狀態(tài)指示單元1-7由多個LED指示燈和一 個數(shù)碼管顯示器組成。所述控制箱的箱體為采用靜電式噴塑涂覆工藝均勻噴涂一層涂層后 的箱體。所述主PLC控制系統(tǒng)2與主控裝置3間以通訊方式進(jìn)行連接，且二者間通過第三 方設(shè)備接口模塊5進(jìn)行連接。所述主控裝置3與第三方設(shè)備接口模塊5均設(shè)置在遠(yuǎn)程站6 內(nèi)，所述主控裝置3的數(shù)量為一個或多個。所述第三方設(shè)備接口模塊5由電源模塊9進(jìn)行 供電。所述主控裝置3與電纜4間通過端子排7進(jìn)行連接。所述動力供電系統(tǒng)8安裝在遠(yuǎn) 程站6內(nèi)，動力供電系統(tǒng)8通過電纜4分別向各運行速度檢測及處理裝置1供電。綜上，多個運行速度檢測及處理裝置1分別將其實時采集的運行速度信號通過主 控裝置3、分控裝置10和電纜4傳送至主PLC控制系統(tǒng)2。同時，主控裝置3和分控裝置 10中均設(shè)置有阻波裝置，該阻波裝置的作用在于將控制系統(tǒng)中的高頻信號與外界系統(tǒng)相隔 離，以免對外界系統(tǒng)造成影響和干擾。本發(fā)明的具體工作過程是多個運行速度檢測及處理 裝置1將其實時采集的帶式輸送機(jī)運行速度信號通過分控裝置10和電纜4上傳至主控裝 置3，繼而再通過主控裝置3同步上傳至程控室內(nèi)主PLC控制系統(tǒng)2的主CPU，從而實現(xiàn)在 程控室上位機(jī)畫面上對各帶式輸送機(jī)運行速度的實時監(jiān)控。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括動力供電 系統(tǒng)(8)、主PLC控制系統(tǒng)O)、多個分別對多個帶式輸送機(jī)的運行速度進(jìn)行檢測和處理的 運行速度檢測及處理裝置(1)以及將運行速度檢測及處理裝置(1)所檢測運行速度信號傳 送至主PLC控制系統(tǒng)O)的遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)；所述遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)包括主控 裝置(3)、分控裝置(10)和電纜，主PLC控制系統(tǒng)( 與主控裝置(3)間以通訊方式或 硬接線方式進(jìn)行連接，主控裝置C3)通過電纜(4)與多個分控裝置(10)相接且所述多個分 控裝置(10)分別與多個運行速度檢測及處理裝置(1)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于所述運行速度檢測及處理裝置(1)包括傳感器檢測單元、與所述傳感器檢測單元相接 的信號調(diào)理電路(1-2)、與信號調(diào)理電路(1- 相接且相應(yīng)對帶式輸送機(jī)的電動機(jī)進(jìn)行控 制的MCU處理器(1-3)和與MCU處理器(1-3)相接的I/O通信接口(1_4)；所述運行速度 檢測及處理裝置(1)通過I/O通信接口(1-4)和電纜(4)與主控裝置C3)相接；所述傳感 器檢測單元包括對所述帶式輸送機(jī)的皮帶運行速度進(jìn)行實時檢測的帶速傳感器(1-1)和/ 或?qū)λ鰩捷斔蜋C(jī)中從動滾筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實時檢測的轉(zhuǎn)速傳感器(1-8)。
3.按照權(quán)利要求2所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于還包括與MCU處理器(1-3)相接的報警單元(1-5)、參數(shù)設(shè)置單元(1-6)和狀態(tài)指示單 元(1-7)。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于還包括與MCU處理器(1-3)相接的信號耦合電路(1-9)，所述MCU處理器(1_3)通 過信號耦合電路(1-9)與I/O通信接口 (1-4)相接。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于所述帶速傳感器(1-1)和轉(zhuǎn)速傳感器(1-8)的數(shù)量均為一個或多個，且多個帶速傳 感器(1-1)和多個轉(zhuǎn)速傳感器(1-8)均并接在MCU處理器(1-3)的信號輸入端上；所述帶 速傳感器(1-1)和轉(zhuǎn)速傳感器(1-8)的外部殼體均為采用樹脂灌封后的密封殼體。
6.按照權(quán)利要求2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于所述MCU處理器(1-3)安裝在一控制箱內(nèi)的電路板上且參數(shù)設(shè)置單元(1-6)和狀 態(tài)指示單元(1-7)均布設(shè)在控制箱的控制面板上，所述狀態(tài)指示單元(1-7)由多個LED指 示燈和一個數(shù)碼管顯示器組成。
7.按照權(quán)利要求1、2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述主PLC控制系統(tǒng)( 與主控裝置C3)間以通訊方式進(jìn)行連接，且二者間通過 第三方設(shè)備接口模塊( 進(jìn)行連接。
8.按照權(quán)利要求1、2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述主控裝置( 與第三方設(shè)備接口模塊( 均設(shè)置在遠(yuǎn)程站(6)內(nèi)；所述主控 裝置(3)的數(shù)量為一個或多個。
9.按照權(quán)利要求1、2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，其 特征在于所述主控裝置⑶與電纜⑷間通過端子排(7)進(jìn)行連接。
10.按照權(quán)利要求1、2或3所述的電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)， 其特征在于所述動力供電系統(tǒng)(8)安裝在遠(yuǎn)程站(6)內(nèi)，動力供電系統(tǒng)(8)通過電纜(4) 分別向各運行速度檢測及處理裝置(1)供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力線式現(xiàn)場總線帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)，包括動力供電系統(tǒng)、主PLC控制系統(tǒng)、多個分別對多個帶式輸送機(jī)的運行速度進(jìn)行檢測和處理的運行速度檢測及處理裝置和將運行速度檢測及處理裝置所檢測運行速度信號傳送至主PLC控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)，遠(yuǎn)方控制信號傳輸系統(tǒng)包括主控裝置、分控裝置和電纜，主PLC控制系統(tǒng)與主控裝置間以通訊方式或硬接線方式進(jìn)行連接，主控裝置通過分控裝置和電纜與運行速度檢測及處理裝置相接。本發(fā)明設(shè)備投資及運行成本低，安裝維護(hù)簡便，信號傳輸性能穩(wěn)定，能解決現(xiàn)有火力發(fā)電廠帶式輸送機(jī)運行速度監(jiān)控系統(tǒng)存在的接線繁瑣、電纜距離遠(yuǎn)、施工難度大等問題。
文檔編號G01P3/00GK102050315SQ200910218629
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者李博昌, 鄒亞亮 申請人:西安博恒智能技術(shù)有限公司