[发明专利]矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置及其检测控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机控制技术、现场总线通讯技术、嵌入式系统开发技术、矿井防爆设计技术等多个技术领域，主要应用于各类矿井的斜巷轨道运输控制和综合保护。

背景技术

当前，矿井中的斜巷轨道仍是矿井运输事故的多发区，斜巷轨道运输事故的危害已超过顶板事故，并有逐年上升的势头，而大多数运输事故都是和斜巷运输安全监控装置技术落后、配置不到位有关系，目前普通采用的视频监视监测手段不能从根本上解决事故源。斜巷轨道运输中的道岔目前通常为本地控制，每台道岔设置一名操作工岗位，不能实现运输斜巷无人化，采用人工就近扳动道岔，通常为人眼目测道岔状态，没有采用技术检测手段，较之平巷运输，不确定因素较多，存在严重的安全隐患。为了实现斜巷的无人化管理，从本质上杜绝人为不确定事故因素发生，迫切需要一种技术能实现道岔的远程集中监测与控制。

发明内容

本发明为解决上述矿井斜巷轨道运输中存在的问题，提供了一种矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制技术，可以对矿井斜巷轨道上的道岔进行远距离集中监测监控，并将岔位状态、密贴状态、车辆计轴状态在远程的集中显示控制柜上进行显示，特别针对斜巷道岔的远程控制高可靠性的特殊要求，辅助采用关联轨道计轴器的检测方法，实现道岔控制中的过车拒动，并建立和运输区段车皮数量关联的严格控制条件，提高了道岔控制的安全性。

本发明的技术方案如下：

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，由集中显示控制柜、道岔控制箱、伺服机构、位置传感器、轨道计轴器和密贴传感器组成；集中显示控制柜与道岔控制箱之间采用LON总线控制网络进行相互通讯，道岔控制箱和伺服机构、位置传感器之间构成闭环控制回路，道岔控制箱和轨道计轴器、密贴传感器之间均为二线制电流型检测接口。

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，一台集中显示控制柜和多台道岔控制箱连接，轨道上每组道岔都配置一台道岔控制箱，每台道岔控制箱通过电缆连接安装位置传感器、密贴传感器、轨道计轴器、伺服机构；道岔控制箱是LON总线控制网络的测控节点，所有道岔控制箱以及集中显示控制柜构成一个双绞线总线通讯结构。

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，集中显示控制柜上设置解/闭锁按钮、定位/反位控制按钮和运输状态显示单元，能实时显示所监控道岔的道岔位置状态、岔尖密贴状态、轨道车辆过车计轴状态；操作员通过集中显示控制柜设置道岔的解锁状态或闭锁状态，闭锁时只能在集中显示控制柜通过定位/反位控制按钮进行控制，解锁时只能在道岔本地控制；在进行闭锁定位/反位道岔控制时，控制命令中含有状态信息和控制执行信息两部分，并能设置道岔驱动限定次数，在规定的限定次数内如果道岔不能到达预定位置将自动返回；同时，道岔控制箱实时上报命令响应结果，包括在控制输出前的道岔位置状态以及控制输出后的执行结果，集中显示控制柜根据上报数据判断控制目标的命令执行效果。

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，道岔控制箱用于接收集中显示控制柜发出的控制命令，对道岔进行定位或者反位控制；道岔控制箱能实时检测所监控道岔的道岔位置状态、岔尖密贴状态、轨道车辆过车和计轴状态；道岔控制箱通过轨道计轴器实时检测轨道上的车辆运行状态，当检测到轨道上有车辆运行时，道岔控制箱拒绝接受任何控制命令，实现过车拒动功能；道岔控制箱能在闭锁状态下进行自我诊断，当发生集中显示控制柜故障或通讯线路故障时，能在规定的时间内自动解锁。

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，位置传感器安装于伺服机构的机械臂末端，成对使用，用于检测道岔的定位状态和反位状态；位置传感器通过内部磁感应检测电路对末端机械臂位置铁片的偏移量检测，能感应出机械臂拉杆位置，且在70mm-120mm动程范围内可调，经后续放大、比较处理，以二线制电流型信号输出。

矿井斜巷轨道运输道岔远程集中控制装置，所述的密贴传感器安装在道岔岔尖部分，通过对感应距离的检测，实现道岔岔尖密合程度的实时检查，用以确定道岔处于可靠密贴、状态预警、挤岔三种状态之一；集中显示控制柜对发生状态预警或挤岔的道岔进行报警显示，并能对发生挤岔的道岔自动控制回原来位置，确保道岔在远程控制执行环节始终处于确定位置；伺服机构是一个连杆机械机构，该伺服机构与道岔控制箱连接，将电能转换为机械能，通过伺服机构中的受力转换，实现道岔岔尖的水平机械移动，而道岔控制箱与密贴传感器、伺服机构的受力终端构成一个控制回路，实现道岔控制与道岔状态回测的闭环控制。