[发明专利]矿用防爆柴油机单轨吊车操控显示装置

权利要求书

1.一种矿用防爆柴油机单轨吊车操控显示装置，包括两个本安型操作盒(1)、两个矿用隔爆型显示器(2)、电控箱(3)内的PLC及外围元件、数个传感器(7)、控制执行器件(9)及防爆柴油机电源箱(8)；两个本安型操作盒(1)分别设置在单轨吊车前、后司机室内；两个矿用隔爆型显示器(2)也分别设置在前、后司机室内；本安型操作盒(1)、矿用隔爆型显示器(2)通过线缆与电控箱(3)连接；本安型操作盒(1)的控制开关、PLC及外围元件、控制执行器件(9)、电源电路构成操控部分电路；矿用隔爆型显示器(2)、PLC及外围元件、数个传感器(7)、电源电路构成显示部分电路；本单轨吊车操控显示装置的电路由操控部分电路、显示部分电路、电源电路三部分组成；这三部分电路具体组成如下：

A.操控部分电路：包括操作盒开关控制电路、PLC控制执行电路，以及电源电路；

a.操作盒开关控制电路：包括PLC及其输入端连接的光电耦合器，以及通过光电耦合器连接的操作盒的控制开关；设在前、后两个司机室内的两个本安型操作盒：1#操作盒BACZH1、2#操作盒BACZH2，每个操作盒有七个控制开关：电锁开关、主令开关、工作闸开关、停车开关、急停开关、复位开关和电笛开关；其中：主令开关为单刀三位手推转换开关，除了正向、反向两个档位，中间是空档位且为自动复位的档位；

1#操作盒、2#操作盒的控制开关除了两个电笛开关不经过PLC直接与电子喇叭连接，其余两组十二个控制开关分别通过两组十四个光电耦合器OC1～OC7和OC8～OC14，依次与PLC的两组十四个输入端：扩展模块M2-1的I2.0～I2.6和扩展模块M2-2的I3.0～I3.6，对应连接；其中主令开关的正向、反向为两路；两个操作盒的各控制开关与PLC的输入端对应连接关系如下：

1#电锁开关1#DS—光电耦合器OC1—PLC扩展模块M2-1输入端I2.0；

1#主令开关1#ZL的正向接点ZX—光电耦合器OC2—PLC扩展模块M2-1输入端I2.1；

1#主令开关1#ZL的反向接点FX—光电耦合器OC3—PLC扩展模块M2-1输入端I2.2；

1#工作闸开关1#GZZ—光电耦合器OC4—PLC扩展模块M2-1输入端I2.3；

1#停车开关1#TC—光电耦合器OC5—PLC扩展模块M2-1输入端I2.4；

1#急停开关1#JT—光电耦合器OC6—PLC扩展模块M2-1输入端I2.5；

1#复位开关1#FW—光电耦合器OC7—PLC扩展模块M2-1输入端I2.6；

1#电笛开关1#DD—1#电子喇叭1#SP；

2#电锁开关2#DS—光电耦合器OC8—PLC扩展模块M2-2输入端I3.0；

2#主令开关2#ZL的正向接点ZX—光电耦合器OC9—PLC扩展模块M2-2输入端I3.1；

2#主令开关2#ZL的反向接点FX—光电耦合器OC10—PLC扩展模块M2-2输入端I3.2；

2#工作闸开关2#GZZ—光电耦合器OC11—PLC扩展模块M2-2输入端I3.3；

2#停车开关2#TC—光电耦合器OC12—PLC扩展模块M2-2输入端I3.4；

2#急停开关2#JT—光电耦合器OC13—PLC扩展模块M2-2输入端I3.5；

2#复位开关2#FW—光电耦合器OC14—PLC扩展模块M2-2输入端I3.6；

2#电笛开关2#DD—2#电子喇叭2#SP；

b.PLC控制执行电路：包括PLC及其输出端连接的继电器和通过继电器连接的照明灯、信号灯、电磁阀，以及PLC输出端连接的比例控制器和通过比例控制器连接的比例电磁铁；

PLC的九个输出端：扩展模块M2-1的输出端Ｏ2.0～Ｏ2.7及输出端Ｏ3.0，分别与电控箱内的控制执行器件继电器J1～J9依次对应连接；继电器J1～J9的接点分别串接在电控箱外的控制执行器件9：1#照明灯1ZM和1#信号灯1XH、2#照明灯2ZM和2#信号灯2XH，以及七个电磁阀的控制回路中；七个电磁阀是：预启阀Ⅰ、预启阀Ⅱ、系统阀、起吊阀、制动阀、甩二驱阀、甩一驱阀，其控制回路即磁力线圈回路；

PLC扩展模块M5的输出端CH0 V0、输出端M0，与比例控制器BLKZQ的输入端连接；比例控制器BLKZQ的两对输出端分别与比例电磁铁BLDCT的正、反向磁力线圈连接；比例电磁铁的正向、反向电磁铁与比例电磁铁的液压阀联接，液压阀联接在按比例控制柴油机油门大小的油门缸的液压回路中；PLC的输出端与控制执行器件的对应连接关系如下：

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.0—继电器及其常开接点J1—1#照明灯1ZM，

—继电器及其常闭接点J1—1#信号灯1XH；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.1—继电器及其常开接点J2—2#照明灯2ZM，

—继电器及其常闭接点J2—2#信号灯2XH；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.2—继电器及其常开接点J3—磁力线圈K1—预启阀Ⅰ(YQF1)；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.3—继电器及其常开接点J4—磁力线圈K2—预启阀Ⅱ(YQF2)；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.4—继电器及其常开接点J5—磁力线圈K3—系统阀XTF；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.5—继电器及其常开接点J6—磁力线圈K4—起吊阀QDF；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.6—继电器及其常开接点J7—磁力线圈K5—制动阀ZDF；

PLC扩展模块M2-1输出端Ｏ2.7—继电器及其常开接点J8—磁力线圈K6—甩二驱阀S2QF；

PLC扩展模块M2-2输出端Ｏ3.0—继电器及其常开接点J9—磁力线圈K7—甩一驱阀S1QF；

PLC扩展模块M5输出端CH0 V0和M0—比例控制器BLKZQ—比例电磁铁BLDCT正、反向磁力线圈ZX、FX—正、反向电磁铁ZX、FX—比例电磁铁的正、反向液压阀—油门缸；

B.显示部分电路：包括PLC及其输出端连接的矿用隔爆型显示器XSQ、PLC输入端连接的数个传感器，以及电源电路；传感器包括：压力传感器P/I、液位传感器U/I、温度传感器T/I，以及旋转编码器、转速传感器、瓦斯浓度传感器；

a.各传感器与PLC输入端的对应连接关系如下：

1)补油泵压力传感器BYBYL与PLC扩展模块M3-1的输入端CH2 V2连接；

2)P3系统压力传感器P3XTYL与PLC扩展模块M3-1的输入端CH3 V3连接；

3)夹紧压力传感器JJYL与PLC扩展模块M3-2的输入端CH2 V2连接；

4)制动压力传感器ZDYL与PLC扩展模块M3-2的输入端CH3 V3连接；

5)斜盘A口压力传感器XPAYL-Z与PLC扩展模块M3-3输入端CH2 V2连接；

6)斜盘B口压力传感器XPBYL-F与PLC扩展模块M3-3输入端CH3 V3连接；

7)主泵口压力传感器ZBAYL-Z与PLC扩展模块M3-3输入端CH1 V1连接；

8)主泵口压力传感器ZBBYL-F与PLC扩展模块M3-3输入端CH0 V0连接；

9)液压站油位传感器YYZYW与PLC扩展模块M3-2的输入端CH1 V1连接；

10)补水箱液位传感器BSXYW与PLC扩展模块M3-2的输入端CH0 V0连接；

11)燃油液位传感器RYYW与PLC扩展模块M3-1的输入端CH1 V1连接；

12)机油压力传感器JYYL与PLC扩展模块M3-1的输入端CH0 V0连接；

13)冷却温度传感器LQWD与PLC扩展模块M4的两输入端CH2 C1和CH2 C2连接；

14)机体表面温度传感器JTBWD与PLC扩展模块M4两输入端CH3 D1和CH3 D2连接；

15)废气排气温度传感器FQWD与PLC扩展模块M4两输入端CH1 B1和CH1 B2连接；

16)液压油温传感器YYYWD与PLC扩展模块M4的两输入端CH0 A1和CH0 A2连接；

17)旋转编码器XZBMQ与PLC主模块M1的两输入端I0.0和I0.1连接；

18)转速传感器ZSCGQ通过光电耦合器OC15与PLC主模块M1的输入端I0.3连接；

19)瓦斯浓度传感器CH4通过光电耦合器OC16与PLC主模块M1的输入端I1.4连接；

b.矿用隔爆型显示器与PLC输出端的连接：

PLC主模块M1的信号输出端CPU端，与矿用隔爆型显示器XSQ中的人机界面的串行通讯接口连接；人机界面显示单元的显示屏显示画面，显示画面的内容是单轨吊车运行状态及系统工作参数的图形、文字、数值显示；

隔爆型显示器的构成包括：前盖(24)、后壳(27)、前盖(24)上的观察窗，外壳内的人机界面(32)，以及电缆进线喇叭口(26)；前盖(24)和后壳(27)构成隔爆外壳；

C.电源电路：包括防爆柴油机电源箱DYX、逆变电源NBDY、本安电源BADY、开关电源KGDY、电源调节器DYTJQ，以及永磁发电机YCFDJ；电源电路具体连接如下：

a.电源箱DYX输出直流电压的电源两端，与逆变电源NBDY输入端连接，逆变电源NBDY输出与PLC输出侧电源端相同的交流电压，逆变电源NBDY的输出端，分为三路连接：

①一路与PLC主模块M1输出侧的电源端L和电源端N连接；

②另一路与本安电源BADY的输入端连接；本安电源BADY输出本安直流电压，本安电源BADY的输出端，与操作盒开关控制电路的供电电源端连接，同时也与转速传感器ZSCGQ、瓦斯浓度传感器CH4，以及压力、液位、温度传感器的供电电源端连接；

③第三路与开关电源KGDY的输入端连接；开关电源KGDY输出非本安直流电压，开关电源KGDY的输出端与隔爆型显示器XSQ、两电子喇叭1#SP和2#SP、转速编码器XZBMQ的供电电源端连接，并且与PLC输入侧的低压电源端连接；

b.电源箱DYX的直流电源两端，与为电源箱DYX的蓄电池充电的电源调节器DYTJQ的直流电压输出端连接；电源调节器DYTJQ的输入端，与输出交流电压的隔爆型永磁发电机CFDJ连接，永磁发电机CFDJ与柴油机传动联接。

2.根据权利要求1所述的矿用防爆柴油机单轨吊车操控显示装置，其特征在于：所说的人机界面显示单元的显示屏显示画面，显示画面的内容是单轨吊车运行状态及系统工作参数的图形、文字、数值显示，显示画面的内容具体包括：

1)柴油机转动图形101：显示柴油机转动与否；柴油机未启动前，柴油机图形呈静止状态；启动后，柴油机图形旋转闪动；

2)主令开关操纵手柄向前推进图形102：显示操作盒的主令开关操纵手柄向前推进；此时，图形102由红变绿；同时，正向控制压力数值显示103将显示单轨吊车正向控制压力值，正向主驱动压力数值显示104将显示正向主驱动压力值，正向运行方向图形106将绿色闪动，正向驱动压力达标指示图形109将由红变绿，表示机车正向前进；

3)正向控制压力数值显示103：显示单轨吊车正向控制压力；

4)正向主驱动压力数值显示104：显示正向主驱动压力；

5)反向运行方向图形105：显示单轨吊车反向运行方向；反向前进时，绿色闪动；

6)正向运行方向图形106：显示单轨吊车正向运行方向；正向前进时，绿色闪动；

7)电锁开关与钥匙图形107：显示“锁”的图形，表示电锁开关未插入车钥匙；若电锁开关插入电锁钥匙，图形107由“锁”变成“钥匙”；

8)故障报警灯图形108：单轨吊车无故障时，图形108呈绿色，图形108下的“故障报警”文字显示124不显现；若单轨吊车有故障，则图形108显示红色且文字显示124显现；

9)正向驱动压力达标指示灯图形109：当正向驱动压力达到正常工作压力时，显示绿色；当正向驱动压力达不到正常工作压力时，显示红色；

10)反向驱动压力达标指示灯图形110：当反向驱动压力达到正常工作压力时，显示绿色；当反向驱动压力达不到正常工作压力时，显示红色；

11)主令开关操纵手柄向后推进图形111：显示操作盒的主令开关操纵手柄向后推进；此时，图形111由红变绿；同时，反向运行数值显示112将显示单轨吊车反向控制压力值，反向主驱动压力数值显示113将显示反向主驱动压力值，反向运行方向图形105将绿色闪动，反向驱动压力达标指示图形110将由红变绿，表示单轨吊车反向前进；

12)反向控制压力数值显示112：显示单轨吊车反向控制压力；

13)反向主驱动压力数值显示113：显示反向主驱动压力；

14)行驶速度数值显示114：显示单轨吊车的行驶速度；

15)最后一次单向行驶距离数值显示115：显示单轨吊车最后一次单向行驶的距离；

16)行驶总路程数值显示116：显示单轨吊车行驶的总路程；

17)柴油机转速数值显示117：显示柴油机的即时转速；

18)工作的驱动部个数的文字显示118：显示处在工作状态的单轨吊车驱动部的个数；

19)各检测点液位指示图形119：显示检测到的液压油油位、补水箱水位及柴油油位情况；

20)各检测点温度的数值显示120：显示各温度检测点的温度：排气温度、冷却水温、柴油机表面温度及液压油温的度数；

21)各重要系统检测点压力数值显示121：显示柴油机车重要系统检查点的压力：制动压力、夹紧压力；

22)瓦斯浓度数值显示122：显示单轨吊车工作环境中的瓦斯浓度；

23)故障类型文字显示123：显示单轨吊车的故障类型；故障类型共分三种：燃油箱液位报警、补水箱液位报警和液压油液位报警；若故障显示黄色时，提醒操作者应该注意单轨吊车的维修保养，但此时，机车还可以运行；若故障显示红色时，单轨吊车自动停机；

24)“故障报警”文字显示124：单轨吊车无故障时，“故障报警”文字显示124不显示；若单轨吊车有故障，“故障报警”文字显示124显现，同时故障报警灯图形108由绿变红；

25)日期时间文字显示125：显示日期及时间。