新型智能猴车控制运行系统研究报告

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1、新型节能猴车智能控制系统研究报告作品类别:科技发明制作B类121第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品目录摘要11.作品研制的背景、意义和基本思路21.1作品研制的背景及意义21.2作品研制的基本思路22.系统优势分析及创新点42.1创新点42.2系统优势分析53.本系统的推广前景及市场分析54系统组成54.1PLC及模拟量模块64.2红外热释电传感器64.3红外计数传感器74.4控制继电器组74.5电控系统75.设计方案及系统原理85.1.检测系统95.2电控系统105.2．1系统软件设计125.3远程监控实现原理166系

2、统保护功能196.1检修方式196.2停止方式196.3急停、禁启196.4故障复位196.5强制解锁196.6机头、机尾越位保护2021第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品6.7过速、欠速保护206.8重锤下限位保护206.9上变坡点掉绳保护206.10全程急停保护206.11断绳保护21参考文献2121第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品摘要矿井架空人车(又名猴车)是一种采用无极钢丝绳牵引的矿井辅助设施,它具有结构简单、安全可靠等优点，是煤矿运送人员的运输设备。一般情况下架设长度在几百米至一千多米。

3、由于井下生产的特殊性,三班倒职工乘车的时间不易掌握,并且有零散作业人员,为了能使职工随时乘车,目前的井下架空人车大多处于一直运行状态，也就是架空人车在有人乘坐时运行，在无人乘坐时也处于空运行状态。这样运行很不经济,既造成设备的磨损,又增加了电能的损耗。因此需要设计、研制一套智能化的装置，来减少斜巷架空人车的无效空运行，将具有重要的经济效益和社会效益。且在各个矿井具有广阔的应用前景.本作品新型节能猴车智能控制系统，由计算机控制界面、PLC、继电器组、红外热释电传感器、转速传感器(本安型)、温度变送器(本安型)、矿用隔爆型真空磁力起动器以及计数传

4、感器等组成。井下猴车在计算机和PLC控制下工作，通过电气控制箱控制使猴车运行、停止及实现保护功能。本系统基于组态王及PLC软件开发，控制精确、界面友好、操作简单、方便、运行平稳；与以往的猴车相比节约了大量能源，同时操作人员可在井上办公室和通过互联网随时查看和控制该机器，实现了无人值守和远程监控。关键词：节能猴车智能PLC控制远程监控2121第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品1.作品研制的背景、意义和基本思路1.1作品研制的背景及意义猴车全称是地下矿用架空索道，是煤矿井下斜巷常用的运人装置。其主要机械构架为将钢丝绳安装在驱

5、动轮、托绳轮、迂回轮上，钢丝绳经张紧装置张紧后，由驱动装置输出动力来带动钢丝绳运行。在钢丝绳上由抱索器按一定间距悬挂座椅便于人员乘坐。用地下矿用架空索道来输送矿工，其目的是缩短矿工上下班的时间，减少矿工上下班爬坡时的体能消耗。近几年，国民的节能意识越来越强，越来越多的人都开始关注能源危机现象。目前，猴车采用额定功率不间断运行方式工作，能耗较大。如果能通过改进控制系统降低能耗将是一件非常有意义的工作。现有猴车的不足之处还体现在不能自动运行，如停车、开车，调整电机输出功率等，且没有远程监控功能，由于猴车的电气操作台放在井下特定硐室，操作台作者希望

6、其具有无人值守和远程监控功能。我们致力于解决这方面的不足，设计了本作品。本系统实现节能的同时能在矿井下全自动运行，可以进行就地操作和远程监控。1.2作品研制的基本思路如图1所示的猴车系统连接图可以看到，猴车机头及机尾的两端装有红外热释电传感器，如果红外热释电传感器感应到乘员存在，控制箱发出预警信号，开启电铃，发出开车预警；预警过后安全制动器松闸；安全制动器松闸之后，工作制动器松闸；然后主电机启动，开车。机头和机尾两端装有红外计数感应器，每个乘员通过的时候计数器数值加1，计数器记录上行与下行人数，下行人数多于上行人数时，系统产生变频信号将主电机

7、输出功率调小，这时系统利用下行人员的重力势能将上行人员运送上去。在以下信号出现的时候，系统自动停车：红外感应器六分钟内感应不到乘员的信号，沿线拉停车信号，重锤下限位尾轮小车限位信号，越位、吊绳信号，油泵温度检测超过波动值信号，油泵制动压力检测超过规定压力信号。井下架空乘人器节能运行系统所涉及的所有部件全部为本安或隔爆型，电气控制部分全部放在隔爆箱中，绝对安全可靠。2121第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛参赛作品图1猴车系统连接图控制原理如图2所示，PLC控制主磁力起动器的通断来停车、开车。本系统有很多保护装置，在节能的基础上保

8、证安全，比如：速度保护，猴车运动速度一般为0.8~1.2m/s，当速度超过这个范围时，系统停车；压力保护，当油泵的压力超过一定范围，系统停车等。操作台人机界面由触摸