掘進(jìn)機(jī)安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

掘進(jìn)機(jī)安全預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

0全面解決掘進(jìn)機(jī)動(dòng)作安全s100挖掘機(jī)是我國(guó)廣泛應(yīng)用的挖掘機(jī)類型，在生產(chǎn)中占重要地位。該機(jī)型除了截割有警鈴報(bào)警外,前進(jìn)、倒退無(wú)任何形式的報(bào)警。而現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際中掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)、后退、截割等動(dòng)作和其工作環(huán)境決定了掘進(jìn)機(jī)的動(dòng)作報(bào)警對(duì)工作人員的人身安全至關(guān)重要。兗礦公司曾擠死、擠傷工人數(shù)起,該類事故引起了公司領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。但由于掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退為液壓驅(qū)動(dòng)方式,為此要想實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作的語(yǔ)言報(bào)警并延時(shí)動(dòng)作,必須進(jìn)行電控和液壓兩方面的改進(jìn)。本著煤礦生產(chǎn)“安全為天”的宗旨,在充分調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上,兗礦公司和天津市天寧礦用電子設(shè)備廠聯(lián)合研制開發(fā)了S100掘進(jìn)機(jī)安全預(yù)警系統(tǒng),從根本上消除了掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、倒退、截割動(dòng)作造成的不安全隱患。同時(shí)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)無(wú)安全預(yù)警系統(tǒng)的空白。1問(wèn)題1.1有的原因引起難以操作截割前按警鈴按鈕有鈴聲報(bào)警,但時(shí)間久了,容易使人厭煩和麻痹,引不起足夠重視。且警鈴報(bào)警和截割動(dòng)作之間無(wú)電氣閉鎖,司機(jī)常常不按警鈴就直接進(jìn)行截割動(dòng)作操作。同時(shí),大部分掘進(jìn)機(jī)在使用中都甩掉了警鈴,存在較嚴(yán)重的不安全因素。1.2s100挖掘線沒(méi)有報(bào)警系統(tǒng)，延遲S100掘進(jìn)機(jī)履帶行走的操作是受行走操作手柄控制,只要一操作行走操作手柄,掘進(jìn)機(jī)將會(huì)立即行走,往往使周圍工作人員措不及防。1.3要中間人傳話油泵工作時(shí),噪音大,司機(jī)欲與機(jī)尾工作人員協(xié)調(diào)工作,須大聲喊話,甚至要中間人傳話,及為不便,有時(shí)誤聽即有可能造成不安全問(wèn)題。上述問(wèn)題說(shuō)明S100掘進(jìn)機(jī)在行走、截割動(dòng)作預(yù)報(bào)警和通訊設(shè)計(jì)方面存在一定的空白和缺陷,給掘進(jìn)機(jī)周圍工作人員造成了極大的不安全隱患。2改進(jìn)的計(jì)劃2.1“掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備前進(jìn),請(qǐng)工作人員注意”在CPU控制單元中設(shè)計(jì)了語(yǔ)音發(fā)生系統(tǒng),根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)可發(fā)出“掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備前進(jìn),請(qǐng)工作人員注意”、“掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備倒車,請(qǐng)工作人員注意”、“截割頭準(zhǔn)備啟動(dòng),請(qǐng)工作人員注意”、“截割電機(jī)過(guò)載”等語(yǔ)言。2.2在可執(zhí)行道路的道路上安裝電磁閥，以連接道路履帶行走是靠油泵供油驅(qū)動(dòng)油馬達(dá)工作實(shí)現(xiàn)的。加入電磁閥后即可實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶行走油路的截止或延時(shí)導(dǎo)通控制,同時(shí)發(fā)出上述語(yǔ)言報(bào)警。2.3串兩次電話之間的相互融通系統(tǒng)中采用TK130(A)型擴(kuò)音電話,不但可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言報(bào)警,而且串兩部電話可實(shí)現(xiàn)前后之間的相互通話。上述三方面的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、倒退、截割前的安全預(yù)報(bào)警,同時(shí)使掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)了延時(shí)動(dòng)作,還可實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)前后通話,從根本上消除了掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)的不安全隱患。3系統(tǒng)組成與s100挖掘機(jī)的連接3.1系統(tǒng)組成的框架圖如下所示3.2預(yù)警系統(tǒng)與s100挖掘機(jī)的連接示意圖如下4軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的檢測(cè)是實(shí)時(shí)檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果給語(yǔ)音發(fā)生系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),語(yǔ)音發(fā)生系統(tǒng)根據(jù)接收到的信號(hào)發(fā)出相應(yīng)報(bào)警語(yǔ)音。檢測(cè)軟件流程框圖如下:5掘進(jìn)機(jī)供電系統(tǒng)5.1電磁閥采用內(nèi)控式,當(dāng)掘進(jìn)機(jī)不動(dòng)時(shí),電磁閥無(wú)電,入油口與出油口處于截止?fàn)顟B(tài);當(dāng)需要掘進(jìn)機(jī)行走時(shí),先按操作箱上的“前進(jìn)”或“后退”按鈕,系統(tǒng)開始報(bào)警,同時(shí)延時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)一段延時(shí)間(0-99S可調(diào))后,控制箱輸出AC127V給電磁閥,電磁閥得電動(dòng)作,入油口與出油口導(dǎo)通,此時(shí)掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)或后退操作有效。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)此次動(dòng)作結(jié)束,按停止按鈕后,控制箱停止給電磁閥供電,電磁閥截止,掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)或后退操作無(wú)效。當(dāng)電磁閥有電,油路導(dǎo)通后,控制單元開始計(jì)時(shí),在一定時(shí)間(0-99min可調(diào))后仍不按停止按鈕,控制箱則自動(dòng)給電磁閥停電,電磁閥將行走油路截止。如欲使掘進(jìn)機(jī)再行走,需再按“前進(jìn)”或“后退”按鈕。此功能從根本上杜絕了司機(jī)忘記按“停止”按鈕而再次操作掘進(jìn)機(jī)行走手柄,使掘進(jìn)機(jī)不報(bào)警、不延時(shí)突然行走動(dòng)作帶來(lái)的危害。5.2掘進(jìn)機(jī)截割頭截割預(yù)警、過(guò)載報(bào)警信號(hào)從掘進(jìn)機(jī)原警鈴、過(guò)載指示信號(hào)繼電器獲得,現(xiàn)甩掉原警鈴報(bào)警、過(guò)載指示系統(tǒng),將原信號(hào)送至增設(shè)的控制箱,控制箱控制語(yǔ)音發(fā)生系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警,經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后,截割電機(jī)得電開始截割。5.3在控制箱中,由80C31和89C51構(gòu)成雙CPU系統(tǒng)。80C31及其外圍芯片與T6668構(gòu)成語(yǔ)音發(fā)生系統(tǒng),按照89C51的指令發(fā)出各種語(yǔ)音或頻率報(bào)警,并檢測(cè)語(yǔ)音反饋。5.489C51為中心控制單元,它檢測(cè)參數(shù)的設(shè)定,掘進(jìn)機(jī)是否正在工作的狀態(tài),控制油路的截止、導(dǎo)通,并根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)向80C31發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警指令。5.515V供電回路是本安型輸出回路。其沿線接有本安型擴(kuò)音電話及閉鎖按鈕。當(dāng)閉鎖按鈕按下后,閉鎖回路接通。它不但給89C51一個(gè)沿線閉鎖信號(hào),以便發(fā)出閉鎖報(bào)警,而且使系統(tǒng)復(fù)位,使掘進(jìn)機(jī)停車。6系統(tǒng)部分性能測(cè)試該系統(tǒng)于1999年2月在兗礦(集團(tuán))公司興隆莊煤礦5319綜掘巷投入試用。由于系統(tǒng)電控技術(shù)和語(yǔ)音技術(shù)