中深孔台车控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及应用于各种地下工程的钻孔设备。本发明专利技术提供一种中深孔台车控制系统及其方法，操作台分别与PLC数据采集模块一及无线通讯模块二连接，PLC数据采集模块一与无线通讯模块一连接，无线通讯模块一与PLC数据采集模块二连接，PLC数据采集模块二与驱动模块连接，PLC数据采集模块二与驱动模块分别与机车端连接；首先，系统采集操作端的操控数据及CAN总线数据；其次，系统将操控数据转换为数字信号后通过无线通讯模块一进行传输；并通过无线通讯模块二实现CAN总线数据的无线传输；然后，系统接收操控数据的数字信号并将其转换为控制信号；最后，系统将控制信号进行光电隔离并放大后传输给机车端进行响应控制。适用于井下中深孔钻机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于各种地下工程的钻孔设备，特别涉及井下中深孔钻机。
技术介绍
矿业公司兰尖矿进入地下开采铁矿阶段，地下开采铁矿的一个重要环节是利用中深孔凿岩台车进行打孔爆破。中深孔凿岩台车主要由两部分组成：一是操作台，二是台车。操作人员在距离台车数米远的地方通过操作台车进行打孔，操作台和台车之间目前是用内含数十回控制信号线的两根有线电缆实现信号传递。由于地下矿井地面积水、粗糙，两根电缆与地面经常接触、摩擦，容易破损，影响信号的传递，造成停工、窝工，严重影响生产效率。目前，在矿业开采行业中设备运用的常见的通讯方式主要是电缆通讯方式，仅有少量的无线通信方式的应用。随着地上矿业资源的减少，矿产开采场地逐渐转移到了地下，使得地下采矿工艺技术得到了飞速发展，与其配套的钻孔设备水平也不断的提高。由于我国制造业的欠发达，钻孔工具技术的发展与西方发达国家还有较大差距，因此，应用于各种地下工程的钻孔设备大部分还是依靠进口。井下中深孔钻机采用阿特拉斯柯普乐公司的SIMBA H1354设备，具有效率高、冲击力大、作业速度快等优势。SIMBA H1354不仅在性能和结构上占有优势，而更重要的莫过于适合我国矿业的地下开采环境。但从安全事故上，还存在一定的缺陷：(1)机车在工作过程中常移动，传输电缆会在地面拖动，不仅导致移动不方便，还容易出现磨损，诸如钻孔落石和移动拖拽对电缆的破坏，影响控制信号传输，甚至设备停运；(2)现有SIMBA H1354操作中，操作人员和操作台直接暴露在井下环境中，井下作业环境恶劣，潮湿，噪音大，落石等不利因素都直接影响操作人员和设备的健康和安全，也不利于操作人员集中精力完成作业。在攀钢矿业的需求和协作下，对潜孔钻SIMBA H1354的控制系统进行了优化设计，以增强其开采的操作舒适性和安全性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提供一种中深孔台车控制系统及其控制方法以实现将现有电缆传递的控制信号与操作状态信号通过无线数据传输装置进行传递，不改变现有设备操作模式，实现原有电缆连接的全部功能，且无线传输装置要求运行稳定可靠，不能出现误动作，抗干扰能力强，电磁辐射指标满足国家标准要求。本专利技术解决所述技术问题，采用的技术方案是，中深孔台车控制系统，包括机车端及操作台，还包括PLC数据采集模块一、PLC数据采集模块二、无线通讯模块一、无线通讯模块 二、驱动模块及电源模块；所述操作台分别与PLC数据采集模块一及无线通讯模块二连接，PLC数据采集模块一与无线通讯模块一连接，无线通讯模块一与PLC数据采集模块二连接，PLC数据采集模块二与驱动模块连接，PLC数据采集模块二与驱动模块分别与机车端连接；所述PLC数据采集模块一，用于采集操作台的操控数据，并将操控数据转换为数字信号传输给无线通讯模块一；所述无线通讯模块一，用于将操控数据的数字信号传输给PLC数据采集模块二；所述无线通讯模块二，用于实现CAN总线数据的无线传输；所述PLC数据采集模块二，用于将接收到的操控数据的数字信号转换为控制信号传输给驱动模块；同时，采集机车端的连锁信号，并将其通过无线通讯模块一传输至操作台，操作台响应操作；所述驱动模块，用于接收控制信号，实现对机车端的响应控制。具体的，所述无线通讯模块二包括CAN Bridge CAN中继器及CAN-wifi通信模块。具体的，所述无线通讯模块一采用MODBUS通信协议,配置DTD433M无线数据终端进行无线信号传输。具体的，还包括驱动电路，所述驱动模块通过驱动电路与及机车端连接；所述驱动电路，用于将控制信号进行光电隔离并放大后传输给机车端进行响应控制。具体的，所述电源模块包括直流24V操作电源及直流10V模拟量调节电源。中深孔台车控制方法，包括以下步骤：步骤1、系统采集操作台的操控数据及CAN总线数据；步骤2、系统将操控数据转换为数字信号后通过无线通讯模块一进行传输；并通过无线通讯模块二实现CAN总线数据的无线传输；步骤3、系统接收操控数据的数字信号并将其转换为控制信号；步骤4、系统将控制信号进行光电隔离并放大后传输给机车端进行响应控制。具体的，所述步骤1中，系统通过PLC控制柜采集操作台的操控数据及CAN总线数据。具体的，所述步骤1中，所述无线通讯模块二包括CAN Bridge CAN中继器及CAN-wifi通信模块；所述无线通讯模块一采用MODBUS通信协议,配置DTD433M无线数据终端进行无线信号传输。具体的，还包括系统采集机车端的连锁信号并通过无线通讯模块一将连锁信号传输至操作台，操作台接收连锁信号并响应。本专利技术的有益效果是：本专利技术将操作台的操作信号经数据采集系统获取，然后将数字信号送至无线通讯模块一，将打包数据进行无线发送至驱动模块，将其转换为控制信号，实现 对机车端的响应控制；无线通讯模块二实现CAN总线数据的无线传输；无线数据通信系统分为两个部分，无线通讯模块一传输数字控制、模拟控制数据部分，主要是负责操作过程中每一操作事项所应传输的数据流，以满足钻孔机短距离的无线控制数据传输，根据具体的操作步骤，每一时刻的数据量都不是很大，通过无线数据通信模块可以达到原先电缆传输的速率，能够满足钻孔机的控制要求；另一部分是对于CAN总线数据的通信，因设备中这一数据主要是显示屏D501对钻头的俯仰角和钻孔深度进行实时的显示，本设计中将此部分单独用一个无线模块进行处理。另外，改造无线遥控装置后，由于去掉连接电缆，操作台自身无电源设计，在操作台端无线控制箱内设计开关电源，只需要提供操作台端需要的直流24V操作电源以及直流10V模拟量调节电源。最后，驱动模块一般通过电磁阀接触器驱动实际的负载，电磁阀、接触器都属于感性负载，在由接通到断开的时候会产生高压反电动势，这个高电压是重要的干扰源，会通过传导和辐射的方式影响到PLC等控制器，尤其是对模拟量信号和通讯信号产生不确定的干扰；驱动模块通过驱动电路与及机车端连接；一方面隔离驱动模块输出触点和电磁阀或者继电器，另一方面增加驱动模块输出触点的驱动容量；同时，控制信号经过光电隔离、放大，最终输出较大功率的控制信号，通过他来直接驱动电机、接触器、电磁阀等。输入输出级间采用光电隔离，两部分完全独立开来，有效的避免相因互干扰所引起的系统不稳定，有效地保护驱动模块输出节点，使设备工作起来更加稳定耐用。附图说明图1为本专利技术实施例中深孔台车控制系统结构图；图2为本专利技术实施例中SIMBA H1354钻孔机的操作界面面板；图3为本专利技术实施例中SIMBA H1354钻孔机的操作界面小面板；图4为本专利技术实施例中无线数据传输基本框图；图5为本专利技术实施例中操作台操控数据的数字信号传输及CAN信号传输；图6为本专利技术实施例中机车端操控数据的数字信号传输及CAN信号传输；图7为本专利技术实施例中机械手操作逻辑图；图8为本专利技术实施例中机械手操作路线图。以下结合实施例的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本专利技术的范围内。具体实施方式下面结合附图及实施例详细描述本专利技术的技术方案：本专利技术针对现有技术中井下中深孔钻机在工作过本文档来自技高网...

【技术保护点】
中深孔台车控制系统，包括机车端及操作台，其特征在于，还包括PLC数据采集模块一、PLC数据采集模块二、无线通讯模块一、无线通讯模块二、驱动模块及电源模块；所述操作台分别与PLC数据采集模块一及无线通讯模块二连接，PLC数据采集模块一与无线通讯模块一连接，无线通讯模块一与PLC数据采集模块二连接，PLC数据采集模块二与驱动模块连接，PLC数据采集模块二与驱动模块分别与机车端连接；所述PLC数据采集模块一，用于采集操作台的操控数据，并将操控数据转换为数字信号传输给无线通讯模块一；所述无线通讯模块一，用于将操控数据的数字信号传输给PLC数据采集模块二；所述无线通讯模块二，用于实现CAN总线数据的无线传输；所述PLC数据采集模块二，用于将接收到的操控数据的数字信号转换为控制信号传输给驱动模块；同时，采集机车端的连锁信号，并将其通过无线通讯模块一传输至操作台，操作台响应操作；所述驱动模块，用于接收控制信号，实现对机车端的响应控制。

【技术特征摘要】
1.中深孔台车控制系统，包括机车端及操作台，其特征在于，还包括PLC数据采集模块一、PLC数据采集模块二、无线通讯模块一、无线通讯模块二、驱动模块及电源模块；所述操作台分别与PLC数据采集模块一及无线通讯模块二连接，PLC数据采集模块一与无线通讯模块一连接，无线通讯模块一与PLC数据采集模块二连接，PLC数据采集模块二与驱动模块连接，PLC数据采集模块二与驱动模块分别与机车端连接；所述PLC数据采集模块一，用于采集操作台的操控数据，并将操控数据转换为数字信号传输给无线通讯模块一；所述无线通讯模块一，用于将操控数据的数字信号传输给PLC数据采集模块二；所述无线通讯模块二，用于实现CAN总线数据的无线传输；所述PLC数据采集模块二，用于将接收到的操控数据的数字信号转换为控制信号传输给驱动模块；同时，采集机车端的连锁信号，并将其通过无线通讯模块一传输至操作台，操作台响应操作；所述驱动模块，用于接收控制信号，实现对机车端的响应控制。2.根据权利要求1所述的中深孔台车控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块二包括CAN Bridge CAN中继器及CAN-wifi通信模块。3.根据权利要求1所述的中深孔台车控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块一采用MODBUS通信协议,配置DTD433M无线数据终端进行无线信号传输。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝小江，魏金民，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：四川;51