摩擦提升机滑动无线监测系统及方法技术方案

一种摩擦提升机滑动的无线检测系统及方法，该系统由无线子节点无线主节点组成，在提升机的摩擦轮和导向轮上各自安装一个无线子节点，在提升机操作室内安装一个无线主节点，通过检测摩擦轮和导向轮的转动速度，利用无线传输模块将其速度值发送给无线主节点；由无线主节点发送指令控制无线子节点的信号采样频率，通过单片机计算出两者之间的速度差，一旦检测出摩擦轮与导向轮之间速度差超过一定的值，无线主节点发出报警并通过继电器控制提升机主轴电动机停车，实现及时停车，避免滑动事故的发生，其测量准确度高，安装容易，操作简单，具有广泛的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线监测系统及方法，具体地说，是涉及一种摩擦提升机滑动无线监测系统及方法。
技术介绍
摩擦提升机已被广泛地应用于矿井提升系统，我国《煤矿安全规程》第433条规定：在各种载荷及提升状态下，保险闸发生作用时，钢丝绳都不出现滑动。但摩擦提升机在上述状态下存在着提升钢丝绳与摩擦轮滑动的危险，这关系到矿井工作人员的安全，因此，防止提升钢丝绳与摩擦轮滑动是摩擦提升中必须解决的问题。由于钢丝绳与导向轮之间无相对滑动，因此，可将导向轮的线速度认同为钢丝绳的提升速度。现有的技术方案是通过采用霍尔传感器测量提升机摩擦轮和导向轮的转速，然后利用有线电缆将转速信号输入到可编程控制器或者单片机等控制装置中，通过计算得到提升速度。采用上述技术方案主要存在以下几点不足：①霍尔传感器易受干扰，采集数据精度不高；②测量系统安装困难，而且采用有线传输，难以适应煤矿恶劣环境；③系统的兼容性差，扩展不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种测量准确度高，安装容易，操作简单的摩擦提升机滑动无线监测系统及方法。本专利技术的摩擦提升机滑动无线监测系统，由无线子节点和无线主节点组成，无线子节点由光电编码器、D触发器、单片机、无线传输模块、LED指示灯组成，其中光电编码器的输出分两路，一路直接进入单片机输入，另一路通过D触发器接到单片机的输入口，该单片机的输出口接无线传输模块和LED指示灯；无线主节点由无线传输模块、485接口、电平转换模块、时钟模块、单片机、Flash存储器、液晶显示器、多功能按键、声音驱动模块、光电隔离模块、蜂鸣器、继电器组成，其中的单片机采用双串口芯片，第1个串口与无线-->传输模块相连，第2个串口通过电平转换模块与485接口相连，该单片机连接有时钟模块、Flash存储器和液晶显示器，单片机的输出通过光电隔离模块与继电器输出模块相连，多功能按键与单片机连接，单片机、声音驱动模块、蜂鸣器顺序串接，实现滑动报警。本专利技术的摩擦提升机滑动无线监测方法：在摩擦提升机摩擦轮和导向轮上各自安装一个无线子节点，在提升机操作室内安装一个无线主节点，然后由无线主节点分别向两个无线子节点同时发送数据采集准备信号，通过安装在摩擦轮和导向轮上的无线子节点中的光电编码器采集摩擦轮和导向轮的转向和转速信号，经D触发器输入给单片机，由单片机计算出摩擦轮和导向轮的转向和转速数据；该数据通过无线传输模块发送给无线主节点，由无线主节点的单片机对其进行相对滑动速度计算，然后通过液晶显示器显示相对滑动速度的值，并与设定的上下限值进行比较，若超出预设定值时，则通过蜂鸣器发出信号实现报警，从而通过继电器输出模块给出控制信号实现提升机制动。本专利技术的有益效果：采用无线主节点控制数据采样频率，通过无线子节点测量摩擦轮和导向轮的速度；采用抗干扰能力强的高分辨率光电编码器，能够实时准确地测量提升方向、摩擦轮与导向轮之间的相对滑动速度等参数，并能显示、记录滑动产生的特征参数，包括滑动过程中的相对滑动速度的变化曲线，滑动的开始时间、结束时间等，为预防摩擦提升机滑动事故提供安全保障。数据存储采用Flash存储器，能在掉电情况下，实现数据的存储功能；数据传输采用无线方式，组网容易，造价低；采用485串口通信，系统的兼容性强，扩展方便。利用无线传输模块将其速度值发送给无线主节点；由无线主节点发送指令控制无线子节点的信号采样频率，通过单片机计算出两者之间的速度差，一旦检测出摩擦轮与导向轮之间速度差超过一定的值，无线主节点发出报警并通过继电器控制提升机主轴电动机停车，实现及时停车，避免滑动事故的发生，其测量准确度高，安装容易，操作简单，具有广泛的实用性。附图说明图1为本专利技术的监测系统电路原理框图。图2为本专利技术的无线子节点电路原理图。图3为本专利技术的无线主节点电路原理图。-->具体实施方式下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步描述：图1所示，无线子节点由光电编码器1、D触发器2、单片机3、无线传输模块4、LED指示灯5组成，其中光电编码器1的输出分两路，一路直接进入单片机输入，另一路通过D触发器2接到单片机3的输入口，单片机的输出口接无线传输模块4和LED指示灯5；无线主节点由无线传输模块6、485接口7、电平转换模块8、时钟模块9、单片机10、Flash存储器11、液晶显示器12、多功能按键13、声音驱动模块14、光电隔离模块15、蜂鸣器16、继电器17组成，其中，单片机采用双串口芯片，第1个串口与无线传输模块6相连，第2个串口通过电平转换模块8与485接口相连，单片机10连接有时钟模块9、Flash存储器11和液晶显示器12，单片机10的输出通过光电隔离模块15与继电器输出模块17相连，多功能按键13与单片机10连接，单片机10、声音驱动模块14、蜂鸣器16顺序串接，实现滑动报警。图2所示，无线子节点电路主要由电阻R2、R3、R4、R5组成的电压衰减器、D触发器CD4013、单片机89C2051、无线传输模块接口J1、光电编码器接口J2、电源接口J3、指示灯LED1、LED2组成。光电编码器安装在摩擦轮和导向轮主轴上，通过光电编码器接口J2与D触发器CD4013相连。光电编码器输出的A、B相脉冲首先通过电压衰减器变成D触发器CD4013和单片机89C2051所需的5V电压，然后将A相脉冲输入到D触发器CD4013的第3脚，B相脉冲输入CD4013的第5脚，在A相脉冲的上升沿，D触发器CD4013检测B相脉冲的电平，当B相脉冲的电平为高时，输出管脚1为高电平，三极管Q2导通，通过电源接口J3使LED1亮，表示提升机反转。A相脉冲同时输入到CD4013的9脚，B相脉冲同时输入D触发器CD4013的11脚，在B相脉冲的上升沿，D触发器CD4013检测A相的电平，当A相脉冲的电平为高时，输出管脚13为高电平，三极管Q1导通，通过电源接口J3使LED2亮，表示提升机正转。D触发器CD4013的输出管脚Q1输出到单片机89C2051的中断口INTO，当Q1发生上升沿跳变时，表示提升机转向从正转变成反转，此时触发单片机89C2051中断，控制其内部计算器的计数方向，使其变成加计数；D触发器CD4013的管脚Q2输出到单片机89C2051的中断口INT1，当Q2发生上升沿跳变时，表示提升机转向从反转变成正转，此时触发单片机89C2051中断，控制其内部计算器计数方向，使其变成减计数。光电编码器的A、B脉冲信号经过-->电压衰减器后同时也输入到单片机89C2051的外部时钟计数管脚T1、T0，通过计算单位时间内的脉冲数就能方便的计算出摩擦轮与导向轮的转速。计算出来的转速通过无线传输模块接口J1传输到无线传输模块SRWF-501，再通过天线发射到到无线主节点进行分析处理。图3所示，无线主节点电路由无线传输模块SRWF-501、单片机W77E58、电平转换模块MAX485、NAND FLASH芯片K9F5608U、声音驱动模块三极管Q1、蜂鸣器LS1、光电隔离驱动芯片TLP521、继电器HH53P、反相器7414、通信显示模块U1、多功能按键模块U2、单片机W77E58晶振电路U3、电源转换模块U4、时钟模块U5、无线传输模块接口J1、液晶显示接口J2、电源接口J3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦提升机滑动无线监测系统，其特征在于：它由分别设在摩擦提升机摩擦轮和导向轮上的两个无线子节点和设在提升机操作室内的无线主节点两部份组成，无线子节点由光电编码器（１）、Ｄ触发器（２）、单片机（３）、无线传输模块（４）、ＬＥＤ指示灯（５）组成，其中光电编码器（１）的输出分两路，一路直接与单片机（３）的输入口相连，另一路通过Ｄ触发器（２）与单片机（３）的输入口相连，单片机（３）的输出口接与无线传输模块（４）和ＬＥＤ指示灯（５）相连；无线主节点由无线传输模块（６）、４８５接口（７）、电平转换模块（８）、时钟模块（９）、单片机（１０）、Ｆｌａｓｈ存储器（１１）、液晶显示器（１２）、多功能按键（１３）、声音驱动模块（１４）、光电隔离模块（１５）、蜂鸣器（１６）、继电器（１７）组成，其中单片机（１０）为双串口芯片，第１个串口与无线传输模块（６）相连，第２个串口通过电平转换模块（８）与４８５接口相连，时钟模块（９）与单片机（１０）的输入口相连接，单片机（１０）的输出口分别连接Ｆｌａｓｈ存储器（１１）、液晶显示器（１２）和多功能按键（１３），并通过光电隔离模块（１５）连接继电器输出模块（１７），单片机（１０）的输出口顺序串接驱动模块（１４）和蜂鸣器（１６），以实现滑动报警。...

【技术特征摘要】
1.一种摩擦提升机滑动无线监测系统，其特征在于：它由分别设在摩擦提升机摩擦轮和导向轮上的两个无线子节点和设在提升机操作室内的无线主节点两部份组成，无线子节点由光电编码器(1)、D触发器(2)、单片机(3)、无线传输模块(4)、LED指示灯(5)组成，其中光电编码器(1)的输出分两路，一路直接与单片机(3)的输入口相连，另一路通过D触发器(2)与单片机(3)的输入口相连，单片机(3)的输出口接与无线传输模块(4)和LED指示灯(5)相连；无线主节点由无线传输模块(6)、485接口(7)、电平转换模块(8)、时钟模块(9)、单片机(10)、Flash存储器(11)、液晶显示器(12)、多功能按键(13)、声音驱动模块(14)、光电隔离模块(15)、蜂鸣器(16)、继电器(17)组成，其中单片机(10)为双串口芯片，第1个串口与无线传输模块(6)相连，第2个串口通过电平转换模块(8)与485接口相连，时钟模块(9)与单片机(10)的输入口相连接，单片机(10)的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光柱，朱真才，文红，沈春丰，卢倩，王子毅，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]