專(zhuān)利名稱(chēng)：入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種用于火車(chē)/汽車(chē)頂部煤樣入場(chǎng)煤采樣裝置，具體的說(shuō)是一種入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置。
目前所使用的產(chǎn)品普遍存在以下缺陷1)個(gè)別廠(chǎng)生產(chǎn)的入場(chǎng)煤自動(dòng)化采制樣裝置，其龍門(mén)大車(chē)沿地面軌道行走，需專(zhuān)門(mén)敷設(shè)鋼軌，基礎(chǔ)投資高，不安全。在沈陽(yáng)電廠(chǎng)安裝的設(shè)備，一直未能正常投運(yùn)。
2)目前的產(chǎn)品自動(dòng)控制水平低，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其控制系統(tǒng)的硬件配置過(guò)于簡(jiǎn)單?，F(xiàn)在秦皇島安裝的一臺(tái)設(shè)備，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已完全拆走，只能靠手動(dòng)操作，因此，一節(jié)車(chē)廂只能采一點(diǎn)，且其鉆頭取樣深度不夠。
3)某些廠(chǎng)家生產(chǎn)的類(lèi)似產(chǎn)品采用插入式取樣頭，插入式取樣頭容易損壞，且不能插太深。而火車(chē)廂深度為2米，插入式取樣頭不能實(shí)現(xiàn)任意深度的取樣。這些都給使用帶來(lái)不便。為此，非常有必要研制開(kāi)發(fā)機(jī)械化、自動(dòng)化采煤樣裝置。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置，包括一結(jié)構(gòu)為龍門(mén)式并可行走的大車(chē)1大車(chē)1由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪，橫梁上有小車(chē)運(yùn)行的軌道和走臺(tái)，大車(chē)車(chē)輪上安裝有一個(gè)對(duì)大車(chē)行走時(shí)縱向行程進(jìn)行計(jì)數(shù)的光電編碼器，在大車(chē)下面，吊裝行走平臺(tái)，平臺(tái)一端是上下通道，另一端有一操作控制室，操作控制室裝有工控機(jī)、PLC、控制臺(tái)等；一在大車(chē)橫梁上的軌道行走的小車(chē)2小車(chē)2為箱形框架結(jié)構(gòu)，主要由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪、小車(chē)的運(yùn)行的齒輪減速電機(jī)、電磁制動(dòng)器等組成；還設(shè)置有用于測(cè)量小車(chē)橫向運(yùn)動(dòng)的行程的光電編碼器；為大車(chē)1和小車(chē)2設(shè)置的皮帶輸送裝置皮帶輸送裝置包括皮帶機(jī)、皮帶機(jī)支撐、電機(jī)、減速機(jī)、接料漏斗、除鐵器和螺旋輸送機(jī)等；螺旋輸送機(jī)包括電機(jī)、減速機(jī)、螺旋桿、套筒、接料漏斗等組成；防止集料管粘煤堵塞的吹掃裝置吹掃裝置包括額定壓力為1MPa壓力源的空氣壓縮機(jī)、輸氣軟管和控制吹掃開(kāi)啟/停止的電磁氣閥等組成；為裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)所述電氣控制系統(tǒng)由操作控制室電氣、大車(chē)走臺(tái)電氣、大小車(chē)接線(xiàn)箱、各路傳感器及連接導(dǎo)線(xiàn)組成；所述操作室電氣包括控制臺(tái)、凸輪控制器、微機(jī)柜、變頻器和PLC柜、操作室接線(xiàn)柜；其特點(diǎn)是還包括有一煤樣采制樣器3；煤樣采制樣器3設(shè)置在小車(chē)2上，包括一腔體內(nèi)帶有軌道307并垂直安置的支架301支架301的腔體內(nèi)有支撐角鋼314，并安裝有鏈輪306和鏈輪組307，鏈輪組306上固定有在支架內(nèi)的軌道上、下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)302，旋轉(zhuǎn)電機(jī)302通過(guò)減速器與聯(lián)軸器303相連，聯(lián)軸器303兩端設(shè)置有滾輪組304，聯(lián)軸器303上連接有帶有集料容器315的連接套管313，集料容器315底端設(shè)置有鉆頭305；支架301內(nèi)的另一端留有一開(kāi)口，支架301內(nèi)的一邊設(shè)置有一集料斗309，集料斗309的出口設(shè)置在開(kāi)口上，集料斗309的卸料閘門(mén)311設(shè)置在集料斗309旁邊的支架301上，閘門(mén)311與閘門(mén)電機(jī)310連通；支架301內(nèi)還有限制連接套管313擺動(dòng)的導(dǎo)向輪308；支架301的底端還設(shè)置有煤面計(jì)數(shù)器312。
本實(shí)用新型的其它一些特點(diǎn)是；連接套管313上開(kāi)有卸料口，卸料口之下為右旋葉片，之上為左旋葉片；鏈輪組307為閉環(huán)系統(tǒng)。
由于采制樣器根據(jù)螺旋垂直輸送物料的原理設(shè)計(jì)而成，結(jié)構(gòu)為螺旋鉆取式，能用于煤面下較大深度及全斷面采樣，采制樣器由升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在電氣系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)以下自動(dòng)工作循環(huán)快速下降→接觸煤面后慢速下降→停止下降繼續(xù)旋轉(zhuǎn)排出表面棄煤→在繼續(xù)慢速下降提取煤樣→快速提起回到原位，其中采樣頭鉆頭對(duì)大煤塊有破碎作用，并能適應(yīng)冬季凍煤。本實(shí)用新型采用采樣系統(tǒng)與制樣縮分系統(tǒng)集成的模式，具有結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)新穎，自動(dòng)化程度高，性能穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)便安全，工作環(huán)境舒適，其采樣技術(shù)和工藝過(guò)程完全符合GB475-1996的要求，可淘汰目前普遍使用的人工采樣，排除人為因素，增加采樣過(guò)程的透明度及可信度，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可大大提高勞動(dòng)效率，可廣泛用于燃煤電廠(chǎng)、用煤?jiǎn)挝缓兔禾拷灰资袌?chǎng)等用煤場(chǎng)所。
依照本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案，該入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置，包括一結(jié)構(gòu)為龍門(mén)式并可行走的大車(chē)1大車(chē)1由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪，橫梁上有小車(chē)運(yùn)行的軌道和走臺(tái)，大車(chē)車(chē)輪上安裝有一個(gè)對(duì)大車(chē)行走時(shí)縱向行程進(jìn)行計(jì)數(shù)的光電編碼器，在大車(chē)下面，吊裝行走平臺(tái)，平臺(tái)一端是上下通道，另一端有一操作控制室，操作控制室裝有工控機(jī)、PLC、控制臺(tái)等；一在大車(chē)橫梁上的軌道行走的小車(chē)2小車(chē)2為箱形框架結(jié)構(gòu)，主要由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪、小車(chē)的運(yùn)行的齒輪減速電機(jī)、電磁制動(dòng)器等組成；還設(shè)置有用于測(cè)量小車(chē)橫向運(yùn)動(dòng)的行程的光電編碼器；為大車(chē)1和小車(chē)2設(shè)置的皮帶輸送裝置皮帶輸送裝置包括皮帶機(jī)、皮帶機(jī)支撐、電機(jī)、減速機(jī)、接料漏斗、除鐵器和螺旋輸送機(jī)等；螺旋輸送機(jī)包括電機(jī)、減速機(jī)、螺旋桿、套筒、接料漏斗等組成；
防止集料管粘煤堵塞的吹掃裝置吹掃裝置包括額定壓力為1MPa壓力源的空氣壓縮機(jī)、輸氣軟管和控制吹掃開(kāi)啟/停止的電磁氣閥等組成；為裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)由操作控制室電氣、大車(chē)走臺(tái)電氣、大小車(chē)接線(xiàn)箱、各路傳感器及連接導(dǎo)線(xiàn)組成；操作室電氣包括控制臺(tái)、凸輪控制器、微機(jī)柜、變頻器和PLC柜、操作室接線(xiàn)柜；控制臺(tái)面板上設(shè)有總電源開(kāi)關(guān)、操作按鈕、指示燈等?？刂婆_(tái)內(nèi)部裝有控制電源變壓器、采樣頭升降調(diào)速裝置以及控制臺(tái)輸入輸出接線(xiàn)端子。
微機(jī)柜內(nèi)裝有工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、計(jì)算機(jī)UPS電源以及微機(jī)柜輸入輸出接線(xiàn)端子。
變頻器和PLC柜裝有變頻器、PLC以及輸入輸出端子。
大車(chē)走臺(tái)電氣包括控制柜和電阻箱。控制柜布置在大車(chē)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的走臺(tái)上，柜內(nèi)裝有總電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)、各路接觸器、檢測(cè)電機(jī)電流的電流繼電器、各路電機(jī)保護(hù)用自動(dòng)開(kāi)關(guān)、輔助繼電器及控制柜輸入輸出接線(xiàn)端子。
電阻箱在控制柜旁邊，用于大車(chē)電機(jī)運(yùn)行速度的切換。
大小車(chē)接線(xiàn)箱分別固定在大車(chē)和小車(chē)上，通過(guò)矩形導(dǎo)管連接，用于敷設(shè)移動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)。接線(xiàn)箱內(nèi)裝有接線(xiàn)端子板，連接移動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的兩端。
傳感器包括檢測(cè)大小車(chē)行程的光電編碼器和煤面?zhèn)鞲衅鳌?br> 電氣系統(tǒng)中各柜之間的連接導(dǎo)線(xiàn)分別敷設(shè)在導(dǎo)線(xiàn)槽內(nèi)，移動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)敷設(shè)在矩形導(dǎo)管內(nèi)，各電機(jī)的引入線(xiàn)敷設(shè)在金屬軟管內(nèi)。
還包括有一煤樣采制樣器3；煤樣采制樣器3設(shè)置在小車(chē)2上，包括一腔體內(nèi)帶有軌道307并垂直安置的支架301支架301的腔體內(nèi)有支撐角鋼314，并安裝有鏈輪306和鏈輪組307，鏈輪組306上固定有在支架內(nèi)的軌道上、下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)302，旋轉(zhuǎn)電機(jī)302通過(guò)減速器與聯(lián)軸器303相連，聯(lián)軸器303兩端設(shè)置有滾輪組304，聯(lián)軸器303上連接有帶有集料容器315的連接套管313，集料容器315底端設(shè)置有鉆頭305；支架301內(nèi)的另一端留有一開(kāi)口，支架301內(nèi)的一邊設(shè)置有一集料斗309，集料斗309的出口設(shè)置在開(kāi)口上，集料斗309的卸料閘門(mén)311設(shè)置在集料斗309旁邊的支架301上，閘門(mén)311與閘門(mén)電機(jī)310連通；支架301內(nèi)還有限制連接套管313擺動(dòng)的導(dǎo)向輪308；支架301的底端還設(shè)置有煤面計(jì)數(shù)器312。
連接套管313上開(kāi)有卸料口，卸料口之下為右旋葉片，之上為左旋葉片；鏈輪組307為閉環(huán)系統(tǒng)。
實(shí)施例參見(jiàn)

圖1～6，本入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置的機(jī)械部分在設(shè)計(jì)上采用行車(chē)式結(jié)構(gòu)，主要由行車(chē)的大車(chē)1、行車(chē)的小車(chē)2、采制樣器3、行車(chē)支架及司機(jī)室等幾部分組成，是一個(gè)能進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。
1.行車(chē)部分行車(chē)部分包括大車(chē)1和小車(chē)2，其結(jié)構(gòu)和功能與一般起重設(shè)備的行車(chē)類(lèi)似。大車(chē)軌道置于支架之上，可以沿著火車(chē)縱向移動(dòng)，而小車(chē)2置于大車(chē)1之上，可以沿著大車(chē)也即火車(chē)的橫向移動(dòng)。大車(chē)和小車(chē)均采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，分別置于大車(chē)和小車(chē)的兩側(cè)，由于采用的是錐型電機(jī)，它們均自帶抱閘裝置。
2.采樣器部分采樣器是依據(jù)鉆削及螺旋輸送器原理而設(shè)計(jì)的，安裝在小車(chē)的下面，采樣器本身可以通過(guò)相連的提升機(jī)構(gòu)的拖動(dòng)產(chǎn)生升降運(yùn)動(dòng)。該部件主要由減速器、主軸、螺旋輸送葉片、套管以及固定在主軸下端頭處的鉆頭組成。在套管上開(kāi)有卸料口，卸料口之下為右旋葉片，之上為左旋葉片。工作時(shí)，由鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆削煤層，煤樣便沿著右旋葉片逐步上升，到卸料口處與左旋葉片協(xié)同而將煤排出。采樣器主軸由一臺(tái)三相異步電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，不需要調(diào)速。
3.排煤管排煤管的作用是使所需要的煤流入料斗，不需要的煤流回車(chē)廂。這是通過(guò)采樣時(shí)采樣器套管出料口相對(duì)于料斗的進(jìn)料口的高度變化而實(shí)現(xiàn)的。在采樣器鉆入煤層的過(guò)程中，套管卸料口的高度低于料斗進(jìn)料口的高度，煤由排煤管流回車(chē)廂中；當(dāng)采樣器完成采樣，退回至最高位時(shí)，此時(shí)套管的出料口正對(duì)著料斗的進(jìn)料口，這樣所需的煤正好流入料斗中。
4.提升部分本系統(tǒng)采用電動(dòng)絞車(chē)而不采用齒條齒輪機(jī)構(gòu)作為提升裝置，以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。可以用配重以減輕采樣器上升時(shí)所需的動(dòng)力。在絞車(chē)鼓輪軸的末端有方尾，必要時(shí)可用手柄搖動(dòng)絞車(chē)以提升采樣器以利于維修。
5.電控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在電氣控制部分設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到用戶(hù)的功能需求和與本系統(tǒng)機(jī)械部分的配合需求以及國(guó)標(biāo)GB475-1996《商品煤樣采取方法》中的有關(guān)規(guī)定，在具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，又以系統(tǒng)的可靠性與易用性為準(zhǔn)則，盡量把本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為一個(gè)功能齊全、可靠性高且易于使用的煤炭采樣設(shè)備?；谝陨峡紤]，本系統(tǒng)電氣控制部分的總體設(shè)計(jì)如下5.1功能設(shè)定1)運(yùn)行方式分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)。在手動(dòng)下，可以用按鈕對(duì)采樣機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)控制，主要用于檢修；在半自動(dòng)下，可進(jìn)行單點(diǎn)的自動(dòng)取樣循環(huán)，把大小車(chē)開(kāi)到某一位置，按下啟動(dòng)按鈕后，采樣頭和升降機(jī)構(gòu)協(xié)同動(dòng)作，將此位置的一定深度及一定量的煤自動(dòng)取出，送入料斗中，而大車(chē)和小車(chē)的操作與手動(dòng)方式下一樣；在全自動(dòng)下，按下啟動(dòng)按鈕，即可進(jìn)行一節(jié)車(chē)廂的全自動(dòng)取樣。
2)采樣方式分為標(biāo)準(zhǔn)采樣、定點(diǎn)采樣以及抽樣采樣。在標(biāo)準(zhǔn)采樣下，完全按照國(guó)標(biāo)的規(guī)定，沿著對(duì)角線(xiàn)取三點(diǎn)或五點(diǎn)，點(diǎn)的分布如圖6；在定點(diǎn)采樣下，可以按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及用戶(hù)的特殊需要設(shè)置點(diǎn)的分布；在抽樣方式下，操作者可以隨時(shí)改變點(diǎn)的分布，以便查用。
3)采樣運(yùn)行參數(shù)可調(diào)整。包括采樣點(diǎn)數(shù)(3點(diǎn)或5點(diǎn))、采樣點(diǎn)坐標(biāo)、采樣深度、取煤量等。其中在標(biāo)準(zhǔn)方式下采樣點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)按照規(guī)定由系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定，不能人為改動(dòng)。
4)具有現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的動(dòng)態(tài)圖形及參數(shù)顯示功能。使操作者能隨時(shí)了解到系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并使人機(jī)界面更加友好。
5)具有報(bào)表生成與打印功能。報(bào)表內(nèi)容應(yīng)包括操作人名、采樣點(diǎn)坐標(biāo)、操作方式、運(yùn)行方式、打印日期與打印時(shí)間等。報(bào)表通過(guò)自動(dòng)記錄而生成，不需要人工輸入。
6)對(duì)采樣頭具有緊急提升功能。當(dāng)系統(tǒng)正在運(yùn)行中，萬(wàn)一控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或火車(chē)突然移動(dòng)而采樣頭仍停留在煤層中時(shí)，可以按“緊急提升”按鈕，以便將采樣頭迅速提升到煤面之上，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。此功能需單獨(dú)設(shè)置，不與其它控制部分相連，以增加可靠性。
7)具有回原點(diǎn)(即卸料點(diǎn))及回樓梯口的功能。在手動(dòng)和半自動(dòng)情況下，無(wú)論采樣頭當(dāng)前在什么位置，操作者只要按一下相應(yīng)的按鈕，即可使采樣器回到卸料點(diǎn)去卸煤或回到樓梯口以結(jié)束采樣工作。
8)與撥車(chē)機(jī)具有聯(lián)鎖功能?；疖?chē)卸煤時(shí)，依靠撥車(chē)機(jī)一節(jié)一節(jié)地向前撥動(dòng)車(chē)廂，而采樣機(jī)在工作時(shí)，必須禁止火車(chē)的移動(dòng)，這就需要采樣機(jī)與撥車(chē)機(jī)互相聯(lián)鎖，以保證共同進(jìn)行協(xié)調(diào)而有效地工作。
9)具有多機(jī)的通信功能。能與撥車(chē)機(jī)等部分進(jìn)行通信，以便監(jiān)控和互通信息之用，并為以后拓展為在局部網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行作好準(zhǔn)備。
5.2電氣控制系統(tǒng)參見(jiàn)圖4，根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的功能設(shè)定，本系統(tǒng)采用可編程控制器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC)和工控機(jī)兩級(jí)控制的結(jié)構(gòu)。PLC負(fù)責(zé)按鈕、行程開(kāi)關(guān)和其它開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入，以及發(fā)出信號(hào)去控制接觸器、繼電器、變頻器等電氣元件，進(jìn)而控制各個(gè)電機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)控制相應(yīng)指示燈的顯示。工控機(jī)用來(lái)進(jìn)行參數(shù)的修改與設(shè)定、全自動(dòng)控制、在線(xiàn)監(jiān)視、傳送信息等工作。工控機(jī)通過(guò)串行口與PLC相連，進(jìn)行相互通信，所以工控機(jī)是通過(guò)發(fā)出命令去控制PLC的運(yùn)行以達(dá)到進(jìn)行全自動(dòng)控制的目的。在本設(shè)計(jì)中，將手動(dòng)與半自動(dòng)功能完全交給PLC去控制，而工控機(jī)只負(fù)責(zé)進(jìn)行全自動(dòng)的控制。這樣做的好處是因?yàn)镻LC的可靠性相對(duì)較高，而且手動(dòng)和半自動(dòng)的控制也較簡(jiǎn)單，也不需要編碼器等過(guò)多的信號(hào)輸入，所以整體的可靠性也較高。一旦工控機(jī)發(fā)生故障，加之工作任務(wù)緊，一時(shí)來(lái)不及修理時(shí)，可用半自動(dòng)即單點(diǎn)自動(dòng)采樣繼續(xù)工作，以解燃眉之急。在系統(tǒng)中為了測(cè)定采樣頭的位置而設(shè)置了三個(gè)光電編碼器，分別安裝在大車(chē)、小車(chē)和升降機(jī)從動(dòng)輪上引出的齒輪軸上。因?yàn)橹挥性谌詣?dòng)時(shí)才用到編碼器信號(hào)，所以將三個(gè)編碼器通過(guò)一個(gè)記數(shù)卡把位置信號(hào)直接送到工控機(jī)中，這樣不但可以充分利用高級(jí)語(yǔ)言方便和強(qiáng)大的計(jì)算和處理能力，而且比較經(jīng)濟(jì)。
5.3總體工作流程參見(jiàn)5，開(kāi)始采樣之前，系統(tǒng)應(yīng)該處于初始狀態(tài)，即大車(chē)、小車(chē)在原點(diǎn)(卸料點(diǎn))處，升降機(jī)在原點(diǎn)(最上)處，卸料斗閘門(mén)合上。
半自動(dòng)的一個(gè)循環(huán)過(guò)程設(shè)計(jì)如下升降機(jī)快降—鉆頭啟動(dòng)—升降機(jī)接觸煤面開(kāi)始慢降—到達(dá)采樣排煤深度時(shí)暫停下降進(jìn)行排煤—繼續(xù)下降一小段距離以采集所需的煤樣后停止下降—延時(shí)后快速上升—排煤延時(shí)到鉆頭停轉(zhuǎn)—回到原點(diǎn)，循環(huán)停止；全自動(dòng)時(shí)的一個(gè)循環(huán)過(guò)程設(shè)計(jì)如下大小車(chē)從原點(diǎn)出發(fā)到達(dá)第一個(gè)采樣點(diǎn)，進(jìn)行單個(gè)點(diǎn)的采樣循環(huán)(類(lèi)似于半自動(dòng)時(shí)的過(guò)程)，接著進(jìn)行第二、第三等各個(gè)點(diǎn)的采樣，全部完成后回到原點(diǎn)，結(jié)束循環(huán)；等到下一節(jié)車(chē)廂開(kāi)來(lái)之后，按一下“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕，則開(kāi)始下一個(gè)采樣循環(huán)；5.4電控系統(tǒng)主要器件的選擇本采樣機(jī)電氣系統(tǒng)主要器件包括工控機(jī)及記數(shù)卡、PLC、變頻器以及編碼器等。它們的選擇都是以在保證功能的前提下盡可能地選擇可靠性高和使用方便的產(chǎn)品為依據(jù)，具體情況如下工控機(jī)工控機(jī)選擇的是研華工控機(jī)(也稱(chēng)為工作站)，在開(kāi)發(fā)時(shí)，還可以通過(guò)轉(zhuǎn)接插頭臨時(shí)外接一個(gè)通用鍵盤(pán)以便使用。這種一體式的結(jié)構(gòu)不僅安裝使用方便，而且能經(jīng)受住現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境和較大的振動(dòng)的考驗(yàn)。它的內(nèi)部背板上有4個(gè)ISA總線(xiàn)插槽、2個(gè)PCI總線(xiàn)插槽和一個(gè)CPU插槽，可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，所以，這種型號(hào)的工控機(jī)特別適合于用于與PLC組成的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)以及監(jiān)視工業(yè)過(guò)程。
記數(shù)卡研華的工控機(jī)配置有多種型號(hào)的擴(kuò)展卡供選用。本系統(tǒng)選用研華的PCL-836型記數(shù)卡。它具有6個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器(采用INTEL 8254)，最高輸入頻率可以達(dá)到10MHZ，而且每個(gè)記數(shù)通道都具有可編程數(shù)字濾波功能，可以有效地防止現(xiàn)場(chǎng)外來(lái)高頻信號(hào)的干擾，具有較高的可靠性。
PLCPLC選用OMRON系列或西門(mén)子S7-300系列的可編程控制器。S7-300系列屬于緊湊型、模塊化的中小型PLC，它具有很強(qiáng)的計(jì)算能力和完善的指令集，以及通過(guò)MPI接口和SINEC LANs聯(lián)網(wǎng)的能力，適用于高速的過(guò)程處理需要。本系統(tǒng)所用的主機(jī)模塊是CPU314，每千條語(yǔ)句的執(zhí)行時(shí)間為0.3ms，最多可擴(kuò)展32個(gè)擴(kuò)展模塊，512個(gè)開(kāi)關(guān)量I/O，可以通過(guò)MPI轉(zhuǎn)接電纜或通訊模塊與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，再加上其全面的診斷功能和完善的自我保護(hù)技術(shù)，使其具有極高的可靠性，極其適合本系統(tǒng)的需求。除此之外，它自帶的STEP7編程軟件功能強(qiáng)大，使用方便，也使開(kāi)發(fā)過(guò)程變得簡(jiǎn)單快捷。
變頻器變頻器選用富士FRN11G9S-4型或日本三菱F2540A型變頻器，輸入電壓400V，功率比實(shí)際需要的大一些，為的是留有裕量。
6.安裝、調(diào)試與操作6.1安裝前必須對(duì)各部件按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查，轉(zhuǎn)動(dòng)部分需潤(rùn)滑部件加注適當(dāng)?shù)挠椭綕?rùn)滑油。
6.2用螺栓將方柱安裝在基礎(chǔ)上，一定要認(rèn)真對(duì)方柱上梁進(jìn)行找平。
6.3設(shè)備運(yùn)行之前，必須將接地線(xiàn)接好方可運(yùn)行，各部分電纜要排列有序、整齊。
6.4認(rèn)安裝無(wú)誤后，開(kāi)始試運(yùn)行。
6.4.1合上總電源開(kāi)關(guān)，按一下〖動(dòng)力上電〗，指示燈亮。
6.4.2確保各個(gè)熱繼電器閉合，變頻器正常，相序正確。
6.4.3開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)，按一下〖PLC輸出上電〗，相應(yīng)的指示燈亮；A.手動(dòng)操作(1)撥動(dòng)運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)到〖手動(dòng)〗，手動(dòng)燈亮；(2)進(jìn)行各種手動(dòng)操作大車(chē)左行/右行，小車(chē)前行/后行，鉆頭上升/下降/快行，閘門(mén)打開(kāi)/合上；(3)按一下〖返回原點(diǎn)〗，如果此時(shí)升降機(jī)在原位，則大小車(chē)回到卸煤點(diǎn)；(4)按一下〖到樓梯口〗，如果此時(shí)升降機(jī)在原位，小車(chē)在原點(diǎn)或在后限位處，則大車(chē)一直向右開(kāi)直到樓梯口處(大車(chē)右極限)；(5)將小車(chē)開(kāi)到原點(diǎn)或后限位，此時(shí)聯(lián)鎖取消，允許火車(chē)前進(jìn)一節(jié)車(chē)廂或允許汽車(chē)開(kāi)走。
B.半自動(dòng)操作(1)撥動(dòng)運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)到〖半自動(dòng)〗，半自動(dòng)燈亮；(2)操縱大車(chē)和小車(chē)的前后/左右運(yùn)行按鈕，到采樣點(diǎn)處；(3)按下〖循環(huán)啟動(dòng)〗，則采樣頭自動(dòng)完成一點(diǎn)的采樣循環(huán)；(4)重復(fù)2和3，直到采完所有的點(diǎn)為止；(5)將小車(chē)開(kāi)到原點(diǎn)或后限位，此時(shí)聯(lián)鎖取消；允許火車(chē)前進(jìn)一節(jié)車(chē)廂或允許汽車(chē)開(kāi)走。
C.自動(dòng)操作(1)先手動(dòng)將大車(chē)，小車(chē)及采樣頭調(diào)整到初始位置；(2)撥動(dòng)運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)到〖全自動(dòng)〗，全自動(dòng)燈亮；
(3)工控機(jī)軟件菜單中選擇〖聯(lián)機(jī)〗和〖自動(dòng)〗，確保操作無(wú)異常；(4)在控制面板上按〖循環(huán)啟動(dòng)〗，則系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行一節(jié)車(chē)廂的采樣循環(huán)(三點(diǎn)或五點(diǎn)，正?；虺闃?；(5)在工控機(jī)軟件的〖運(yùn)行〗菜單下如果選擇了〖暫?！剑瑒t當(dāng)前點(diǎn)采完之后暫時(shí)停下，按〖繼續(xù)〗則繼續(xù)接著運(yùn)行；(6)在工控機(jī)軟件的〖運(yùn)行〗菜單下如果選擇了〖抽樣〗，則從下一個(gè)循環(huán)起，開(kāi)始抽樣運(yùn)行，即采樣點(diǎn)的位置即由人工現(xiàn)場(chǎng)輸入，且其初始及結(jié)束位置在原點(diǎn)(卸料口處)；如果按下〖常規(guī)〗，則從下一個(gè)循環(huán)起，開(kāi)始常規(guī)采樣；即按照預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)采樣位置進(jìn)行采樣，且其初始及結(jié)束位置在原點(diǎn)或在左前及右后起始點(diǎn)處；(7)大小車(chē)自動(dòng)回到原點(diǎn)，采樣結(jié)束，此時(shí)聯(lián)鎖取消，允許火車(chē)前進(jìn)一節(jié)車(chē)廂或允許汽車(chē)開(kāi)走。
7.檢查與維護(hù)一).工作狀態(tài)下檢查1)工作前必須在手動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行空負(fù)荷運(yùn)行，檢查各電機(jī)動(dòng)作正常。
2)每次采樣工作完畢，必須將設(shè)備及附機(jī)清掃干凈。
3)清理磁鐵分離器所吸附的鐵質(zhì)。
二).定期維護(hù)1)檢查電動(dòng)機(jī)溫度、確定系統(tǒng)有無(wú)異常聲音。
2)定期潤(rùn)滑需潤(rùn)滑部件。
3)檢查彈性連接件、附件上有無(wú)斷裂和變形。
4)定期檢查電線(xiàn)接頭的連接情況。
5)定期檢查行程開(kāi)關(guān)有無(wú)松動(dòng)。
6)定期檢查皮帶張緊情況。
7)定期清理各部件內(nèi)部和外部污物。
8.潤(rùn)滑材料及潤(rùn)滑規(guī)則采樣機(jī)各部件需定期潤(rùn)滑，所用材料及規(guī)則見(jiàn)下表

本實(shí)用新型主要為煤質(zhì)檢驗(yàn)而設(shè)計(jì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)①不需在地面上架軌道，采用固定式，大車(chē)軌道架在龍門(mén)在面，采用行車(chē)結(jié)構(gòu)。
②行車(chē)總長(zhǎng)24米，即使車(chē)廂停靠不很準(zhǔn)，(車(chē)廂長(zhǎng)12.5米)也完全能到達(dá)任意點(diǎn)進(jìn)行采樣。高精度定位系統(tǒng)能將位置誤差控制在3mm以?xún)?nèi)(含3mm)。
③上升、下降電機(jī)采用進(jìn)口最先進(jìn)的變頻器控制，任意速度可調(diào)。
④可編程控制器采用進(jìn)口最先進(jìn)設(shè)備，有極高可靠性。
⑤采用螺旋鉆頭，有較強(qiáng)破冰能力，能達(dá)到任意濃度。高精度取樣系統(tǒng)能將取樣位置誤差控制在5mm以?xún)?nèi)(含5mm)。采樣頭過(guò)載保護(hù)功能。萬(wàn)一采樣器遇石頭等，采樣器能自動(dòng)保護(hù)另?yè)Q位置。
⑥全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)均能實(shí)現(xiàn)，單件控制元件萬(wàn)一出故障，都有備用切換功能可代替。
⑦整個(gè)采制樣過(guò)程采用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)在線(xiàn)顯示，動(dòng)畫(huà)監(jiān)測(cè)探頭的整個(gè)行程位置，及時(shí)反饋有關(guān)信息。
⑧自動(dòng)存儲(chǔ)記憶采樣過(guò)程的一切數(shù)據(jù)，如采樣深度、煤種、坐標(biāo)等，操作人員無(wú)法修改，可有效防止作假現(xiàn)象。
⑨立式環(huán)錘復(fù)合破碎方式，有效地解決了堵煤現(xiàn)象，提高了對(duì)原煤水分的適應(yīng)性。并將破碎縮分有機(jī)的聯(lián)成一體，及時(shí)完成煤樣縮分?？s分完畢后棄煤通過(guò)卸料口自動(dòng)送回車(chē)廂，無(wú)污染。
大車(chē)、小車(chē)、采樣頭裝置的行程采用軟、硬兩套限位保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置，包括一結(jié)構(gòu)為龍門(mén)式并可行走的大車(chē)[1]大車(chē)[1]由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪，橫梁上有小車(chē)運(yùn)行的軌道和走臺(tái)，大車(chē)車(chē)輪上安裝有一個(gè)對(duì)大車(chē)行走時(shí)縱向行程進(jìn)行計(jì)數(shù)的光電編碼器，在大車(chē)下面，吊裝行走平臺(tái)，平臺(tái)一端是上下通道，另一端有一操作控制室，操作控制室裝有工控機(jī)、PLC、控制臺(tái)等；一在大車(chē)橫梁上的軌道行走的小車(chē)[2]小車(chē)[2]為箱形框架結(jié)構(gòu)，主要由主動(dòng)車(chē)輪、被動(dòng)車(chē)輪、小車(chē)的運(yùn)行的齒輪減速電機(jī)、電磁制動(dòng)器等組成；還設(shè)置有用于測(cè)量小車(chē)橫向運(yùn)動(dòng)的行程的光電編碼器；為大車(chē)[1]和小車(chē)[2]設(shè)置的皮帶輸送裝置皮帶輸送裝置包括皮帶機(jī)、皮帶機(jī)支撐、電機(jī)、減速機(jī)、接料漏斗、除鐵器和螺旋輸送機(jī)等；螺旋輸送機(jī)包括電機(jī)、減速機(jī)、螺旋桿、套筒、接料漏斗等組成；防止集料管粘煤堵塞的吹掃裝置吹掃裝置包括額定壓力為1MPa壓力源的空氣壓縮機(jī)、輸氣軟管和控制吹掃開(kāi)啟/停止的電磁氣閥等組成；為裝置設(shè)置的電氣控制系統(tǒng)所述電氣控制系統(tǒng)由操作控制室電氣、大車(chē)走臺(tái)電氣、大小車(chē)接線(xiàn)箱、各路傳感器及連接導(dǎo)線(xiàn)組成；所述操作室電氣包括控制臺(tái)、凸輪控制器、微機(jī)柜、變頻器和PLC柜、操作室接線(xiàn)柜；其特征在于還包括有一煤樣采制樣器[3]；煤樣采制樣器[3]包括一腔體內(nèi)帶有軌道[307]并垂直安置的支架[301]支架[301]的腔體內(nèi)有支撐角鋼[314]，并安裝有鏈輪[306]和鏈輪組[307]，鏈輪組[306]上固定有在支架內(nèi)的軌道上、下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)[302]，旋轉(zhuǎn)電機(jī)[302]通過(guò)減速器與聯(lián)軸器[303]相連，聯(lián)軸器[303]兩端設(shè)置有滾輪組[304]，聯(lián)軸器[303]上連接有帶有集料容器[315]的連接套管[313]，集料容器[315]底端設(shè)置有鉆頭[305]；支架[301]內(nèi)的另一端留有一開(kāi)口，支架[301]內(nèi)的一邊設(shè)置有一集料斗[309]，集料斗[309]的出口設(shè)置在開(kāi)口上，集料斗[309]的卸料閘門(mén)[311]設(shè)置在集料斗[309]旁邊的支架[301]上，閘門(mén)[311]與閘門(mén)電機(jī)[310]連通；支架[301]內(nèi)還有限制連接套管[313]擺動(dòng)的導(dǎo)向輪[308]；支架[301]的底端還設(shè)置有煤面計(jì)數(shù)器[312]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置，其特征在于所述連接套管[313]上開(kāi)有卸料口，卸料口之下為右旋葉片，之上為左旋葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置，其特征在于所述鏈輪組[307]為閉環(huán)系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種入場(chǎng)煤機(jī)械化采制樣裝置,由大車(chē)、小車(chē)、采樣器、等組成,是一個(gè)能進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)的裝置,大車(chē)軌道置于支架之上,可以沿著火車(chē)/汽車(chē)縱向移動(dòng),小車(chē)置于大車(chē)之上,可沿著火車(chē)/汽車(chē)橫向移動(dòng),由于采用螺旋垂直輸送物料原理設(shè)計(jì)的螺旋鉆取式的采制樣器,能用于煤面下較大深度及全斷面采樣,采樣鉆頭對(duì)大煤塊有破碎作用,并能適應(yīng)冬季凍煤。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊,自動(dòng)化程度高,性能可靠,操作安全,可淘汰目前普遍使用的人工采樣,排除人為因素,增加采樣過(guò)程的透明度及可信度,可廣泛用于燃煤電廠(chǎng)、用煤?jiǎn)挝缓兔禾拷灰资袌?chǎng)等用煤場(chǎng)所。
文檔編號(hào)G01N1/04GK2505827SQ01265900
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月23日
發(fā)明者譚厚章, 陳興利, 牛亞平, 查加智, 王立礎(chǔ), 饒懷宇 申請(qǐng)人:譚厚章