专利名称：一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用于冶炼行业中的辅助生产设备制造技术领域，具体地说，涉及一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置。
技术背景·在冶金行业中的辅助生产设备技术领域，特别是涉及到冶金工厂有诸多沿轨道直线运行的设备，如用于胶带机卸料的卸料机、高炉水渣料仓抛料小车、中小型高炉采用卷扬上料的料车等。在正常生产过程中，上述抛料小车或上料的料车沿两根平行轨道运行；上述小车在实际运行中，经常发生故障，故障发生时，设备脱离轨道，故障发生后，若驱动、控制系统不能检测出这种故障，紧急采取停止设备运行的措施，将造成设备颠覆，引发事故，严重影响系统运行的安全性，影响工厂的正常生产。例如，高炉卷扬上料的料车在运行过程中，采用卡尔箱接点、接近开关保护的系统不能有效地检测到料车运行途中脱轨故障，采用编码器保护的系统，如果编码器接手打滑或故障，不能准确描述料车位置时，极易引发料车冲顶事故。现实中，采用卷扬上料的中小型高炉经常发生该类事故。例如，高炉水渣料仓抛料小车运行过程中，受到胶带机拉力影响，抛料小车会向某个方向倾斜，导致运行的设备和用于运行极限位置保护的接近开关或行程开关之间产生较大的距离，位置检测元件不能有效地描述设备的动作位置，进而造成抛料小车运行脱轨事故；在抛料下车卸料中，卸料侧的物料(例如水渣)会不断增高，如不能及时移动抛料小车到下一个料仓，继续卸下的物料将在抛料小车单侧累积，造成抛料小车向另一侧倾斜，最终将造成抛料小车倾覆事故。现有技术中，尚没有这类系统的运行位置检测仪表，也没有较为安全的自动化装置投运，采用卡尔箱接点、接近开关保护的系统、编码器保护系统均存在如下技术问题I、现有技术中的监控设备不能有效地检测到料车运行途中脱轨故障，无法实现实时监测，不能准确描述料车位置时，极易引发料车冲顶事故，并且引发事故后，无法自动关停;2、现有技术中用于运行极限位置保护的接近开关或行程开关之间有较大的距离，位置检测元件不能有效地描述设备的动作位置，进而造成抛料小车运行脱轨事故；3、现有技术中，发生上述事故后，无法关停相关运行设备，将造成设备颠覆，严重影响系统运行的安全性，影响工厂的正常生产。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，现有技术中的监控设备不能有效地检测到料车运行途中脱轨故障，无法实现实时监测，极易引发料车冲顶事故；位置检测元件不能有效地描述设备的动作位置，进而造成抛料小车运行脱轨事故；发生上述事故后，无法关停相关运行设备，将造成设备颠覆，严重影响系统运行的安全性等技术问题，而提供了一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置。本实用新型所提供的技术方案是，一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，所述监控装置包括位置检测仪表和自动化装置组成，所述位置检测仪表与所述自动化装置相连，所述位置检测仪表由安装在轨道上的激光发射器和激光接收器构成。所述自动化装置包括识别模块、处理�？椤⒖刂频缏纺？�、控制程序�？椋鍪侗鹉？�、处理�？�、控制电路�？�、控制程序�？榈饶？槟诓可栌形⒋砥�。所述自动化装置与系统报警设备相连。所述自动化装置与系统停机电路设备相连。所述激光发射器包括激光发送电路，所述激光发射器的波长为600nm-650nm的激光发射管发射点状的红色激光束。所述激光发射器功率为120mW，有效距离IOOm以内，所述激光发射器发送点状光斑，连续线状光束，IOOm处光斑大小< $ IOOmm ;或激光发射器功率为50mW，有效距离IOm以内。所述激光接收器包括激光接受检测部件和激光接收电路，所述激光接受检测部件为硅光敏二极管或紫光电池。所述激光发射器和接收器分别安装在沿轨道运行设备的轨道两端，形成一条激光束构成的监控线。所述位置检测仪表安装在轨道某一端头，用作移动设备的限位装置。所述监控设备具有发射激光的电路接受自动化装置控制，能够停止、发送脉冲激光束或连续激光束；激光接受器和发射器同步接受自动化装置控制，组成成对的位置检测仪表，自动化装置根据激光发射器控制输出形式，检测激光接收器收到信号的有效性；带有8对激光发射和接受电路的接口，具有微处理器和对应的电路，能够和运行设备信号进行接口 ；控制程序�？楦莶煌τ靡蟮脑ぶ撇问远卸�、输出报警或停机信号。采用本实用新型所提供的技术方案，一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置， 本实用新型所提供的技术方案是一种远距离、直线型位置监控方法和技术，将有效地解决沿轨道直线运行设备的可能的脱轨、倾覆事故，也可以用作运行超出极限位置预警、停机等安全保护。同时还具有如下效果和效益I)提供的报警信号可作为操作维护人员的监控措施之一，通过及早发现存在的隐患和介入处理，避免了事故的发生；2)提供的停机信号可连锁到设备运行回路，保证了故障的进一步扩大形成大事故；3)极大地减少了设备运行的重大事故，减少了设备损坏的损失，为生产过程连续运行提供了一种保障。4)避免了卷扬料车倾覆或冲顶，保证高炉连续生产，将有较大的经济效益。
结合附图，对本实用新型作进一步的说明图I为本实用新型结构示意图；其中，I为激光发射器；2为激光接收器；3为自动化装置；4为运行连锁信号；5为输入接口 ；6为输出接口 ；7为报警输出；8为停机输出。
具体实施方式
如图I所示，一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，所述监控装置包括位置检测仪表和自动化装置3组成，所述位置检测仪表与所述自动化装置3相连，所述位置检测仪表由安装在轨道上的激光发射器I和激光接收器2构成。所述自动化装置3包括识别�？�、处理�？�、控制电路�？�、控制程序�？椋鍪侗鹉？�、处理模块、控制电路�？�、控制程序模块等�？槟诓可栌形⒋砥�。所述自动化装置3与系统报警设备相连。所述自动化装置3与系统停机电路设备相连。所述自动化装置3控制激光发射器I发射激光束；所述激光接收器2接收和感应激光束，并与所述自动化装置3相连，运行连锁信号4通过输入接口 5与所述自动化装置3连接，所述自动化装置3包括微处理器及智能化程序，所述自动化装置3通过输出接口 6与报警输出7连接，同时，所述自动化装置3也通过输出接口 6与停 机输出8连接。 本实用新型主要技术方案是采用设计的专用激光发送、接受电路作为位置检测仪表，采用微处理器设计的识别、处理、控制电路、控制程序组成位置检测控制的自动化装置3。主要包括如下技术要点I)采用波长为600nm-650nm的激光发射管发射点状的红色激光束，设计功率120mW(有效距离100m，或设计功率50mW，有效距离IOm)，点状光斑，连续线状光束，IOOm处光斑大小< 100mm,固定聚焦，简称激光发射器I。2)采用硅光敏二极管接受传感器作为激光接受检测部件，并设计相关的激光接受电路；也可以采用光电池(特别是紫光电池)作为激光接受检测部件，并设计相关的激光接受电路，简称接收器。3)上述I)和2)组成一对位置检测仪表，激光发射器I和接收器分别安装在沿轨道运行设备的轨道两端，形成一条激光束构成的监控线。作为监视设备移动过程中超出规定界限(倾斜或脱轨)的检测仪表，激光发射器I和接受器信号均输入到自动化装置3，一旦设备超过预先确定的界限，将阻挡激光束到达接受器，并且被自动化装置3检出。4)上述I)和2)组成一对位置检测仪表也可以安装在轨道某一端头，用作移动设备的限位装置。5)根据不同的应用环境要求，可以设置、安装多个监控线，例如上、下、左、右侧的监控线；6)根据运行安全控制的要求，可以设置、安装多种不同功能要求的监控线，例如轨道移位监控线、报警监控线、停机监控线等。7)自动化装置3具有如下技术特征 发射激光的电路接受自动化装置3控制，有停止、发送脉冲激光束或连续激光束的能力； 激光接受器和发射器同步接受控制，组成成对的位置检测仪表，自动化装置3根据发送器控制输出形式，检测接收器收到信号的有效性； 带有8对激光发射和接受电路的接口，具有微处理器及相关的电路，有和运行设备信号的接口能力；[0040]控制程序带有智能化功能，可根据不同应用要求的预制参数，可自动判定、输出报警或停机信号。图I描述了实用新型装置的组成原理，由8个激光发射器I和8对激光接受器、运行连锁信号4输入、输入接口 5、输出接口 6、报警输出7和停机输出8、微处理器及智能化程序组成。激光发射器I和接受器组成成对的电路、并受控于微处理器，微处理器接受输入接口 5信号、控制激光发射并检测激光接收器2输入，根据智能化程序根据用户预制参数，判定、输出报警或停机信号的输出。智能化程序将根据不同的应用要求设计。本实用新型将能够应用于胶带机卸料的卸料机、高炉水渣料仓抛料小车、中小型高炉采用卷扬上料的料车等，也可作为安全保护系统安装到其他各种沿轨道直线运行的设备。以中小型高炉采用卷扬上料的料车保护应用举例，本实用新型装置的一种应用安装如下图2。 图2中，卷扬小车沿U方向运行，e和f、g和h、组成两对激光发送、接受装置，作为卷扬料车运行的界限报警检测和j、k和I、组成两对激光发送、接受装置，作为卷扬料车运行的界限停车检测；&和b组成一对激光发送、接受装置，作为卷扬料车运行的卸料位置检测；c和d组成一对激光发送、接受装置，作为卷扬料车运行的极限位置检测。卷扬料车运行及相关的状态信号传送到本实用新型的装置，用于向该自动化装置3提供输入状态连锁，说明料车的有效位置。控制程序将根据料车输入信号分别控制e、g、i、k、a、c激光发射器I的发射，同时接受来自于；1^、」、11、1、13、(1激光接收器2的输入。控制程序将根据输入的状态和接受的状态自动判定界限报警信号产生的频次及可能发生的料车运行故障，并根据用户预制的运行控制参数，决定是否输出有效的超限位报警信号；若料车阻断设置的停车线，将输出料车超界限停止信号。同样，料车运行如果阻断由c、d组成的运行极限位置信号，自动化装置3将输出超界限停止信号，以防止料车冲顶事故的发生。本实用新型将可以根据不同的环境要求和运行控制要求，提供多种安装、运行模式。由于采用了设备运行和激光发送连锁，采用了脉冲发送控制，有效地提高了装置的运行寿命；由于激光具有较强的穿透力，特别适用于干扰较大、环境较为恶劣的工业现�。咕哂懈呖煽啃缘忍氐恪�
权利要求1.一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述监控装置包括位置检测仪表和自动化装置(3)组成，所述位置检测仪表与所述自动化装置(3)相连，所述位置检测仪表由安装在轨道上的激光发射器(I)和激光接收器(2)构成。
2.根据权利要求I所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述自动化装置(3)包括识别�？�、处理�？�、控制电路模块、控制程序模块，所述识别�？椤⒋砟？�、控制电路�？�、控制程序�？榈饶？槟诓可栌形⒋砥�。
3.根据权利要求I或2所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在干，所述自动化装置(3)与系统报警设备相连。
4.根据权利要求3所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在干，所述自动化装置(3)与系统停机电路设备相连。
5.根据权利要求4所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述激光发射器(I)包括激光发送电路，所述激光发射器(I)的波长为600nm-650nm的激光发射管发射点状的红色激光束。
6.根据权利要求5所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述激光发射器(I)功率为120mW，有效距离IOOm以内，所述激光发射器(I)发送点状光斑，连续线状光束，IOOm处光斑大小< (^b 100mm;或激光发射器(I)功率为50mW，有效距离IOm以内。
7.根据权利要求6所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述激光接收器(2)包括激光接受检测部件和激光接收电路，所述激光接受检测部件为硅光敏ニ极管或紫光电池。
8.根据权利要求7所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述激光发射器(I)和接收器分别安装在沿轨道运行设备的轨道两端，形成一条激光束构成的监控线。
9.根据权利要求7所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述位置检测仪表安装在轨道某一端头，用作移动设备的限位装置。
10.根据权利要求9所述的ー种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，其特征在于，所述监控设备具有 发射激光的电路接受自动化装置(3)控制，能够停止、发送脉冲激光束或连续激光束； 激光接受器和发射器同步接受自动化装置(3)控制，组成成对的位置检测仪表，自动化装置(3)根据激光发射器(I)控制输出形式，检测激光接收器(2)收到信号的有效性； 带有(8)对激光发射和接受电路的接ロ，具有微处理器和对应的电路，能够和运行设备信号进行接ロ ； 控制程序�？楦莶煌τ靡蟮脑ぶ茀⑹远卸�、输出报警或停机信号。
专利摘要本实用新型公开了一种用于沿轨道直线运行设备的监控装置，所述监控装置包括位置检测仪表和自动化装置组成，所述位置检测仪表与所述自动化装置相连，所述位置检测仪表由安装在轨道上的激光发射器和激光接收器构成。本实用新型所提供的技术方案是一种远距离、直线型位置监控方法和技术，将有效地解决沿轨道直线运行设备的可能的脱轨、倾覆事故，也可以用作运行超出极限位置预警、停机等安全保护。
文档编号G01B11/00GK202582484SQ201220133178
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者钱亚平, 卢鸣 申请人:马钢(集团)控股有限公司, 马鞍山钢铁股份有限公司
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