[发明专利]一种施工立井吊盘稳车运行故障监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳车运行故障监测系统及方法，特别是一种施工立井吊盘稳车运行故障监测系统及方法。

背景技术

施工立井吊盘稳车的控制主要通过人工手动调整稳绳实现吊盘的上升和下放，工作效率低，且极易发生事故，目前已有基于PLC控制器的自动调平控制装置实现了吊盘的自动调平控制，但没有对设备进行实时监控，实际使用效果不佳，制约了设备的稳定性和可靠性，给安全生产留下了隐患，限制了其大范围的使用和推广。

发明内容

本发明的目的是要提供一种施工立井吊盘稳车运行故障监测系统及方法，解决吊盘上升和下放过程吊盘易发生卡盘、倾斜，稳绳张力过大的问题，完成施工立井吊盘稳车的自动控制及其运行参数和状态的实时监测，实现施工立井吊盘稳车系统运行的自动化，智能化、可视化、和人性化。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该故障监测系统，包括设在吊盘上的第一感知单元和第一信号处理采集单元，设在天轮主轴、天轮底座上的第二感知单元和第二信号处理采集单元，设在施工井壁上的无线信号传输系统以及设在控制房的PLC集控中心；

所述第一感知单元由吊盘位姿感知单元构成，所述的吊盘位姿感知单元包括三轴倾角传感器，三轴倾角传感器布置在吊盘上，吊盘工作时用于检测吊盘的姿态角；

所述第二感知单元由吊盘稳车速度感知单元和稳绳张力感知单元以及无线信号强度检测器三部分构成，其中所述的吊盘稳车速度感知单元包括轴编码器；所述的稳绳张力感知单元包括压力传感器；轴编码器有四个，分别通过联轴器布置在四个主天轮的主轴上，用于测定稳绳的速度；压力传感器有八个，分别对称置于四个主天轮的底座上，用于测稳绳的张力；无线信号强度检测器置于井筒口用于检测无线信号的强弱；

所述的第一信号处理采集单元和二信号处理采集单元均包括信号处理采集器；所述的信号处理采集器和无线传输模块连接，分别用以将吊盘姿态信号和稳绳张力信号送入控制房的PLC集控中心；

所述的无线信号传输系统包括多个无线mesh节点和无线mesh网络控制器；其中无线mesh节点在井壁上等间距布置；无线mesh网络控制器用于控制无线mesh网络节点间通信的快速切换；

所述的PLC集控中心包括主控制PLC可编程控制器、无线传输模块、人机交互设备、声光报警电路和数据存储设备；其中无线传输模块与无线信号传输系统配套，能自动融入通信网络，并与主控制PLC可编程控制器连接，主控制PLC可编程控制器还分别与人机交互设备、声光报警电路、数据存储设备连接。

一种使用施工立井吊盘稳车运行故障监测系统的方法，包括如下步骤：

(1)、施工立井吊盘稳车开始运行时，故障监控系统初始化，载入预先设定的故障检测指标和阀值；

(2)、施工立井吊盘稳车运行故障监测系统运行时，设在吊盘上的第一感知单元，设在天轮主轴、天轮底座上的第二感知单元，设在井筒口的无线信号强度检测器，设在施工井壁上的无线信号传输系统以及设在控制房的PLC集控中心开启，对设备进行监测，信号处理采集器对信号进行采集；

(3)、信号处理采集器采集到信号后，进行预处理，经过无线传输系统传递到主控计算机，主控计算机对信号进行分析做出判断，将结果和相应的数据通过共享变量传输给主控制PLC可编程控制器；

(4)、主控制PLC可编程控制器对接收到的判断结果和信号进行响应，对施工立井吊盘稳车运行状态进行控制；若确定有故障发生，则一方面控制声光报警电路进行报警，另一方面分析故障发生点及其原因等信息，通过主控计算机上的上位机显示故障信息提供给现场工程人员查看，同时存储在数据存储设备中，并依照预先内置的故障处理算法，控制施工立井吊盘稳车做出相应的动作，以避免发生卡盘，断绳等恶性事故；若无故障发生，主控制PLC可编程控制器根据工作机的运行状态，通过施工立井吊盘稳车控制系统实时的调整各个稳绳的收放速度，以保证吊盘稳定运行；同时设备运行状态通过主控计算机提供给现场工程人员查看；

(5)、无线信号强度检测器检测到信号强度低于故障设定阀值时触发声光电路发出警报；若无线信号强度高于故障设定值阀值时检测器正常工作。