专利名称：一种客运索道集散控制监视系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种客运索道集散控制监视系统，属于自动化控制技术领域。
背景技术：
国内客运索道控制技术还处于起步阶段，特别是在大型索道的控制系统的开发研究上还是空白，这和其他行业新理论、新技术的不断应用相比明显滞后，也同我国现代化建设飞速发展的局面极不适应。由于客运索道运行安全直接关系到人的安危，国务院第373号令将索道列为重点监察的七大特种设备之一，因此客运索道的先进控制技术必将得到广泛的应用。索道作为特种设备，安全是客运索道的生命。加强安全监督管理，保障客运索道安全运营一直是各级政府和索道运营企业坚持不懈的责任和目标。而实现安全运行的关键还得靠控制和监视技术来保障，以减少人为因素带来的操作失误和安全隐患。现有国内索道控制基本为继电器和PLC控制，受其功能的限制，给设备运行状况的监控和故障发生后的原因分析带来的很大的难度，更难以实现设备运行故障的预知性。
实用新型内容本实用新型为解决上述技术问题，提供一种客运索道集散控制监视系统，它采用工业控制计算机为主控制和管理单元，与PLC进行通讯实现变量的检测与控制；CAN总线实现信息的快速传递，以达到客运索道安全、高效和可视操作的目的。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。一种客运索道集散控制监视系统，包括工控机、PLC、电气参数检测装置、液压站参数检测装置、脱索检测装置和吊厢位置检测装置；所述电气参数检测装置、液压站参数检测装置、脱索检测装置、吊厢位置检测装置分别与PLC连接，PLC与工控机通信；所述电气参数检测装置为送变器，液压站参数检测装置包括指针式压力表和在原取压口增加的压力传感器，脱索检测装置为支架上的U型针，吊厢位置检测装置包括在每一个吊厢的吊臂上固定的识别号唯一的射频卡、在索道站台的出口处安装的读卡器；所述工控机与显示器、存储装置连接，工控机还分别与PLC和变频器的RS485挂接；客运索道集散控制监视系统还包括索道支架脱索回路，所述索道支架脱索回路包括U型针、CAN总线基站、CAN总线主站和PLC ；CAN总线基站安装于支架上，用于发送当前支架绳索状态，每个CAN总线基站都有唯一固定的地址，CAN总线主站位于控制室内，用于接收CAN总线基站的发射信息；CAN总线主站与PLC通信。本实用新型的原理为:1、本实用新型是基于工业控制计算机的索道控制系统。客运索道设备主要包括支架、托压索轮、钢丝绳、吊篮或吊厢、主动轮、迂回轮、紧急闸、工作闸、液压站、电气控制系统等。机械设备和电气系统的稳定可靠运行是保证客运索道运行安全的基础。系统可以包括工控机、输出控制、电气控制系统参数检测、液压站参数检测、托压索轮检测、钢丝绳检测、脱索检测、闸到位检测、吊厢位置检测等部分。电气参数检测部分实现对供电的三相电压、电流、异步电机电流、PLC工作状态、变频器工作状态等进行检测。其中电压、电流采样选用变送器直接输出0-5v的直流电压信号。PLC和变频器都带有RS485接口，通过编程或设定直接可以将相关参数通过接口与工控机挂接。液压站是为钢丝绳张紧系统和紧急闸提供合适的压力。国产索道设备液压系统采用的是指针式现场指示压力表，在保留现场压力表的基础上，在原取压口增加三通并加装能输出4-20mA信号的压力传感器,实现压力信号的远传。脱索是一种故障状态，指钢丝绳从起导向和支撑作用的托索轮上脱落。每个支架都有一组脱索检测装置(通常称作U型针)，由于制作U型针的材料是很脆的刚性导电材料，当钢丝绳从托索轮脱落时瞬间冲击会将U型针折断从而使信号回路开路，工控机就能识别出相应支架的脱索状态，并紧急停车。对吊厢位置检测的目的主要是考虑当客运索道运行过程中出现故障而不能继续运转时，管理人员能够根据每个吊厢在复杂的索道线路中所处的位置、离地面高度等信息，快速、合理地制定乘客施救方案。本系统的位置检测方法是采用射频卡(RFID)技术。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油溃、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码。在每一个吊厢的吊臂上都固定有识别号唯一的射频卡，在索道站台的出口处安装读卡器。当吊厢离开站台时读卡器读出射频卡信息并通过RS232传送给工控机，根据吊厢号、吊厢间距、运行速度和已存储的索道线路地形数据计算出每个吊厢的位置、高度，并可以通过计算机显示器直观的显示模拟图形和数据。工业控制计算机对索道运行的主要参数和故障信息进行存储，支架脱索状况、运行速度、液压站压力、闸到位等信息在显示器上显示并存于计算机硬盘之中，便于索道司机监视运行状况和事故发生后的数据分析。2、本实用新型还可以建立客运索道安全管理与监察数据库。数据库主要用于记录索道安全运行的一些关键信息，便于管理上的统计，以及为紧急救援时提供必要的资料支持。本数据库的设计不求大而全，只求少而精，并考虑为后续开发留有余地。现在的数据库系统很多，诸如Visual FoxPro> SQL、Oracle、DB2、SYBASE、Access等等。本项目选择Access,基于以下理由:①易于获得的数据库系统。Access作为微软Office系列办公软件的套件之一，只要计算机安装了 Office系列，默认状态下已安装了 Access数据库系统。②方便和Word、Excel等办公软件交换数据。③可以做到边开发边使用。Access是一款桌面型的数据库软件，它即可以前台处理(即用户直接在数据表中操作)，也可以后台处理(通过命令、程序代码对数据库进行操作)。④可以建立庞大的数据库,存储海量的数据。Microsoft Access数据库(.mdb)的文件大小可以达到2G，表的字段项目可以达到255个。[0022]⑤为后续开发留有广泛的空间。Access生成的数据库文件是.mdb格式，这种格式可不做任何改动的被Visual Basic> Visual C>Borland Delph1、ASP等计算机高级语言直
接调用。作为一种关系型数据库管理系统，Access是信息管理系统的理想开发环境，既能作为独立的数据库管理系统使用，也可以产生结构化查询语言(SQL)这样的服务程序，具有界面友好，易学易用，研发简单，接口灵活等特点。3、本实用新型利用CAN总线实现索道支架安全信息的采集。CAN总线的拓扑结构是一个典型的串行总线的结构形式。CAN总线中一个节点发送信息，多个节点接收信息，采用的是广播式的存取工作方式。在CAN总线协议中是通过一种非破坏性的仲裁方式来实现冲突检测。当总线出现发送冲突时，通过仲裁后，原发送信息不会受到任何影响。所有的仲裁判别都不会破坏优先级高的报文信息内容，也不会对其发送，产生任何的时延。这种仲裁规则可以使信息和时间均无损失。报文的优先级结合在仲裁场11位标识符ID中,若具有相同标识符ID的一个数据帧和一个远程帧同时初始化，数据帧优先于远程帧。为了实现仲裁，CAN总线协议定义两种逻辑状态一“显性位”和“隐性位”。“显性位” 一定会在和“隐性位”的判别过程中获胜，也就是报文标识符的值越小，其优先级就越高。CAN总线是按位进行仲裁。当节点向总线发送信息同时，也在读取总线的电平。如果发送的电平与读取的电平相同，则继续发送下一位，若在某一时刻发送一个“隐性位”，但是读取回来的却是“显性位”则停止发送，退出竞争。余下的节点继续重复上述过程，直到总线上只剩下一个节点发送的电平为止。而在冲突中被仲裁掉的节点，待下一个总线空闲期再次尝试发送索道支架脱索回路的构成及总线应用。传统的索道支架脱索回路由U型针、继电器及PLC构成。U型针为脆性呈字母“U”形状的钢针，安装与支架托索轮组的上方，当索道在运行过程中发生脱索时，绳索会打断U型针，回路断开，控制室中的继电器掉电，控制信号进入PLC，PLC发出报警并立刻停止索道运行。 采用CAN总线的索道支架脱索回路由U型针、CAN总线基站、CAN总线主站，PLC构成。CAN总线基站安装与支架上，用于发射当前支架绳索状态，每个基站都有唯一固定的地址，根据支架号编为1、2…N。CAN总线主站位于控制室内，用于接收基站的发射信息。基站会按规定的数据格式不停的发送当前基站对应的绳索状态，一旦支架发生脱索，主站将检测到数据变化，并将数据通过RS485接口送于PLC内，PLC发出报警立刻停止索道运行，并根据基站地址标识出当前是几号支架发生脱索。本实用新型的有益效果:以工业控制计算机为主控单元，PLC作为数据采集和执行机构实现客运索道运行参数设定、运行参数显示、故障信息显示与存储以及索道运行的动态监视。索道支架脱索回路采用CAN总线设计，除24VDC电源线外，只需两根通讯线，就可取代一个支架一根线的传统方式，大大减轻了通讯线铺设的难度和费用。采用射频卡(RFID)技术对吊厢位置进行检测，使管理人员能够根据每个吊厢在复杂的索道线路中所处的位置、离地面高度等信息，快速、合理地制定乘客施救方案。
[0030]图1为本实用新型的控制系统整体构成图。图2为本实用新型的CAN总线拓扑结构图。其中，1、工控机；2、PLC ;3、电气参数检测装置；4、液压站参数检测装置；5、脱索检测装置；6、吊厢位置检测装置；7、显示器；8、存储装置；9、变频器；10、CAN总线基站；11、CAN总线主站。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。一种客运索道集散控制监视系统，包括工控机1、PLC2、电气参数检测装置3、液压站参数检测装置4、脱索检测装置5和吊厢位置检测装置6 ;所述电气参数检测装置3、液压站参数检测装置4、脱索检测装置5、吊厢位置检测装置6分别与PLC2连接，PLC2与工控机I通信；所述电气参数检测装置3为送变器，液压站参数检测装置4包括指针式压力表和在原取压口增加的压力传感器，脱索检测装置5为支架上的U型针，吊厢位置检测装置6包括在每一个吊厢的吊臂上固定的识别号唯一的射频卡、在索道站台的出口处安装的读卡器；所述工控机I与显示器7、存储装置8连接，工控机I还分别与PLC2和变频器9的RS485挂接。客运索道集散控制监视系统还包括索道支架脱索回路，所述索道支架脱索回路包括U型针、CAN总线基站10、CAN总线主站11和PLC2 ；CAN总线基站10安装于支架上，用于发送当前支架绳索状态，每个CAN总线基站10都有唯一固定的地址，CAN总线主站11位于控制室内，用于接收CAN总线基站10的发射信息；CAN总线主站11与PLC2通信。上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
权利要求1.一种客运索道集散控制监视系统，其特征是，包括工控机、PLC、电气参数检测装置、液压站参数检测装置、脱索检测装置和吊厢位置检测装置；所述电气参数检测装置、液压站参数检测装置、脱索检测装置、吊厢位置检测装置分别与PLC连接，PLC与工控机通信；所述电气参数检测装置为送变器，液压站参数检测装置包括指针式压力表和在原取压口增加的压力传感器，脱索检测装置为支架上的U型针，吊厢位置检测装置包括在每一个吊厢的吊臂上固定的识别号唯一的射频卡、在索道站台的出口处安装的读卡器；所述工控机与显示器、存储装置连接，工控机还分别与PLC和变频器的RS485挂接；客运索道集散控制监视系统还包括索道支架脱索回路，所述索道支架脱索回路包括U型针、CAN总线基站、CAN总线主站和PLC ；CAN总线基站安装于支架上，用于发送当前支架绳索状态，每个CAN总线基站都有唯一固定的地址，CAN总线主站位于控制室内，用于接收CAN总线基站的发射信息；CAN总线主站与PLC通信。
专利摘要本实用新型公开了一种客运索道集散控制监视系统，包括工控机、PLC、电气参数检测装置、液压站参数检测装置、脱索检测装置和吊厢位置检测装置。本实用新型以工业控制计算机为主控单元，PLC作为数据采集和执行机构实现客运索道运行参数设定、运行参数显示、故障信息显示与存储以及索道运行的动态监视。索道支架脱索回路采用CAN总线设计，除24VDC电源线外，只需两根通讯线，就可取代一个支架一根线的传统方式，大大减轻了通讯线铺设的难度和费用。采用射频卡技术对吊厢位置进行检测，使管理人员能够根据每个吊厢在复杂的索道线路中所处的位置、离地面高度等信息，快速、合理地制定乘客施救方案。
文档编号G05B19/418GK203054585SQ20132008122
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月21日 优先权日2013年2月21日
发明者张顺海, 赵义强, 张磊, 刘正堂, 刘昆, 殷艳华, 高洪凤, 赵庆柱 申请人:山东省科学院自动化研究所