CN103979374B - 矿井提升机棒形深度指示仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了矿井提升机棒形深度指示仪，能对提升机***达到比较直观的监控和指示，其指示的高度范围为0-100％，是适应于任何深度和任何形式矿井的设备仪器。棒形深度指示仪采用柱形LED灯显示，利用频率分配芯片进行柱形LED灯的片选，驱动芯片通过判断给定的信号大小进行驱动位选，最终实现棒形深度指示的高度变化。本发明其采用棒形连续显示的方式，因而不会因为某个LED显示损坏而导致的矿井提升机高度无法显示问题，本发明抗干扰性强，在复杂的提升机电控现场不会因为外界干扰而发生故障，给定输入简单灵活。

Description

矿井提升机棒形深度指示仪
技术领域
本发明涉及到一种深度指示仪，尤其是涉及矿井提升机棒形深度指示仪，属于提升机数字电气控制技术领域。
背景技术
在目前国内的矿山提升机***中，从金属矿山到非金属矿山，从斜井到竖井，为了更好地观测矿井提升机在运行过程中其在地面以下的位置，在矿山***中，都需要安装对矿井提升机的高度指示设备。
目前的许多矿井提升机的显示只是数字显示，不能直观的体现提升机位置现状；或者是单点位置高度显示，如果某个位LED损坏，***将不能指示矿井提升机的位置高度。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种矿井提升机***连续棒形深度指示仪，能直观的显示提升容器在井筒中间的实际位置，满足任意井深度提升***，具有适应任何提升机***和抗干扰性强的特点。
本发明解采用以下技术方案来解决现有的技术问题。
矿井提升机棒形深度指示仪，包括机壳、显示面板、电路板，所述的电路板安装于机壳内部，显示面板安装在机壳正面，显示面板主体为两个LED棒形显示柱，左边LED棒形显示柱标注为左罐，右边LED棒形显示柱标注为右罐，在LED棒形显示柱正上方标注有矿井深度显示器II，LED棒形显示柱的正下方为四个指示发光二极管，发光二极管用来显示提升机的信号，四个指示发光二极管从左向右依次为提人、提物、大件、检修。
所述的电路板包括：模拟信号接口单元、减法器、震荡源、脉冲分配单元、显示驱动单元，模拟信号接口单元通过跳线P1的第二端子和第四端子以及跳线P1的第三端子和第四端子的切换来接收一路或者两路的模拟信号选择，所述的减法器是在输入为一路模拟信号时，不改变第一路模拟信号的前提下，得到第二路模拟信号来给定显示第二个LED棒形显示柱，所述的震荡源是RC震荡器，实现对LED棒形显示柱以大于50HZ的频率快速扫描，所述的脉冲分配单元将震荡源输出的脉冲信号分配成连续等额的10路脉冲信号，10路脉冲信号分为两路输出，一路驱动LED棒形显示柱的片位选择，另一路作为输入参考电压的选择脉冲，显示驱动单元是通过模拟信号输入和参考电压的输入，实现对LED棒形显示柱的并联位选驱动。
进一步，所述的电路板设计为双面板结构，正面垂直装有U4、U7的BL101线LED棒形显示柱两根，正下方布置有D1-D4的矩形发光二级管，反面依次布置有电阻R65-R68，电容C7，C8、二极管N1、电感L1和5V稳压器LM2575，下面是运放U10和15V电源模U11，振荡器U1和分配器U2电路布置在板子中心位置，三极管T31-40、电阻R29-48、三极管T21-30、T11-T20、电阻R3-R22、三极管T1-T10分别位于两侧，跳线P1、驱动器U3、U8和电阻R23-R26、R49-R64布置于下方。
所述的电路中，端子8为外部提供的DC24V电源正极，端子6为DC24V电源的负极，端子5、14为棒形深度指示仪左边深度指示输入值；端子7,15为棒形深度指示仪左边深度指示输入值，端子6,14,15连接在一起，作为同一参考点，端子5和14与端子7和15为电压型模拟信号输入，范围为0-5V。端子1、2、3、4分别为提升机提人、提物、大件、检修的辅助信号指示输入，通过电阻分压和串电阻方式实现信号指示功能，其输入均为开关量输入。
所述的电路板的接线电路由13部分组成，包括由5V电源电路、1号高频发生器电路、1号高频信号驱动器、1号基准电压生成器、1号显示驱动电路、2号高频发生器电路、2号高频信号驱动器、2号基准电压生成器、2号显示驱动电路、减法器电路、LED外部显示电路、跳线P1、***接口电路。
所述的***接口J1的端子8接外接DC24V电源正极，端子15、14、6接外接DC24V电源的负极，并提供给5V电源电路和减法器电路中的DC15V的输入电源，5V电源模块提供***中所有5V电源；
***接口J1的端子5、7连接外部给定的两路V1、V12模拟信号，并连接到跳线P1；
***接口J1的端子1、2、3、4分别连接到LED外部显示电路的4组LED棒形显示柱的指示中，实现外部状态指示。
跳线P1通过其端子的跳接选择可以实现多种输入方式，跳线P1的V1送至1号显示驱动电路中的模拟信号输入端，跳线P1的V11经过减法器，产生反向的电压信号V2并送入2号显示驱动电路中的模拟信号输入端。
所述的1号高频发生器电路由NE555产生一个600HZ的频率信号，经过CD4017进行脉冲分配得到输出端Q1-Q9依次产生60HZ的脉冲，Q1-Q9输出端同时连接到相应地1号高频信号驱动器中的9013基极和1号基准电压发生器中的9013基极，从1号高频信号驱动器出来的10路放大信号直接进入1号显示驱动电路中，与LED棒形显示柱的10个片选信号相连，1号基准电压生成器产生一个基准信号送进1号显示驱动电路中的LM3914，在LM3914中与模拟信号给定信号V1进行比较计算产生10路位选信号，位选信号连接到LED棒形显示柱的相应10个位选信号；
所述的2号高频发生器电路由NE555产生一个600HZ的频率信号，经过CD4017进行脉冲分配得到输出端Q1-Q9依次产生60HZ的脉冲，Q1-Q9输出端同时连接到相应地2号高频信号驱动器中的9013基极和2号基准电压发生器中的9013基极；从2号高频信号驱动器出来的10路放大信号直接进入2号显示驱动电路中，与LED棒形显示柱的10个片选信号相连，2号基准电压生成器产生一个基准信号送进2号显示驱动电路中的LM3914，在LM3914中与模拟信号给定信号V2进行比较计算产生10路位选信号，位选信号连接到LED棒形显示柱的相应10个位选信号。
本发明的有益效果是：本发明提出的矿井提升机棒形深度指示仪能更清楚、更直观的展示出提升机的位置状态，其采用棒形连续显示的方式，因而不会因为某个LED显示损坏而导致的矿井提升机高度无法显示问题，本发明抗干扰性强，在复杂的提升机电控现场不会因为外界干扰而发生故障，给定输入简单灵活，采用标准的DB15插座接口，接插方便，在棒形指示下方增加了井筒信号指示，能方便操作者对提升机的运行状态更清楚地了解，更好的实现人机交互。
附图说明
图1是本发明显示板结构图；
图2本发明机壳结构图；
图3是本发明原理图；
图4是本发明LED棒形显示柱电路片选、位选结点图；
图5是本发明电路板接线电路图第一部分；
图6是本发明电路板接线电路图第二部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1和图2所示，提升机棒形深度指示仪，由机壳，面板和电路板等组成，显示面板主体为两个101线的LED棒形显示柱，刻度均为0％-100％等分，左边LED棒形显示柱上标注为左罐，右边LED棒形显示柱标注为右罐，在其正上方注有矿井深度显示器II，矿井深度显示器II正下方为4个指示发光二极管，显示提升机的信号，从左向右依次为提人、提物、大件、检修。
图3所示，所述的电路内容包括：模拟信号接口单元、减法器、震荡源、脉冲分配单元、显示驱动单元，模拟信号接口单元由DB15和跳线P1组成，通过跳线P1的第二端子和第四端子以及跳线P1的第三端子和第四端子切换来接收一路或者两路的模拟信号选择，所述的减法器是在输入为一路模拟信号时，不改变第一路模拟信号的前提下，得到第二路模拟信号来给定显示第二个LED棒形显示柱，所述的震荡源是RC震荡器，实现对LED棒形显示柱以大于50HZ的频率快速扫描，所述的脉冲分配单元将震荡源输出的脉冲信号分配成连续等额的10路脉冲信号，10路脉冲信号分为两路输出，一路通过T1(T21)-T10(T30)放大电路来驱动LED棒形显示柱(见图4)的片位选择，另一路通过T11(T31)-T20(T40)的驱动来作为输入参考电压的选择脉冲，所述的显示驱动单元是通过模拟信号输入和参考电压的输入，实现对LED棒形显示柱的并联位选驱动。
电路板设计为双面板结构，正面垂直装有U4、U7的BL101线LED棒形显示柱两根，正下放布置有D1-D4的矩形发光二级管，反面依次布置有电阻R65-R68，电容C7，C8、二极管N1、电感L1和5V稳压器LM2575；紧接下面是运放U10和15V电源模U11；其振荡器U1和分配器U2电路布置在板子中心位置；三极管T31-40、电阻R29-48、三极管T21-30、T11-T20、电阻R3-R22、三极管T1-T10分别位于其两侧；跳线P1、驱动器U3、U8和电阻R23-R26、R49-R64布置于下方。
所述的转换电路包括的元器件及元器件规格如下表：
所述的转换电路的工作原理为：如图3所述电路第一路中，提升机棒形深度指示仪采用NE555和R1，R2，C1产生一个大于50HZ频率的时钟信号(人的肉眼不会感到闪烁)，提供给CD4017脉冲分配器，每来一个，生成一组Q0-Q9一次输出的高电平，驱动T1-T10依次导通，来进行LED棒形显示柱的片选C1…C10扫描，同时也驱动T11-T19一次导通，来改变每个片选的基准电压。对于外部给定值V1，通过LM3914进行每个片的点L1…L10显示，这样不断进行循环的片选择和点显示(扫描速度达到50HZ以上频率)，最终实现根据外部提升机***高度信号V1变化来显示棒形深度指示仪的高度状态。
对于缠绕式滚筒提升机来说，其提升容器(罐笼)只有一个，而对于悬挂式的双提升机容器(罐笼)，需要有左右两个提升机高度显示，因此在本设计中，增加了一路棒形高度指示，其原理和第一路棒形高度指示相同。给定高度输入V2有两种选择，采用跳线P1实现。可选择与V1高度给定输入相同；也可使用独立为V12高度给定输入；对于双罐笼***，由于两个罐笼负载位置高度为互补高度(即H2＝H-H1)，H为总得井深度，H1，H2分别为两个罐笼的高度，所以右罐提升机容器高度输入采用减法电路实现V2＝VH-V1，VH为给定最大值(5V)。
端子接线方式如图5所示，端子8为外部提供的DC24V电源正极，端子6为DC24V电源的负极，端子5、14为棒形深度指示仪左边深度指示输入值；端子7,15为棒形深度指示仪左边深度指示输入值，端子6,14,15连接在一起，作为同一参考点，端子5和14与端子7和15为电压型模拟信号输入，范围为0-5V。端子1、2、3、4分别为提升机提人、提物、大件、检修的辅助信号指示输入，通过电阻分压和串电阻方式实现信号指示功能，其输入均为开关量输入。
如图5、图6所示，电路板接线电路由13部分组成，包括由5V电源电路、1号高频发生器电路、1号高频信号驱动器、1号基准电压生成器、1号显示驱动电路、2号高频发生器电路、2号高频信号驱动器、2号基准电压生成器、2号显示驱动电路、减法器电路、LED外部显示电路、跳线P1、***接口电路。
***接口J1的端子8接外接DC24V电源正极，端子15、14、6接外接DC24V电源的负极，并提供给5V电源电路和减法器电路中的DC15V的输入电源，5V电源模块提供***中所有5V电源；
***接口J1的端子5、7连接外部给定的两路V1、V12模拟信号，并连接到跳线P1；
***接口J1的端子1、2、3、4分别连接到LED外部显示电路的4组LED棒形显示柱的指示中，实现外部状态指示。
跳线P1通过其端子的跳接选择可以实现多种输入方式，跳线P1的V1送至1号显示驱动电路中的模拟信号输入端，跳线P1的V11经过减法器，产生反向的电压信号V2并送入2号显示驱动电路中的模拟信号输入端。
1号高频发生器电路由NE555产生一个600HZ的频率信号，经过CD4017进行脉冲分配得到输出端Q1-Q9依次产生60HZ的脉冲，Q1-Q9输出端同时连接到相应地1号高频信号驱动器中的9013基极和1号基准电压发生器中的9013基极，从1号高频信号驱动器出来的10路放大信号直接进入1号显示驱动电路中，与LED棒形显示柱的10个片选信号相连，1号基准电压生成器产生一个基准信号送进1号显示驱动电路中的LM3914，在LM3914中与模拟信号给定信号V1进行比较计算产生10路位选信号，位选信号连接到LED棒形显示柱的相应10个位选信号，至此，10段每段10位的LED棒形显示柱的信号连接完成。
2号高频发生器电路由NE555产生一个600HZ的频率信号，经过CD4017进行脉冲分配得到输出端Q1-Q9依次产生60HZ的脉冲，Q1-Q9输出端同时连接到相应地2号高频信号驱动器中的9013基极和2号基准电压发生器中的9013基极；从2号高频信号驱动器出来的10路放大信号直接进入2号显示驱动电路中，与LED棒形显示柱的10个片选信号相连，2号基准电压生成器产生一个基准信号送进2号显示驱动电路中的LM3914，在LM3914中与模拟信号给定信号V2进行比较计算产生10路位选信号，位选信号连接到LED棒形显示柱的相应10个位选信号，至此，10段每段10位的LED棒形显示柱的信号连接完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.矿井提升机棒形深度指示仪，其特征在于：包括机壳、显示面板、电路板，所述的电路板安装于机壳内部，矿井提升机棒形深度指示仪实现显示提升机容器深度和提升信号状态，显示面板安装在机壳正面，显示板主体为两个具有101条刻度线的LED棒形显示柱，左边LED棒形显示柱标注为左罐，右边LED棒形显示柱标注为右罐，在LED棒形显示柱正上方标注有矿井深度显示器II，LED棒形显示柱的正下方为四个指示发光二极管，指示发光二极管用来显示提升机的信号，四个指示发光二极管从左向右依次指示为提人、指示为提物、指示为大件、指示为检修；所述的电路板包括：模拟信号接口单元、减法器、震荡源、脉冲分配单元、显示驱动单元，模拟信号接口单元由DB15和跳线P1组成，模拟信号接口单元通过跳线P1的第二端子和第四端子以及跳线P1的第三端子和第四端子的切换来选择接收一路或者两路的模拟信号，所述的减法器是在输入为一路模拟信号时，不改变第一路模拟信号的前提下，得到第二路模拟信号来给定显示第二个LED棒形显示柱，所述的震荡源是RC震荡器，实现对LED棒形显示柱以大于50HZ的频率快速扫描所述的脉冲分配单元将震荡源输出的脉冲信号分配成连续等额的10路脉冲信号，10路脉冲信号分为两路输出，一路通过三极管T1-T10放大电路来驱动LED棒形显示柱的片位选择，另一路通过三极管T11-T20的驱动来作为输入参考电压的选择脉冲，所述的显示驱动单元是通过模拟信号和参考电压的输入，实现对LED棒形显示柱的并联位选驱动。
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Granted publication date: 20160330

Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee

Pledgor: XI'AN LEADI ELECTRIC AUTOMATION CO.,LTD.

Registration number: Y2021610000430

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