礦用提升機安全監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的探討

1、歡迎訪問Freekaoyan論文站礦用提升機安全監(jiān)控系統(tǒng)可靠性的探討歡迎訪問Freekaoyan論文站    歡迎訪問Freekaoyan論文站    摘 要： 應(yīng)用現(xiàn)代可靠性理論，從設(shè)計、工藝、技術(shù)等方面對礦用提升機監(jiān)控系統(tǒng)進行了可行性探討，提出了增強系統(tǒng)可靠性的一些措施。     關(guān)鍵詞： 可靠性 容錯技術(shù) 冗余技術(shù)    目前，我國一些大中煤礦所使用的礦用提升機和絞車，都配備了各種安全監(jiān)控系統(tǒng)，雖然起步較晚，但經(jīng)過多年的努力，整體技術(shù)和工藝水平已經(jīng)有

2、了很大的提高，而且日趨成熟。這些監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要包括：自動減速功能；超速保護功能；提升容器的行程和速度顯示；減速段限速保護及2ms保護功能；深度指示器失效保護；卡箕斗保護；過卷保護功能；自檢功能；提升勾計數(shù)；提升信號顯示，并記憶上次提升信號；提升方向顯示及閉鎖； 安全回路等主要故障點監(jiān)測顯示、記憶和報警等。    這些系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由總線工業(yè)控制計算機、系統(tǒng)安全控制、系統(tǒng)監(jiān)測三部分組成。由于監(jiān)控系統(tǒng)中集中了大量不同規(guī)格、不同耐壓和不同功率的電子元器件，為確保整個監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）工作的可靠性，必須提出相應(yīng)的要求和采取必要的可靠性措施。  

3、;  提高系統(tǒng)設(shè)計的可靠性    提高系統(tǒng)設(shè)計的可靠性通常是采用可靠度高的元器件進行完善設(shè)計，萬一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可用診斷的方法確定故障位置并迅速排除，這時，一般要求中斷系統(tǒng)能正常工作。    在完善設(shè)計的思想指導下，為保證系統(tǒng)的高可靠性，要求在設(shè)計和生產(chǎn)的全過程對元器件進行嚴格的篩選?？紤]元器件參數(shù)時要留有充分的余地，對工藝過程嚴格把關(guān)，對成品和半成品進行嚴格的例行實驗?？梢哉f，完善設(shè)計是一種已被廣泛接受的常規(guī)設(shè)計思想。    然而，若只限于用常規(guī)設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性，那么到一定程度時不但造價會

4、迅速上升，而且大幅提高可靠性的效果也不會顯著。應(yīng)運而生的另一種設(shè)計思想就是容錯技術(shù)。它的指導思想是：首先承認故障的存在是客觀事實，然后通過外加硬件或軟件來消除、抑制其影響，達到使系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠的目的。在實際的系統(tǒng)可靠性設(shè)計中，上述兩種思想要結(jié)合起來，實現(xiàn)系統(tǒng)在使用中功能適中、成本適中和足夠可靠。    提高系統(tǒng)可靠性的工藝措施    主機的選用    采用質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性已被普遍承認的SDT總線工業(yè)計算機作為系統(tǒng)的主機。    可靠的元器件質(zhì)量  &#

5、160; 使用質(zhì)量可靠并有穩(wěn)定貨源的元器件來組裝系統(tǒng)。要注意以下幾點：盡量使用集成度高的組件，以減少元器件的個數(shù)。這樣可減少器件間的連線和焊點數(shù)，從而大幅度降低系統(tǒng)的失效率；認真做好元器件的篩選、老化處理，及時淘汰處于早期失效的不合格產(chǎn)品；降頻使用元器件有利于減輕器件的負載和降低其工作時的溫升，也可避免因瞬間過載造成的過流過壓沖擊，減少偶然事故的發(fā)生。    適當采用冗余的硬件結(jié)構(gòu)    兩路并聯(lián)冗余    串聯(lián)支路中任一元器件失效都會造成整個系統(tǒng)的失效；而并聯(lián)支路的冗余結(jié)構(gòu)則有利于可靠性的提高。設(shè)單個元

6、器件的可靠度為R0.70，則相同的兩個元器件組成的并聯(lián)支路，其可靠度為Rs：Rs1（1R）·（1R）10.91    可見，在較重要的地方采用并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)可以明顯改善和提高可靠性。    器、部件級或子系統(tǒng)級的待命儲備冗余    在檢出正處于工作狀態(tài)的模塊出現(xiàn)故障后，待命的冗余模塊可按預(yù)定方案立即切換而投入工作，以保證系統(tǒng)正常、連續(xù)工作，替換下的故障模塊可在脫離系統(tǒng)后進行修復(fù)，以便下次使用。對于比較通用的模塊，采用這種待命儲備的冗余結(jié)構(gòu)，能夠在成本增加不多的情況下，較好地改善系統(tǒng)的可靠性。

7、60;   提高系統(tǒng)可靠性的技術(shù)措施    采用抗干擾的電源結(jié)構(gòu)    可由LC網(wǎng)絡(luò)組成抗干擾電源濾波器，它可阻隔來自電源一側(cè)引入的高、中頻電磁干擾，也可減弱系統(tǒng)內(nèi)部電子器件、設(shè)備之間的相互干擾。    采用大電流LED供電結(jié)構(gòu)    圖1是某系統(tǒng)模擬量LED顯示供電圖。以LED各段的平均電流為5mA計算，如果各個位的所有段全部點亮，最大的驅(qū)動電流為5×8×7280mA。為此，可在輸入端串接10H的高頻扼流圈L，以抑制大的動態(tài)電流對集成

8、電路和液晶顯示塊的沖擊。由并聯(lián)的大容量電容C提供動態(tài)電流，確保監(jiān)測信號的正常工作。    合理地設(shè)計印刷電路板    在印刷電路板的設(shè)計中，對元器件布置應(yīng)使相關(guān)的器件靠近一些，把易發(fā)生電磁干擾的器件單獨制成電路板或加以屏蔽。特別要注意地線的制作應(yīng)符合規(guī)范，如共地和地屏蔽，保證系統(tǒng)能在復(fù)雜的現(xiàn)場正常工作。    減少系統(tǒng)連接中各部件之間的干擾    系統(tǒng)連接是指插件、底板、機框之間的信號連接。雙絞線不易受電磁感應(yīng)的影響，信號線可采用雙絞線；為避免強電對弱電的干擾，這兩種信號線可

9、分別獨立配線，相互間隔一定距離；短距離的信號線連接可采用插接件，若插針之間需采用抗干擾措施，以每一信號針兩側(cè)都是接地針為好。    系統(tǒng)中充分利用軟件抗干擾技術(shù)    軟件抗干擾技術(shù)是指用程序設(shè)計手段排除進入系統(tǒng)的電磁干擾。其實質(zhì)是發(fā)揮計算機的存儲、高速運算和判斷能力，使系統(tǒng)能識別錯誤的狀態(tài)與信息，進而做適當?shù)奶幚硎瓜到y(tǒng)保持正常。    軟件冗余技術(shù)    軟件冗余技術(shù)是在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、傳輸過程中增加一定的冗余位，以提高檢錯能力。例如：可采用奇偶校驗或指令復(fù)執(zhí)技術(shù)。圖2是復(fù)

10、執(zhí)技術(shù)流程圖。在具有查錯能力的系統(tǒng)中，一旦查出錯誤，軟件能立即命令重新運算一次。如果是瞬間干擾造成的，則可通過二次運行得到糾正，避免了誤動作。    定時監(jiān)視技術(shù)    在系統(tǒng)的關(guān)鍵部位可采用定時監(jiān)視器（也稱WatchDog Time簡稱WDT）來監(jiān)督系統(tǒng)的運行。WDT是硬件計數(shù)器，以時鐘脈沖為輸入信號所以計數(shù)亦即計時。正常時WDT由程序控制有規(guī)律地復(fù)位，再預(yù)置數(shù)，并重新計數(shù)。一旦當程序受到外部干擾脫離正常序列時，計算機將不能對WDT進行復(fù)位，此時CPU接收不到復(fù)位信號而認為有故障出現(xiàn)，隨即命令停機保護。    輸入、輸