基本信息
- 項目名稱：
- 智能型礦燈充電架的設(shè)計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品是為煤礦礦燈自動充電和煤礦管理人員智能化、科學(xué)化管理所設(shè)計的。該作品以計算機作為平臺，自動記錄顯示每天下井人數(shù)及每人的工作時間
- 詳細介紹：
- 該礦燈充電架有多種參量檢測及顯示井下、井上的工作人員。因為礦工下井必帶礦燈，所以通過礦燈充電電流及礦燈是否在位來判斷工人的工作時間和工作人數(shù)。用STC單片機做下位機控制器，將傳感器反饋過來的數(shù)據(jù)處理后傳給計算機。通過計算機將測得的信息顯示出來，能夠使管理人員對礦工工作情況一目了然，清晰直觀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 創(chuàng)新點： 一、 充電采用LED燈顯示。整機輸入輸出電壓、電流均有數(shù)字表顯示，便于管理者觀察實用。電路有過壓、過流警報保護。 二、 該礦燈充電架采用開關(guān)電源作為充電主電源，適用電網(wǎng)電壓波動范圍寬，效率高、重量輕、體積小、便于安裝。有完善的電流短路保護措施。 三、 計算機統(tǒng)一顯示和儲存信息，便于管理人員的集成化管理，并且能夠自動記錄工人井下的工作時間，節(jié)省了很大一部分人力、物力，同時也減小了人員粗心記錄出錯的概率 技術(shù)關(guān)鍵： 一、 STC單片機作為控制器記錄充電人數(shù)、充電次數(shù)及充 電累加時間，使該礦燈充電架更趨于自動化。 二、 計算機與STC單片機之間的數(shù)據(jù)通信。因為該智能充電架使用的主電源是開關(guān)電源。開關(guān)電源多了就會帶來很多電磁干擾。如何判斷計算機與STC單片機之間的數(shù)據(jù)是正確的數(shù)據(jù)這是很關(guān)鍵的一步。 三、 計算機如何記錄大量的數(shù)據(jù)，如何處理單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)。因一般的上位機無法處理如此龐大的數(shù)據(jù)信息。 主要技術(shù)指標： 一、輸入電壓：220VAC±10％ 50HZ； 二、輸出母線電壓：5～7.5VDC，最大電流120A；工作電壓3.5~5V，可設(shè)定最大充電電流。 三、充電方式：恒流、恒壓，限流、限壓，按用戶需求可調(diào)；輸入輸出有過壓、過流、欠壓等保護。 四、充電工位：120位∕一架； 五、環(huán)境：溫度：-20~40℃.適度：20~80％RH不結(jié)露，空氣流通。海拔≤2000m.
科學(xué)性、先進性
- 采用高頻開關(guān)電源，其一、故障率低。因為開關(guān)電源采用了多項電路保護措施，電路集成度高，并且沒有大功耗的元件。其二、安全性高。開關(guān)電源具有極寬的交流電壓輸入范圍，停電后能有效地延長對關(guān)鍵設(shè)備供電的時間；輸入端加有有源功率的因數(shù)校正電路，功率因數(shù)高，失真度??；其三、充電效果好。傳統(tǒng)的礦燈充電架采用晶體管整流器件的半波或全波整流電路，其原理是交流輸入電壓經(jīng)工頻電壓變壓器降壓后再采用晶體管進行整流，所以當輸入的交流電壓出現(xiàn)波動或輸出負載發(fā)生變化時，其輸出的直流電壓都很容易受到影響，從而影響礦燈充電架的充電效果。智能礦燈充電架采用高頻開關(guān)電源，先將輸入的工頻交流電經(jīng)整流濾波后得到直流電壓，再通過功率變換器變換成高頻脈沖電壓，經(jīng)高頻變壓器和整流濾波電路最后變換為穩(wěn)定的直流輸出電壓，并從輸出端取樣，與設(shè)定的標準電壓進行比較后，采用脈沖寬度調(diào)制PWM電路來控制大功率開關(guān)器件（如IGBT）的導(dǎo)通和截止時間，故可得到不受輸入電壓和輸出負載影響的穩(wěn)電壓。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該智能礦燈架在2010年10月在河南省新鄉(xiāng)市輝縣趙固煤礦投入使用，并獲得了煤礦領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。
作品所處階段
- 生產(chǎn)應(yīng)用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 雙方協(xié)商
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、模型、
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明： 接通充電架電源，調(diào)整電壓為標準電壓。打開計算機上位機監(jiān)控軟件。礦燈需要充電時，只需要把礦燈放進小箱子呢，礦燈燈頭旋轉(zhuǎn)180°即可。充電時間計算機自動累加存儲下來，以供日后查詢。 技術(shù)特點及優(yōu)勢 1、 采用高頻開關(guān)電源單獨供電，減小了外界環(huán)境對電源電壓的影響，提高了電源電壓的穩(wěn)定性。 2、 該礦燈架的智能化管理。能夠自動考勤記錄每天的下井人數(shù)及工作時間。每個工人一個充電柜，這樣可以和工人的姓名、工號、身份證號、銀行卡號等綁定。到月底工人的工資發(fā)放就可以完全由電腦去完成。節(jié)省了很大一部分人力。便于工廠的智能化管理。 3、 能夠自動分析礦燈的使用壽命，通過記錄充電次數(shù)來計算礦燈的使用壽命。 市場前景： 由于老式的礦燈充電架結(jié)構(gòu)比較簡單，只能給礦燈充電。這樣就需要工廠就需要另外增加一些人來考勤記錄每天下井的工作人員及工作時間。這個礦燈充電架將會涉及更多的方面。使煤礦管理更加的智能化、清晰化、安全化。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)的煤礦一般使用的礦燈充電架還是采用老式的晶體管整流器做的半波或全波整流電路。其原理是交流輸入電壓經(jīng)工頻電壓變壓器降壓后再采用晶體管進行整流，這種充電架的電壓很容易受外界環(huán)境（如輸入電壓、負載變化）的影響，從而影響充電架的正常工作。 部分煤礦近年開始使用比較單一的智能礦燈充電架，一般只是用電腦記錄礦燈的充電個數(shù)。幾乎沒有充電時間的累加和充電次數(shù)。而我們的智能礦燈充電架完全突破了這兩點。實現(xiàn)了礦燈的智能化管理。
