矿用通信控制系统的PLC控制器架构及矿用通信控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构及矿用通信控制系统；该PLC控制器架构包括检测模块、耦合模块、语音通话模块、本安输入输出模块、通讯模块和PLC控制器；检测模块将沿线电话音频信号和双音频信号传输给语音通话模块，将沿线设备状态信号和闭锁信号通过通讯模块传输给PLC控制器；耦合模块将沿线电压以双音频的形式反馈给PLC控制器和语音通话模块；语音通话模块将接收的音频数据流转换成音频模拟信号，并将其进行放大后播放；本安输入输出模块采集皮带设备保护信号及电机状态信息，并传输给通讯模块，通过通讯模块传输给PLC控制器；PLC控制器实现对工作面上沿线设备及皮带设备控制。

PLC controller structure of mine communication control system and mine communication control system

【技术实现步骤摘要】
矿用通信控制系统的PLC控制器架构及矿用通信控制系统
本公开涉及矿用通信
，具体涉及一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构及矿用通信控制系统。
技术介绍
当前国家对煤矿安全生产、减员增效的重视，煤矿生产自动化成为一个必然的趋势。原有的人员分段手动控制机械采煤，逐渐向智能化、集中化、安全高效、节能降耗的生产模式改进。需要控制的设备从单个工作面、皮带面扩展到整个采区以至于整个矿区。专利技术人在研发中发现，现有的矿用通信控制系统中硬件存在EMC防护性能差、产品功能软件开发难度大、使用配置繁琐等问题。
技术实现思路
为了提高矿用通信控制系统的可靠性和使用的灵活性，本公开提供了一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构及矿用通信控制系统，可以在煤矿恶劣的电磁环境下可靠稳定工作，而且可以根据煤矿井下多种控制需要进行二次现场更改控制需求，还能根据被控设备的相对位置进行灵活系统布局。本公开一方面提供的一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构的技术方案是：一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构，包括检测模块、耦合模块、语音通话模块、本安输入输出模块、通讯模块和PLC控制器；检测模块检测沿线电话音频信号、工作面上沿线设备状态信号、双音频信号及闭锁信号，将沿线电话音频信号和双音频信号传输给语音通话模块，将沿线设备状态信号和闭锁信号通过通讯模块传输给PLC控制器；耦合模块检测沿线电压，将沿线电压以双音频的形式反馈给PLC控制器和语音通话模块；语音通话模块将接收的音频数据流转换成音频模拟信号，并将其进行放大后播放，实现与沿线电话之间进行模拟音频通话；本安输入输出模块采集皮带设备保护信号及电机状态信息，并传输给通讯模块，通过通讯模块传输给PLC控制器；PLC控制器根据接收到的沿线设备状态信号、闭锁信号、皮带保护信号及电机状态信息，实现对工作面上沿线设备及皮带设备控制。进一步的，所述语音通话模块包括手柄、SIP通话模块、光电基板和密封放大器；手柄输出音频控制信号和听讲控制信号至光电基板，光电基板接收接耦合模块、检测模块和密封放大器输出的音频信号，并传输给SIP通话模块；SIP通话模块将接收到的音频数据流转换成音频模拟信号，经光电基板传输给密封放大器，音频信号经密封放大器放大后，由扬声器播放。进一步的，所述检测模块包括闭锁信号发送电路、沿线上呼听/讲检测控制电路、单片机以及与单片机连接的闭锁检测电路、预报警语音播报控制电路、沿线上呼检测处理电路、CAN通信电路和双音频检测及开启电压发送电路；所述闭锁信号发送电路向闭锁线发送信号，并通过闭锁检测电路检测闭锁线上是否有闭锁信号；所述沿线上呼听/讲检测控制电路检测沿线电话上呼听/讲状态，并发送给语音通话模块；所述单片机通过CAN通信电路将工作面上沿线设备状态信号、闭锁信号传递给通讯模块；所述单片机通过CAN通信电路将PLC控制器发送的控制指令传递给沿线设备和耦合模块；所述单片机通过预报警语音播报控制电路、沿线上呼检测处理电路和双音频检测及开启电压发送电路连接语音通话模块，检测音频信号、沿线上呼开关量和双音频信号，将音频信号和沿线上呼开关量传输给语音通话模块，将电压信号传输给耦合模块。进一步的，所述耦合模块包括闭锁信号发送电路、音频隔离电路、开启电压检测下发电路、单片机以及与单片机连接的沿线电压检测电路、CAN隔离与收发电路和CAN通信电路；所述闭锁信号发送电路，用于向闭锁线发送闭锁信号，所述音频隔离电路，用于隔离沿线电路的音频，所述开启电压检测下发电路，用于检测双音频开启电压，输出双音频信号至语音通话模块；所述单片机通过沿线电压检测电路检测沿线设备电压，通过CAN隔离与收发电路连接检测模块，接收检测模块发送的开启电压信号；单片机通过CAN通信电路连接上级控制设备。进一步的，所述本安输入输出模块包括单片机以及与单片机连接的闭锁检测电路、CAN通信电路、数字量输入电路模拟量输入电路和输出电路，所述闭锁检测电路，用于检测闭锁线有无闭锁信号，并发送给单片机；所述数字量输入电路，用于采集皮带设备的保护信号，并发送给单片机；所述模拟量输入电路，用于采集电机的电压和电流信息，并发送给单片机；所述输出电路，用于输出控制信号至电机。进一步的，还包括非本安输入输出模块，所述非本安输入输出模块包括多路输入电路和多路输出电路，所述多路输入电路，用于采集其他设备闭锁本机的开关量信息，并发送给PLC控制器；所述多路输出电路，用于将接收到的PLC控制器发送的控制信号传输其他设备，实现自动洒水和闭锁。进一步的，还包括调速模块，所述调速模块的输入端连接变频器，输出端连接检测模块，用于检测皮带煤流大小，自动调整皮带速度。进一步的，还包括用于显示工作面上沿线设备状态和皮带设备状态的液晶显示模块，所述液晶显示模块包括液晶显示屏、触摸板和液晶驱动板，所述液晶驱动板的输入端连接PLC控制器，所述液晶驱动板的输出端通过RS232串口连接液晶显示屏，实现液晶显示；所述液晶驱动板的输出端通过I2C连接触摸板，实现显示触控。进一步的，还包括用于给整个架构供电的电源模块，所述电源模块包括电源开关、变压器、自恢复保险电路、磁环、滤波器、24V开关电源模块、两个12V电源模块和18V电源模块；交流电依次经过电源开关、变压器、自恢复保险电路、磁环及滤波器后，分别经过24V开关电源模块、两个12V电源模块和18V电源模块，依次输出24V直流电、12V直流电和18V直流电。本公开另一方面提供的一种矿用通信控制系统的技术方案是：一种矿用通信控制系统，该系统包括如上所述的矿用通信控制系统的PLC控制器架构。通过上述技术方案，本公开的有益效果是：(1)本公开既能够单独作为主机控制单个工作面、一条皮带，又能够多台组成网络，通过受集控中心控制实现整个采区、矿区的自动化控制。(2)本公开通过PLC控制器实现对工作面破碎机、转载机、前后运输机等的启动、停止、闭锁控制、故障监视等,还可控制乳化泵等以及胶带运输机的启动、停止、闭锁控制、故障监视、智能调速、高温自动洒水功能等；可以配接KTC118、KTC2沿线设备，实现沿线状态检测、按讲、通话功能；通过网络与其他设备进行远程拨号通话。(3)本公开可以单独使用，也可以实现多台PLC控制器级联；或者接入KTC118沿线，替代KTC118.10来使用；亦或与集控台、其他PLC控制器、KTC118、KTC2等系统设备一起组网，实现整个采区、矿区的集中控制。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本公开的不当限定。图1是实施例一PLC控制器架构的总体结构示意图；图2是实施例一PLC控制器架构的总体关系连接示意图；图3是实施例一中电源模块的结构示意图；图4是实施例一中语音通话模块的结构示意图；图5是实施例一中SIP通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构，其特征是，包括检测模块、耦合模块、语音通话模块、本安输入输出模块、通讯模块和PLC控制器；/n检测模块检测沿线电话音频信号、工作面上沿线设备状态信号、双音频信号及闭锁信号，将沿线电话音频信号和双音频信号传输给语音通话模块，将沿线设备状态信号和闭锁信号通过通讯模块传输给PLC控制器；/n耦合模块检测沿线电压，将沿线电压以双音频的形式反馈给PLC控制器和语音通话模块；/n语音通话模块将接收的音频数据流转换成音频模拟信号，并将其进行放大后播放，实现与沿线电话之间进行模拟音频通话；/n本安输入输出模块采集皮带设备保护信号及电机状态信息，并传输给通讯模块，通过通讯模块传输给PLC控制器；/nPLC控制器根据接收到的沿线设备状态信号、闭锁信号、皮带保护信号及电机状态信息，实现对工作面上沿线设备及皮带设备控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿用通信控制系统的PLC控制器架构，其特征是，包括检测模块、耦合模块、语音通话模块、本安输入输出模块、通讯模块和PLC控制器；
检测模块检测沿线电话音频信号、工作面上沿线设备状态信号、双音频信号及闭锁信号，将沿线电话音频信号和双音频信号传输给语音通话模块，将沿线设备状态信号和闭锁信号通过通讯模块传输给PLC控制器；
耦合模块检测沿线电压，将沿线电压以双音频的形式反馈给PLC控制器和语音通话模块；
语音通话模块将接收的音频数据流转换成音频模拟信号，并将其进行放大后播放，实现与沿线电话之间进行模拟音频通话；
本安输入输出模块采集皮带设备保护信号及电机状态信息，并传输给通讯模块，通过通讯模块传输给PLC控制器；
PLC控制器根据接收到的沿线设备状态信号、闭锁信号、皮带保护信号及电机状态信息，实现对工作面上沿线设备及皮带设备控制。


2.根据权利要求1所述的矿用通信控制系统的PLC控制器架构，其特征是，所述语音通话模块包括手柄、SIP通话模块、光电基板和密封放大器；
手柄输出音频控制信号和听讲控制信号至光电基板，光电基板接收接耦合模块、检测模块和密封放大器输出的音频信号，并传输给SIP通话模块；SIP通话模块将接收到的音频数据流转换成音频模拟信号，经光电基板传输给密封放大器，音频信号经密封放大器放大后，由扬声器播放。


3.根据权利要求1所述的矿用通信控制系统的PLC控制器架构，其特征是，所述检测模块包括闭锁信号发送电路、沿线上呼听/讲检测控制电路、单片机以及与单片机连接的闭锁检测电路、预报警语音播报控制电路、沿线上呼检测处理电路、CAN通信电路和双音频检测及开启电压发送电路；
所述闭锁信号发送电路向闭锁线发送信号，并通过闭锁检测电路检测闭锁线上是否有闭锁信号；所述沿线上呼听/讲检测控制电路检测沿线电话上呼听/讲状态，并发送给语音通话模块；
所述单片机通过CAN通信电路将工作面上沿线设备状态信号、闭锁信号传递给通讯模块；所述单片机通过CAN通信电路将PLC控制器发送的控制指令传递给沿线设备和耦合模块；所述单片机通过预报警语音播报控制电路、沿线上呼检测处理电路和双音频检测及开启电压发送电路连接语音通话模块，检测音频信号、沿线上呼开关量和双音频信号，将音频信号和沿线上呼开关量传输给语音通话模块，将电压信号传输给耦合模块。


4.根据权利要求1所述的矿用通信控制系统的PLC控制器架构，其特征是，所述耦合模块包括闭锁信号发送电路、音频隔离电路、开启电压检测下发电路、单片机以及与单片机连接的沿线电压检测电路、CAN隔离与收发电路和CAN...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同宝，徐春颖，满俊材，门雪松，舒正义，宋志勇，胡耀鹏，夏增极，
申请(专利权)人：山东大齐通信电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37