矿用隔爆兼本安型传输与控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种矿用隔爆兼本安型传输与控制器，涉及井下监控和宽带通信设备。主要由可编程逻辑控制器Ｕ１、千兆工业以太网交换机Ｕ２、触摸屏液晶显示器Ｕ３、电源输入端子Ｕ４、隔离变压器Ｕ５以及外加一些隔离板Ｕ９、ＰＬＣ继电器Ｕ１０和Ｕ１１、本安电源Ｕ７和Ｕ８、开关电源Ｕ６、５路开关按钮Ｕ１４、输入端口Ｕ１５和Ｕ１７、输出端口Ｕ１６组成。本实用新型专利技术的有益效果是：安装简单、接线方便、稳定性高，在井下可以作为皮带、水泵、工业电视、电力监控等的传输与控制使用，为煤矿安全生产、调度和决策指挥提供直观、可靠的控制观察手段。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种井下监控和宽带通信设备，具体是一种矿用隔爆兼本安型传 输与控制器，可用于煤矿井下含瓦斯及煤尘较多的危险易燃易爆的场所，或冶金矿山、露天 煤矿、港口码头、选煤厂、发电厂等恶劣环境中。
技术介绍
煤矿矿区环境复杂，特别是井下作业远离地面、地形复杂，容易存在安全隐患，因 此煤矿井下的安全监测监控是实现煤矿高效安全开采的关键技术。但是煤矿是多工序、作 业点分散的大型生产企业，很难用一种网络系统或一种通信方式来覆盖全矿井。随着我国煤炭开采技术的发展，一些大型煤矿不断向现代化高产高效、生产集约 化方向发展，生产设备及控制配套设施日益先进。作为与煤矿安全生产息息相关的煤矿监 控技术也在不断地完善和提高自己。目前随着网络技术的发展，煤炭工业领域已出现基于 隔爆的工业高速以太环网。计算机智能化监测监控技术的发展和企业综合自动化系统的 需求促使系统向结构集成化、接口 /协议开放化、通用化和标准化、设备信息处理控制智能 化、应用软件组态化、系统综合自动化方面发展，传输方式采用工业以太网+无线传感器网 络+现场总线相结合的网络化模式，构建一种混合控制的网络结构成为矿井信息化建设的 一种必然选择。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供一种矿用隔爆兼本安型传输与控制 器，对井下各种网络结构造成的多种不同形式的输出信号提供一种接口和传输设备，打破 现有各种网络自成体系互不兼容的格局。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案是一种矿用隔爆兼本安型传输 与控制器，包括壳体和安装在壳体内的控制电路，所述的控制电路包括—本技术的控制中心可编程逻辑控制器Ul；用于检测信号、控制设备、显示 状态、故障报警及操作；—通过网线与可编程逻辑控制器Ul连接的千兆工业以太网交换机U2，实现数据 通信；—与可编程逻辑控制器Ul连接的触摸屏液晶显示器U3，将各种现场传感器采 集过来的模拟信号或开关量信号的状态显示出来；—与外部电源电线连接的电源输入端子U4；—隔离变压器TO，将从电源输入端子U4输出的额定电压进行转换后给可编程逻 辑控制器Ul、千兆工业以太网交换机U2、24V开关电源TO、24V本安电源U7和5V本安电源 U8供电；---24V开关电源U6，给液晶显示屏U3、PLC继电器Ull、485隔离板U12和5路开 关按钮U14供电；3-—24V本安电源U7，给PLC继电器Ull供电；-—5V本安电源U8，给485隔离板U12供电；—连在可编程逻辑控制器Ul和模拟量输入端口U17之间的模拟量输入隔离板 U9，将输入可编程逻辑控制器Ul中的模拟量信号进行隔离；—连在可编程逻辑控制器Ul和开关量输出端口U16之间的PLC继电器U10，用 来控制开关量输出信号的通断；---连在可编程逻辑控制器Ul和开关量输入端口U15之间的PLC继电器Ul 1，用 来控制开关量输入信号的通断；---连在可编程逻辑控制器Ul和RS485通信端口U13之间的485隔离板U12，将 485信号进行隔离；---和通讯线连接的RS485通信端口U13，建立组态软件与可编程逻辑控制器Ul 的通信；—与可编程逻辑控制器Ul连接5路开关按钮U14，用于‘启动’、‘停止’、‘复位’、 ‘备用’和‘急停’；—将现场传感器采集的开关量信号送入可编程逻辑控制器Ul中的开关量输入 端口 U15 ；—将可编程逻辑控制器Ul中的控制信号输出到控制现场来控制设备运行的开 关量输出端口 U16;—将现场传感器采集的模拟量信号送入可编程逻辑控制器Ul中的模拟量输入 端口 U17。工作原理是通过编程接口将程序下载至本技术中的可编程逻辑控制器Ul 和触摸屏液晶显示器U3中，并改变可编程逻辑控制器Ul状态至REMOTE RUN ；在U3上打开 组态软件，通过RS485通信端口 U13建立组态软件与Ul的通信。各种现场传感器采集过 来的模拟信号或开关量信号通过相应的输入端口 U17或U15输入到可编程逻辑控制器Ul 中，通过可编程逻辑控制器Ul内部程序的处理和逻辑运算，将状态显示在触摸屏液晶显示 器U3上，Ul内部的控制信号通过开关量输出端口 U15输出到控制现场来控制设备的运行， 并将必要的监测数据传送给千兆工业以太网交换机U2，工业以太网交换机U2通过工业以 太网送给上位机，便于调度室人员实现统一调度。现场总线采集的信号可以通过RS485接 口 U13建立与可编程逻辑控制器Ul的通信；以太网的信号可以通过千兆工业以太网交换机 U2实现数据交换，千兆工业以太网交换机U2与可编程逻辑控制器Ul通过网线相连，实现数 据通信。本技术的有益效果是安装简单，接线方便，稳定性高，在井下可以作为皮带、 水泵、工业电视、电力监控等的传输与控制使用，为煤矿安全生产、调度和决策指挥提供直 观、可靠的控制观察手段。附图说明图1本技术电原理框图；图2本技术隔离变压器和24V开关电源的电路原理图；图3本技术5V本安电源的电路原理4图4本技术24V本安电源的电路原理图；图5本技术485信号隔离板电路原理图；图6本技术的模拟量输入隔离板的电路原理图。图中Ul 可编程逻辑控制器；用于检测信号、控制设备、显示状态、故障报警及操作；U2 千兆工业以太网交换机，通过网线与可编程逻辑控制器Ul进行数据通信；U3:触摸屏液晶显示器，将各种现场传感器采集过来的模拟信号或开关量信号的 状态显示出来；U4 电源输入端子，将额定输入电压AC660/220接入控制电路中；U5 隔离变压器，将额定输入电压AC660/220V转换为AC220V，AC40V和AC20V三种 输出电压；U6 :24V开关电源，给液晶显示屏U3、PLC继电器Ull、485隔离板U12和5路开关 按钮U14供电；；U7 :24V本安电源，将AC40V电压转换为24V电压，给本安电路供电；U8 :5V本安电源，将AC20V电压转换为5V电压，给本安电路供电；U9 模拟量输入隔离板，避免恶劣环境中模拟量输入信号的失真；U10, Ull :PLC继电器，用于控制电路中作信号转换用；U12 485隔离板，对485信号进行隔离；U13 :RS485通信端口，现场总线采集的信号与可编程逻辑控制器Ul进行通信的端 Π ；U14:5路开关按钮，用于‘启动’、‘停止’、‘复位，‘备用’、‘急停’；U15 开关量输入端口，本技术支持16路开关量输入；U16 开关量输出端口，本技术支持16路开关量输出；U17 模拟量输入端口，本技术支持8路模拟量输入。具体实施方式如图1所示，本技术主要由可编程逻辑控制器U1、千兆工业以太网交换机U2、 触摸屏液晶显示器U3、电源输入端子U4、隔离变压器U5以及外加一些隔离板U9、PLC继电 器UlO和U11、本安电源U7和U8、开关电源U6、5路开关按钮U14、输入端口 U15和U17、输 出端口 U16组成。所述的可编程逻辑控制器Ul具有隔爆本安性质，且有配套的网管软件。 所述的千兆工业以太网交换机U2具有2路千兆以太网光信号接口和2路百兆以太网光信 号接口，并且两个千兆光口可以组成光纤自愈环网。电源部分，将电源电缆连接到端子排的电源接线端，额定输入电压AC660/220V通 过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用隔爆兼本安型传输与控制器，包括壳体和安装在壳体内的控制电路，其特征在于：所述的控制电路包括：－－本实用新型的控制中心可编程逻辑控制器Ｕ１；用于检测信号、控制设备、显示状态、故障报警及操作；－－通过网线与可编程逻辑控制器Ｕ１连接的千兆工业以太网交换机Ｕ２，实现数据通信；－－与可编程逻辑控制器Ｕ１连接的触摸屏液晶显示器Ｕ３，将各种现场传感器采集过来的模拟信号或开关量信号的状态显示出来；－－与外部电源电线连接的电源输入端子Ｕ４；－－隔离变压器Ｕ５，将从电源输入端子Ｕ４输出的额定电压进行转换后给可编程逻辑控制器Ｕ１、千兆工业以太网交换机Ｕ２、２４Ｖ开关电源Ｕ６、２４Ｖ本安电源Ｕ７和５Ｖ本安电源Ｕ８供电；－－２４Ｖ开关电源Ｕ６，给液晶显示屏Ｕ３、ＰＬＣ继电器Ｕ１１、４８５隔离板Ｕ１２和５路开关按钮Ｕ１４供电；－－２４Ｖ本安电源Ｕ７，给ＰＬＣ继电器Ｕ１１供电；－－５Ｖ本安电源Ｕ８，给４８５隔离板Ｕ１２供电；－－连在可编程逻辑控制器Ｕ１和模拟量输入端口Ｕ１７之间的模拟量输入隔离板Ｕ９，将输入可编程逻辑控制器Ｕ１中的模拟量信号进行隔离；－－连在可编程逻辑控制器Ｕ１和开关量输出端口Ｕ１６之间的ＰＬＣ继电器Ｕ１０，用来控制开关量输出信号的通断；－－连在可编程逻辑控制器Ｕ１和开关量输入端口Ｕ１５之间的ＰＬＣ继电器Ｕ１１，用来控制开关量输入信号的通断；－－连在可编程逻辑控制器Ｕ１和ＲＳ４８５通信端口Ｕ１３之间的４８５隔离板Ｕ１２，将４８５信号进行隔离；－－和通讯线连接的ＲＳ４８５通信端口Ｕ１３，建立组态软件与可编程逻辑控制器Ｕ１的通信；－－与可编程逻辑控制器Ｕ１连接５路开关按钮Ｕ１４，用于‘启动’、‘停止’、‘复位’、‘备用’和‘急停’；－－将现场传感器采集的开关量信号送入可编程逻辑控制器Ｕ１中的开关量－输入端口Ｕ１５；－－将可编程逻辑控制器Ｕ１中的控制信号输出到控制现场来控制设备运行的开关量输出端口Ｕ１６；－－将现场传感器采集的模拟量信号送入可编程逻辑控制器Ｕ１中的模拟量输入端口Ｕ１７。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱建生，
申请(专利权)人：钱建生，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]