用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，包括：主控模塊、以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊；其中以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別與主控模塊電連接；并且以太網(wǎng)通信模塊和以太網(wǎng)光纖通信模塊還分別與一撥碼開關(guān)電連接。利用本實用新型可克服雙絞線傳輸距離短的問題，并可提高信號穩(wěn)定性，節(jié)約設(shè)計成本。
【專利說明】用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于光纖通信的輸送帶檢測系統(tǒng)可編程輸入輸出控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制系統(tǒng)中大多設(shè)備需要實現(xiàn)自動化控制，通常是根據(jù)某個特定功能的需要，通過修改軟件的方式來滿足功能需求。同時，某個輸入輸出點在應(yīng)用過程中會遇到接錯信號的情況，而導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作。該種情況下，用戶只需修改軟件就可避免錯誤接線帶來的各種損失。另外，工業(yè)控制系統(tǒng)中大多采用總控室PC機集中控制的控制方案，控制信號傳輸?shù)膫鬏斁嚯x及穩(wěn)定性成為控制系統(tǒng)中主要解決的問題。目前，國內(nèi)的礦井一般都在地面以下幾公里的位置，在信號的傳輸方面大多仍以雙絞線進行傳輸，存在傳輸距離短、信號傳輸不穩(wěn)定等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實用新型提出一種基于光纖通信的輸送帶檢測系統(tǒng)可編程輸入輸出控制器，目的在于提供一種專用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可現(xiàn)場設(shè)定的可編程輸入輸出控制器，用于設(shè)備的運行狀態(tài)檢測和起停控制。
[0004]本發(fā)明提供了一種用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，包括:主控模塊、以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊；其中，以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別與主控模塊電連接；并且，以太網(wǎng)通信模塊和以太網(wǎng)光纖通信模塊還分別與一撥碼開關(guān)電連接。
[0005]優(yōu)選地，其中，各輸入接口開關(guān)量輸入模塊包括串聯(lián)的輸入端子和光電稱合器；各輸出接口開關(guān)量輸出模塊包括串聯(lián)的光電I禹合器、繼電器和輸出端子。
[0006]優(yōu)選地，其中繼電器采用8A電磁式繼電器。
[0007]優(yōu)選地，其中以太網(wǎng)通信模塊采用RJ45接口。
[0008]優(yōu)選地，其中以太網(wǎng)光纖通信模塊包括光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器選用SFP光纖收發(fā)器。
[0009]優(yōu)選地，其中控制器采用耐受電壓為交流1500V的AC/DC電源模塊，輸入交流電壓范圍為85-240V。
[0010]優(yōu)選地，其中主控模塊中包含以太網(wǎng)收發(fā)器，以太網(wǎng)通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，以太網(wǎng)收發(fā)器通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器與以太網(wǎng)通信模塊連接。
[0011]優(yōu)選地，其中以太網(wǎng)光纖通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光電轉(zhuǎn)換電路及光纖收發(fā)器，其中，以太網(wǎng)收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光纖轉(zhuǎn)換電路和光纖收發(fā)器依次串聯(lián)。
[0012]優(yōu)選地，其中，多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊分別接收輸送帶運行狀態(tài)開關(guān)量輸入信號、輸送帶縱向撕裂傳感器開關(guān)量輸入信號和輸送帶急停按鈕開關(guān)量輸入信號；多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別輸出X光探測器電源開關(guān)量輸出信號、出束控制開關(guān)輸出信號、輸送帶電源開關(guān)輸出信號和報警開關(guān)輸出信號。
[0013]本實用新型的有益效果:本實用新型以光纖代替以往雙絞線完成以太網(wǎng)信號傳輸，克服了雙絞線傳輸距離短的問題，實現(xiàn)控制器與PC及的點對點連接，提高了信號穩(wěn)定性，節(jié)約了設(shè)計成本。本實用新型具有客戶現(xiàn)場自定義輸入輸出的功能，降低了維護所需要的人力及物力，能夠快捷的改變輸入輸出端口的功能，通過以太網(wǎng)接口可接收來自PC機的控制信號并反饋設(shè)備運行狀態(tài)信息，實現(xiàn)對大型工業(yè)設(shè)備起/?？刂萍斑\行狀態(tài)檢測，方便現(xiàn)場調(diào)試與設(shè)備正常運行，適用于礦井等高危領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的控制器結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是本實用新型的控制器與PC機的連接圖。
[0017]圖4是本實用新型控制器通過交換機與PC機的連接圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖以及具體實施例，對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細描述。
[0019]圖1示出了本實用新型的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器的結(jié)構(gòu)圖，其包括:主控模塊、以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊。其中，多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊均與主控模塊電連接。其中，主控模塊與以太網(wǎng)通信模塊和以太網(wǎng)光纖通信模塊分別電連接，便于與PC (Personal Computer,個人計算機)相連,實際使用中，可通過撥碼開關(guān)在兩種通信方式之間進行切換，用戶可根據(jù)應(yīng)用需求進行選擇。
[0020]圖2示出了本實用新型一個實施例的控制器結(jié)構(gòu)圖，包含4個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和4個輸出接口開關(guān)量輸出模塊,其中，各輸入接口開關(guān)量輸入模塊和各輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別通過光電耦合器與主控模塊連接。并且，各輸出接口開關(guān)量輸出模塊均以繼電器為核心器件，繼電器采用8A電磁式繼電器，這樣的設(shè)置可使控制器能夠驅(qū)動較大電流的設(shè)備。其中，以太網(wǎng)通信模塊含有以太網(wǎng)通信接口，以太網(wǎng)通信接口可選用RJ45接口。以太網(wǎng)光纖通信模塊包括光纖通信接口和光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器可選用SFP光纖收發(fā)器。
[0021]本實用新型控制器的主控模塊的主控制器為微控制器，微控制器內(nèi)部集成以太網(wǎng)收發(fā)器。以太網(wǎng)通信模塊設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，以太網(wǎng)收發(fā)器通過隔離變壓器與RJ45接口相連接。以太網(wǎng)光纖通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光電轉(zhuǎn)換電路及光纖收發(fā)器，以太網(wǎng)收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光纖轉(zhuǎn)換電路及光纖收發(fā)器串聯(lián)。
[0022]如圖2，開關(guān)量輸入電路主要包括輸入端子和輸入光電耦合器，兩者串聯(lián)。開關(guān)量輸出電路主要包括輸出光電I禹合器、輸出繼電器和輸出端子，三者串聯(lián)。外部開關(guān)量信號通過輸入端子、輸入光電耦合器被送入主控模塊主機，主控模塊主機依據(jù)一定的仲裁邏輯算法對輸入信號進行采集，主機可通過多次數(shù)據(jù)采集法以提高采集數(shù)據(jù)正確性。主控模塊發(fā)出的數(shù)字量信號通過輸出光電耦合器隔離器作用到繼電器，實現(xiàn)繼電器的開關(guān)操作，進而實現(xiàn)對被控對象的啟/?？刂啤?br> [0023]本實用新型的控制器與PC進行通信，如圖3所示；控制器還可以通過交換機與PC進行通信，如圖4所示，用于傳遞控制命令信號和控制狀態(tài)信號，用戶可根據(jù)需要選擇光纖通信或以太網(wǎng)通信作為通信方式。
[0024]在實際應(yīng)用場景中，本實用新型的控制器具有兩種使用方式，一種使用方式為輸入輸出功能已確定正常情況，控制器的初始化完成，各個輸入、輸出功能確定，此時，輸入接口開關(guān)量輸入模塊可檢測外部開關(guān)信號，外部開關(guān)閉合時，輸入光電耦合器導(dǎo)通，主控模塊獲取開關(guān)量信息并傳送到PC機。主控模塊的主控制器接收到時，主控制器可根據(jù)接收到PC的開/關(guān)指令執(zhí)行繼電器的開/閉操作，當(dāng)主控模塊輸出低電平時，輸出光電耦合器導(dǎo)通，此時繼電器的線圈得電，繼電器常開端閉合、常閉端斷開；當(dāng)主控模塊輸出高電平時，輸出光電耦合器斷開，此時繼電器線圈失電，繼電器常閉端閉合、常開端斷開。另外一種情況是輸入、輸出功能需要重新定義，可通過外設(shè)電腦將重新設(shè)定的程序代碼下載到控制器中執(zhí)行即可。
[0025]本實用新型的控制器用于控制輸送帶檢測系統(tǒng)，在設(shè)備運行過程中，可同時檢測三路開關(guān)量輸入信號及控制四路開關(guān)量輸出信號，其中，三路開關(guān)量輸入信號分別為輸送帶運行狀態(tài)開關(guān)量輸入信號、輸送帶縱向撕裂傳感器開關(guān)量輸入信號及輸送帶急停按鈕開關(guān)量輸入信號；四路開關(guān)量輸出信號包括X光探測器電源開關(guān)量輸出信號、出束控制開關(guān)輸出信號、輸送帶電源開關(guān)輸出信號及報警開關(guān)輸出信號。輸送帶檢測系統(tǒng)工作時，控制器首先檢測輸送帶工作狀態(tài)并將狀態(tài)信息發(fā)送到PC機。當(dāng)PC機收到輸送帶“正在工作”的狀態(tài)信息后，處于監(jiān)控室的工作人員可繼續(xù)完成X光探測器供電、出束等操作。當(dāng)控制器接到輸送帶縱向撕裂傳感器提供的“皮帶撕裂”信號及輸送帶急停按鈕開關(guān)量信號后，控制器將狀態(tài)信息發(fā)送到PC端，同時控制輸送帶電源開關(guān)呈“斷開”狀態(tài)，停止輸送帶運行。其中，接收到“皮帶撕裂”信號后，在斷開輸送帶電源的同時并控制報警開光量輸出以實現(xiàn)報警。
[0026]本實用新型的控制器采用耐壓達交流1500V的AC/DC電源模塊供電，輸入交流電壓范圍為85-240V，可保證控制器不易被高壓擊穿損壞，還可保證控制器在電壓不穩(wěn)的情況下正常工作。
[0027]以上，結(jié)合具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行了詳細介紹，所描述的具體實施例用于幫助理解本實用新型的思想。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型具體實施例的基礎(chǔ)上做出的推導(dǎo)和變型也屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，包括:主控模塊、以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊；其中，以太網(wǎng)通信模塊、以太網(wǎng)光纖通信模塊、多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊和多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別與主控模塊電連接；并且，以太網(wǎng)通信模塊和以太網(wǎng)光纖通信模塊還分別與一撥碼開關(guān)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中，各輸入接口開關(guān)量輸入模塊包括串聯(lián)的輸入端子和光電I禹合器；各輸出接口開關(guān)量輸出模塊包括串聯(lián)的光電I禹合器、繼電器和輸出端子。
3.如權(quán)利要求2所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中繼電器采用8A電磁式繼電器。
4.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中以太網(wǎng)通信模塊采用RJ45接口。
5.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中以太網(wǎng)光纖通信模塊包括光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器選用SFP光纖收發(fā)器。
6.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中控制器采用耐受電壓為交流1500V的AC/DC電源模塊，輸入交流電壓范圍為85-240V。
7.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中主控模塊中包含以太網(wǎng)收發(fā)器，以太網(wǎng)通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，以太網(wǎng)收發(fā)器通過網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器與以太網(wǎng)通信模塊連接。
8.如權(quán)利要求7所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中以太網(wǎng)光纖通信模塊具有網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光電轉(zhuǎn)換電路及光纖收發(fā)器，其中，以太網(wǎng)收發(fā)器、網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、光纖轉(zhuǎn)換電路和光纖收發(fā)器依次串聯(lián)。
9.如權(quán)利要求1所述的用于輸送帶檢測系統(tǒng)的可編程輸入輸出控制器，其特征在于，其中，多個輸入接口開關(guān)量輸入模塊分別接收輸送帶運行狀態(tài)開關(guān)量輸入信號、輸送帶縱向撕裂傳感器開關(guān)量輸入信號和輸送帶急停按鈕開關(guān)量輸入信號；多個輸出接口開關(guān)量輸出模塊分別輸出X光探測器電源開關(guān)量輸出信號、出束控制開關(guān)輸出信號、輸送帶電源開關(guān)輸出信號和報警開關(guān)輸出信號。
【文檔編號】H04B10/25GK204188965SQ201420569955
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】苗繼軍, 張學(xué)忠, 劉波, 李子豪, 羅武軍, 苗長云, 楊彥利, 孟德軍, 仲為亮 申請人:神華集團有限責(zé)任公司, 神華烏海能源有限責(zé)任公司, 天津市恒一機電科技有限公司