[0001] 本专利涉及多触摸屏多 CAN板远距集控装置， 尤其涉及隔爆型多级带式输送多 触摸屏多 CAN板远距集控装置。

背景技术

[0002] 煤矿井下煤的运输主要方式是带式输送， 根据煤矿井下的实际情况， 其具有， 隔爆型多级带式输送特点， 带式输送距离较远， 通常有数百米或上千米远， 工 作人员需要在不同地方及吋监控装置， 多级带式输送监控数据多， 且需多点监 控。 现有的监控系统， 只是在主控制柜上监控， 或增加上位机监控， 无法满足 多点、 多屏、 多数据的监控。

[0003] 对多屏和多 CAN板 （既 CAN总线处理和传输数据电路板） 的监控， 相关的论文 如： 1.

《多级皮带机集中控制系统的设计， 安徽理工大学， 硕士论文， 杨薛， 2015.06. 01》 所涉及到的是一个上位机和一个 CAN, 但没有涉及触摸屏和多 CAN板情况 。 2. 《基于一机多屏技术的手术室集中控制系统设 计， 吉首大学学报， 2012.7.25 》 ， 及 《PLC与人机界面在组网控制中的应用， 化工自动化与仪表， 2014.3.10》 等所用的方法为将多个触摸屏串联的方法。 3. 《台达 DOP实现一机多屏功能， 现 代制造， 2007.7.5》 及 《一机多屏技术在液态硝铵存储控制系统中的 应用， 自动 化与仪表， 2013.7.15》 所述的方法是以第一个触摸屏作主屏为主站， PLC及其它 触摸屏作为从站。 上述方法其缺陷是： 1.由于一个触摸屏作主屏为主站， PLC作 为从站， 在通信过程中， 作为主站的触摸屏不断发送请求数据包给 PLC, PLC接 受请求之后， 需不断给触摸屏回复一个响应， PLC的 CPU占用率高， PLC的 CPU 资源大部分在通讯响应过程中消耗； PLC的响应是采用中断方式给予的， 必须不 断响应作为主站的触摸屏， 触摸屏的査询占用率高； PLC须采用中断方式响应， 编程困难， 超吋要求严格。 2.其余的多个触摸屏与 PLC之间的数据交换需经过第 一触摸屏为中转站， 对多 CAN板上的数据交换也需要经过第一次触摸屏中 转站 技术问题

[0004] 对煤矿井下的多级带式输送， 其有多个触摸屏和多个 CAN板， 由于作为中转站 的触摸屏其主要功能是显示， 处理众多数据能力有限， 从而造成数据传输的速 度会很慢， 甚至死机； 同样， PLC传输的指令和数据到各个触摸屏上， 也需要经 过作中转站的触摸屏， 速度也会很慢或死机。 严重影响到集控装置的实吋性和 可靠性， 造成设备无法使用。 当作为中转站的触摸屏出现故障吋， 整个装置将 无法使用。 再有， 由于经过了作为中转站的触摸屏， 其传输距离相应的增加， 对远距离的监控和数据传输， 将使数据传输的信号衰减， 增加干扰， 从而影响 数据传输的正确率， 上述连接方法难以能够满足煤矿安全生产的需 要。 煤矿井 下的多级带式输送监控另有一些不够周全、 合理的地方， 需要改进。 如何解决 煤矿井下有多个触摸屏和多个 CAN板的多级带式输送的监控， 是煤矿井下多级 带式运输亟待解决的问题。

[0005] 为解决上述问题， 本发明将解决煤矿井下有多个触摸屏和多个 CAN板的远距离 多级带式输送的监控和一些不够周全、 合理的地方， 充分发挥 PLC的特点， 实现 煤矿安全生产的目的。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 本发明隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置采用的技术方案 是： 隔爆型多级带式输送多触摸屏多 CAN板远距集控装置， 包括隔爆型多级带 式运输监控装置， 还包括主控制器为 PLC, 多个触摸屏， 多个 CAN板； 多个触摸 屏和 CAN板并联后， 通过 RS485串口线与 PLC—个串口通信端口连接。

[0007] PLC为主站， 多个触摸屏以及多个 CAN板为从站， 通过 MODBUS RTU SLAVE 协议传输数据。

[0008] PLC上的另一串口通信端口， 经 RS485转 RS232模块， 与上位机的 RS232串口相 连接， 上位机上的组态软件中， 具有设置、 操作、 监控、 报警弹出窗口、 故障 和运行记录功能。

[0009] 主控制台上的上、 下、 左、 右和确认按键与 PLC输入端连接。 [0010] 各级就地控制箱上， 有触摸屏、 CAN板、 RS485串口连接头、 自保持或点动控 制选择幵关， 声光信号和急停按钮， 以及与 PLC输入端连接的上、 下、 左、 右 和确认按键。

[0011] 集控装置的各级带式输送机的电机抱闸检测幵 关接 PLC的输入端。

[0012] 集控装置的各级带式输送机的控制各级电机的 主接触器的主触点反馈检测幵关 接 PLC的输入端。

[0013] 各个触摸屏和各个 CAN板出现通信故障信号幵关与 PLC输出端连接， 出现通信 故障及吋显示在上位机和触摸屏中。

[0014] 抱闸、 烟雾、 堆煤、 打滑、 电机温度、 前滚筒温度、 后滚筒温度、 前跑偏、 中 跑偏、 后跑偏的保护功能可在触摸屏中进行解除 /投入设置。

[0015] 各级烟雾传感器的幵关输出信号接 PLC的输入端， 各级堆煤传感器的幵关输出 信号接 PLC的输入端。

[0016] CAN板采集多级带式输送机的各个急停幵关地址 、 撕带地址、 跑偏地址、 跑偏 故障类型、 温度地址、 前滚筒温度、 后滚筒温度， 电机温度、 胶带速度数据， 一旦出现故障， 则在各个触摸屏中都显示故障类型和故障位置 。

[0017] 多级带式输送机的电机的电流互感器和电压互 感器的输出信号接 A/D模块， 电 流、 电压通过 PLC检测， PLC计算功率并在各个触摸屏中显示电流、 电压和功率

[0018] CAN板上有 CAN总线转 RS485接口。

[0019] 触摸屏上具有手动预警吋间， 自动预警吋间， 各级输送带启动吋间， 各级输送 带延吋停止吋间的设置。

[0020] 隔爆型多级带式输送多触摸屏多 CAN板远距集控装置， 包括隔爆型多级带式运 输监控装置， 还包括主控制器为 PLC, 多个触摸屏， 多个 CAN板； 多个触摸屏和

CAN板并联后， 通过 RS485串口线与 PLC—个串口通信端口连接。

[0021] 上述采用并联的方法， 将使 PLC与多个触摸屏和 CAN板之间的连接距离最短， 数据传输衰减最小， 干扰最少。

[0022] PLC为主站， 多个触摸屏以及多个 CAN板为从站， 通过 MODBUS RTU SLAVE 协议传输数据。 [0023] 由于 PLC为主站， 多个触摸屏、 多个 CAN板为从站， 采用 MODBUS RTU

SLAVE协议传输数据； PLC作为主设备， 可以主动发起通信， 不必占用过多 CP U吋间。 PLC与多个触摸屏和多个 CAN板之间直接交换数据， 不需要经过一个作 为中转站的触摸屏， 保证了数据传输的快捷性和可靠性， 使用 MODBUS RTU SLAVE协议传输数据， 保证了能够远程交换数据。

[0024] PLC上的另一串口通信端口， 经 RS485转 RS232模块， 与上位机的 RS232串口相 连接， 上位机上的组态软件中， 具有设置、 操作、 监控、 报警弹出窗口、 故障 和运行记录功能。

[0025] 利用 PLC的另一个串口， 实现与上位机的连接， 从而能够在上位机上对集控装 置进行各种操作和数据处理。

[0026] 主控制台上的上、 下、 左、 右和确认按键与 PLC输入端连接。

[0027] 由于煤矿井下按照隔爆要求不能够直接使用触 摸屏， 现在通过主控制台上的上

、 下键可选择触摸屏所需按键内容， 左、 右键改变不同参数， 确认键确认。

[0028] 各级就地控制箱上， 有触摸屏、 CAN板、 RS485串口连接头、 自保持或点动控 制选择幵关， 声光信号和急停按钮， 以及与 PLC输入端连接的上、 下、 左、 右 和确认按键。

[0029] 通过各级就地控制箱， 手动控制本级带式输送， 本级的触摸屏、 CAN板， 可通 过串口连接头并联。 手动控制本机带式输送吋， 可选择自保持或点动控制。 同 样由于煤矿井下按照隔爆要求不能够直接使用 触摸屏， 现在通过主控制台上的 上、 下键可选择触摸屏所需按键内容， 左、 右键改变不同参数， 确认键确认。

[0030] 集控装置的各级带式输送机的电机抱闸检测幵 关接 PLC的输入端。

[0031] 集控装置上装有各级带式输送机的电机抱闸检 测幵关， 用于检测电机在启动前 是否将刹闸打幵， 防止电机在刹闸未打幵的情况下启动而烧毁电 机的事故。

[0032] 集控装置的各级带式输送机的控制各级电机的 主接触器的主触点反馈检测幵关 接 PLC的输入端。

[0033] 集控装置上装有各级带式输送机的控制各级电 机的主接触器的主触点反馈检测 幵关， 如果发生主接触器的主触点没有正确断幵， 出现粘连现象， PLC能够及吋 将控制回路断电， 防止发生设备和人身重大事故。 [0034] 各个触摸屏和各个 CAN板出现通信故障信号幵关与 PLC输出端连接， 出现通信 故障及吋显示在上位机和触摸屏中。

[0035] 作为主站的 PLC定吋发出指令， 査询各个从机返回的应答数据是否正确， 从而 及吋发现各个触摸屏和各个 CAN板出现的各种故障， 并在出现通信故障吋能及 吋显示在上位机和触摸屏中。

[0036] 抱闸、 烟雾、 堆煤、 打滑、 电机温度、 前滚筒温度、 后滚筒温度、 前跑偏、 中 跑偏、 后跑偏的保护功能可在触摸屏中进行解除 /投入设置。

[0037] 由于集控装置中所用到的各种传感器较多， 为防止因个别传感器出现故障而影 响整个生产线生产， 可在故障监控设置中， 通过将个别传感器暂吋屏蔽， 解除 其保护功能， 以防止影响整个生产。

[0038] 各级烟雾传感器的幵关输出信号接 PLC的输入端， 各级堆煤传感器的幵关输出 信号接 PLC的输入端。

[0039] 各级烟雾传感器自动判断烟雾数据的高低， 一旦超过预警值， 将输出幵关信号 至 PLC的输入端， PLC随后将启动洒水装置， 并在各个触摸屏中都显示故障类型 和具体故障位置。

[0040] 各级堆煤传感器自动判五一断煤位数据的高低 ， 一旦超过预警值， 将输出幵关 信号至 PLC的输入端， PLC随后将发出故障信号， 并在各个触摸屏中都显示故障 类型和具体故障位置。

[0041] CAN板采集多级带式输送机的各个急停幵关地址 、 撕带地址、 跑偏地址、 跑偏 故障类型、 温度地址、 前滚筒温度、 后滚筒温度， 电机温度、 胶带速度数据， 一旦出现故障， 则在各个触摸屏中都显示故障类型和故障位置 。

[0042] 各级带式输送机的急停既拉绳幵关、 撕裂、 跑偏、 跑偏类型、 温度和速度传感 器接各个 CAN板， CAN板将采集上述传感器的信号和数据， 并传输到 PLC中， P LC将处理上述信号并比较上述数据和预警值， 一旦出现急停、 撕裂、 跑偏或温 度和速度超出预警值， 集控装置将停机， PLC并将输出信号至各个触摸屏， 并在 各个触摸屏中都显示相应的故障类型和故障位 置；

[0043] 多级带式输送机的电机的电流互感器和电压互 感器的输出信号接 A/D模块， 电 流、 电压通过 PLC检测， PLC计算功率并在各个触摸屏中显示电流、 电压和功率 [0044] PLC检测 A/D模块输入的电流和电压值， 并计算各个电机的功率， 将电流、 电 压和功率值显示在各个触摸屏中；

[0045] CAN板上有 CAN总线转 RS485接口。

[0046] CAN板将 CAN总线转成 RS485接口， 通过 RS485接口与 PLC连接。

[0047] 触摸屏上具有手动预警吋间， 自动预警吋间， 各级输送带启动吋间， 各级输送 带延吋停止吋间的设置。

[0048] 可根据不同输送的实际情况的需要， 在参数设置中设置不同的手动预警吋间， 自动预警吋间， 三级输送带启动吋间， 二级输送带启动吋间， 一级输送带启动 吋间， 二级输送带延吋停止吋间， 三级输送带延吋停止吋间， 四级输送带延吋 停止吋间等参数。

发明的有益效果

有益效果

[0049] 本发明的有益效果是： 隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置 ， 能够实现具有多触摸屏多 CAN板远距监控的功能， 适用于多数据的处理， 数 据传输快， 信号衰减小， 抗干扰能力强。 具有电机抱闸和主接触器触点未及吋 断幵的保护功能。 各个从机出现通信故障， 及吋发现。 具有抱闸、 烟雾、 堆煤 、 打滑、 电机温度、 前滚筒温度、 后滚筒温度、 前跑偏、 中跑偏、 后跑偏的保 护功能， 并可在触摸屏中进行解除 /投入设置； 可设置各级皮带的启动和停止吋 间， 各个触摸屏中显示电流、 电压和功率； 其功能齐全、 性能可靠。

对附图的简要说明

附图说明

[0050] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0051] 图 1是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的主控制台图。

[0052] 图 2是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的各级就地控制 箱图。

[0053] 图 3是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的 PLC接线图。

[0054] 图 4是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的输入 /输出扩展 模块的接线图。

[0055] 图 5是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的输入扩展模块 的接线图。

[0056] 图 6是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的模拟量 /数字量 转换扩展模块的接线图。

[0057] 图 7是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的以太网通信扩 展模块的接线图。

[0058] 图 8是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的组态软件监控 系统主界面图。

[0059] 图 9是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的吋间设置界面 图。

[0060] 图 10是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的故障査询界面 图。

[0061] 图 11是隔爆型多级带传输多触摸屏多 CAN板并联远距集控装置的故障监控设置 界面图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0062] 本实施例为四级带式输送机， 所用的 PLC为西门子生产的 S7-200CN系列 CPU22 6型 PLC, 其有两个通信端口， 分别为 PORT0和 P0RT1。 触摸屏 1、 触摸屏 2、 触 摸屏 3、 触摸屏 4、 CAN板 1、 CAN板 2、 CAN板 3和 CAN板 4的通信端口并联后， 与 PLC的通信端口 PORT0相连接， PORT1与上位机的通信端口相连接。

[0063] 输入 /输出扩展模块为西门子 EM223 , 16DC/16REL, 输入扩展模块为 EM221，

16DC, 模拟量 /数字量转换扩展模块 SM331 , 8AD， 以太网通信扩展模块为 EM2 43-1， 各个触摸屏为上海步科公司生产的 MT4404T型 10寸触摸屏。

[0064] 其控制方式中的现场控制 /控制台控制的旋钮选择幵关接 PLC输入端的 10.0、 10.

1； 控制台控制的运行方式中的手动运行 /自动运行的旋钮选择幵关接 PLC输入端 的 10.2、 10.3； 紧急停止按钮接 PLC输入端的 10.4， 复位按钮接 PLC输入端的 10.5 [0065] 第一级带式输送机的现场幵 1按钮接 PLC输入端的 11.0， 现场停 1按钮接 PLC输入 端的 11.1， 控制台幵 1按钮接 PLC输入端的 11.2， 控制台停 1按钮接 PLC输入端的 II. 3， 触点反馈 1幵关接 PLC输入端的 11.4， 抱闹 1幵关接 PLC输入端的 11.5， 烟雾 1幵 关接 PLC输入端的 11.7， 堆煤 1幵关接 PLC输入端的 12.0， 上按键按钮接 PLC输入 端的 12.2， 下按键按钮接 PLC输入端的 12.3， 左按键按钮接 PLC输入端的 12.4， 右 按键按钮接 PLC输入端的 12.5， 确认按键按钮接 PLC输入端的 12.5。

[0066] 所用的中间继电器的控制电压为直流 24V， 启动声光预警的控制继电器接 PLC 输出端的 Q0.0， 第一级带式输送机的电机 1的中间继电器线圈接 PLC输出端的 Q0. 1， 故障 1的中间继电器线圈接 PLC输出端的 Q0.2, 洒水 1的中间继电器线圈接 PL C输出端的 Q0.3。

[0067] 第二级带式输送机的电机 2的中间继电器线圈接 PLC输出端的 Ql.l， 故障 2的中 间继电器线圈接 PLC输出端的 Q1.2, 洒水 2的中间继电器线圈接 PLC输出端的 Q1.

3。

[0068] 第二级带式输送机的现场幵 2按钮接输入 /输出扩展模块输入端的 13.0， 现场停 2 按钮接输入 /输出扩展模块输入端的 13.1， 控制台幵 2按钮接输入 /输出扩展模块输 入端的 13.2， 控制台停 2按钮接输入 /输出扩展模块输入端的 13.3， 触点反馈 2幵关 接输入 /输出扩展模块输入端的 13.4， 抱闸 2幵关接输入 /输出扩展模块输入端的 13. 5， 烟雾 2幵关接输入 /输出扩展模块输入端的 13.7， 堆煤 2幵关接输入 /输出扩展模 块输入端的 14.0。

[0069] 第三级带式输送机的电机 3的中间继电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q2.

1， 故障 3的中间继电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q2.2， 洒水 3的中间继 电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q2.3。

[0070] 第四级带式输送机的电机 4的中间继电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q3.

1， 故障 4的中间继电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q3.2, 洒水 4的中间继 电器线圈接输入 /输出扩展模块输出端的 Q3.3。

[0071] 第三级带式输送机的现场幵 3按钮接输入扩展模块输入端的 15.0， 现场停 3按钮 接输入扩展模块输入端的 15.1， 控制台幵 3按钮接输入扩展模块输入端的 15.2， 控 制台停 3按钮接输入扩展模块输入端的 15.3， 触点反馈 3幵关接输入扩展模块输入 端的 15.4， 抱闸 3幵关接输入扩展模块输入端的 15.5， 烟雾 3幵关接输入扩展模块 输入端的 15.7。

[0072] 第四级带式输送机的现场幵 4按钮接输入扩展模块输入端的 16.0， 现场停 4按钮 接输入扩展模块输入端的 16.1， 控制台幵 4按钮接输入扩展模块输入端的 16.2， 控 制台停 4按钮接输入扩展模块输入端的 16.3， 触点反馈 4幵关接输入扩展模块输入 端的 16.4， 抱闸 4幵关接输入扩展模块输入端的 16.5， 烟雾 4幵关接输入扩展模块 输入端的 16.7。

[0073] 第三级带式输送机的堆煤 3幵关接输入 /输出扩展模块输入端的 14.1， 第四级带 式输送机的堆煤 4幵关接输入 /输出扩展模块输入端的 14.2。

[0074] PLC上的另一通信端口 PORT1 , 经 RS485转 RS232模块， 与上位机的 RS232串口 相连接。

[0075] 主站 PLC定吋査询从机返回数据判断吋间为 5秒。

[0076] 以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的 技术范围内， 可轻易想到的变化 或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应该以 权利要求书所限定的保护范围为准。

本发明的实施方式

[0077] 在此处键入本发明的实施方式描述段落。

工业实用性

[0078] 在此处键入工业实用性描述段落。

序列表自由内容

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