专利名称：一种全功能胶带运输机保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业自动化系统，具体地说是一种全功能胶带运输机保护系统。
背景技术：
胶带运输机在工业过程控制企业中被广泛使用。为保证胶带运输机的安全运行，人们在工程实践中开发了一系列保护装置。其常用的保护装置有:急停拉绳开关、跑偏开关、失速传感器、纵撕传感器、烟温传感器、物料堆积传感器。在目前的自动化控制系统中，这些保护装置均单独与PLC连接，并在某一方面对胶带运输机的安全运行进行保护。这样运用的缺点是:其一、PLC控制器需要为每个保护装置配置DI点，占用大量的PLC模块资源。其二、保护装置与PLC的连接，需要大量的控制电缆。占用材料成本和施工成本。其三、特别是在长距离胶带运输机，保护装置更多，资源的占用更大。另外，保护装置的报警状况只有中央集控室能全面掌握，特别不利于岗位工实时掌握胶带运输机保护装置的运行状况。
实用新型内容本实用新型为解决上述问题提供了一种全功能胶带运输机保护系统，该系统的安装接线简单，投资成本较低，并能够现场掌控和调试胶带运输机全部保护装置的运行状况。本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是:一种全功能胶带运输机保护系统，由机头控制器和胶带保护装置组成，所述的机头控制器设置在胶带运输机的机头位置，并由开关电源、总线接口转换器、PLC控制器以及触控显示屏组成；所述的胶带保护装置包括拉绳开关、跑偏开关、失速开关、堵塞开关、纵撕开关和烟温传感器，其中拉绳开关设置在胶带运输机边沿的同一侧，跑偏开关为设置在胶带运输机的两侧的限位传感器，失速开关为设置在运输机的从动轴上的转速传感器，以及堵塞开关为设置在胶带运输机的溜槽上的物料压力传感器，纵撕开关为设置在运输胶带中部的触碰传感器，烟温传感器为设置在胶带运输栈桥内的温度传感器，且在拉绳开关、跑偏开关、失速开关、堵塞开关、纵撕开关和烟温传感器上均内置固定有总线通信模块，各个总线通信模块分别与胶带保护装置中的开关电连接，且所有的总线通信模块通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器与机头控制器中的PLC控制器连接，PLC控制器通过通讯接口与触控显示屏相连，且PLC控制器与过程控制系统主站连接，开关电源为胶带保护装置和总线接口转换器提供电源。所述的总线通信模块通过手持编程器设置安装位置的地址信息，地址设置范围为1-128。所述的总线通信模块与手持编程器的连接采用两线制总线连接。所述的总线接口转换器通过串行口与PLC控制器相连。所述的拉绳开关每两个之间的间距不超过40m，跑偏开关距离机头控制器最近的距离为50m，且同一侧每两个之间的间距为55m。所述的失速开关由具备总线通信功能的接近开关组成。所述的开关电源为24V电源。所述的PLC控制器通过以太网与过程控制系统主站相连。胶带保护装置中所有的内置总线通信模块通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器与机头控制器中的PLC控制器通信。PLC控制器根据采集来的保护信号进行逻辑编程，将各种保护信号转化为报警出口供外部控制接线使用(比如硬接线控制回路或声光报警回路);同时，通过对速度信号的编程，可实时掌握胶带机运行速度。触控显示屏通过通讯接口与PLC控制器连接，可实时的显示各位置保护装置的运行状态，以及胶带机的运行速度；还可通过其人机交互界面设定失速参数以及各种保护功能的投入与退出。最后，机头控制器可作为过程控制系统中的智能分站与系统主站进行通信，减少系统主站对单台胶带运输机单个保护装置的分散采集。本实用新型的有益效果:其一、本实用新型提供的总线通信模块采用两线制接线，通信总线同时也是通信模块的电源线，它大大减少了保护装置的控制接线，节省了控制电缆的材料成本及施工成本；且该通信总线接线方式灵活，可自由拓扑，2公里范围内无需中继；其二、总线通信模块可通过软件在线设定地址，也可通过手持编程器设定地址，地址设定简单方便；其三、机头控制器可作为过程控制系统的智能分站，大大减少PLC主站控制I/O点的使用，减少控制电缆的敷设。其四、机头控制器的触控显示屏可作为人机界面使用，可实时显示胶带运输机保护装置的运行状况，设定各种保护的运行参数以及保护功能的投入及退出，便于胶带运输机岗位工实时掌握设备运行工况；机头控制器还可以与各种外部控制电路配合使用，比如现场的声光报警系统等。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明:
图1为本实用新型的系统构成图；图2为本实用新型的系统通信示意图；图3为胶带保护装置的拉绳开关的内置总线通信模块接线示意图；附图标记:1、机头控制器，2、胶带保护装置，3、开关电源，4、总线接口转换器，5、PLC控制器，6、触控显示屏，7、拉绳开关，8、跑偏开关，9、失速开关，10、堵塞开关，11、纵撕开关，12、烟温传感器，13、过程控制系统主站，14、总线通信模块，15、手持编程器。
具体实施方式
如
图1和2所示:一种全功能胶带运输机保护系统，由机头控制器I和胶带保护装置2组成，所述的机头控制器I设置在胶带运输机的机头位置，并由开关电源3、总线接口转换器4、PLC控制器5以及触控显示屏6组成；所述的胶带保护装置2包括拉绳开关7、跑偏开关8、失速开关9、堵塞开关10、纵撕开关11和烟温传感器12，其中拉绳开关7设置在胶带运输机边沿的同一侧，跑偏开关8为设置在胶带运输机的两侧的限位传感器，失速开关9为设置在运输机的从动轴上的转速传感器，以及堵塞开关10为设置在胶带运输机的溜槽上的物料压力传感器，纵撕开关11为设置在运输胶带中部的触碰传感器，烟温传感器12为设置在胶带运输栈桥内的温度传感器，且在拉绳开关7、跑偏开关8、失速开关9、堵塞开关10、纵撕开关11和烟温传感器12上均内置固定有总线通信模块14，各个总线通信模块14分别与胶带保护装置2中的开关电连接，且所有的总线通信模块14通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器4与机头控制器I中的PLC控制器5连接，PLC控制器5通过通讯接口与触控显示屏6相连，且PLC控制器5与过程控制系统主站13连接，开关电源3为胶带保护装置2和总线接口转换器4提供电源。如图3所示，所述的总线通信模块14通过手持编程器15设置安装位置的地址信息，地址设置范围为1-128，总线通信模块14与手持编程器15的连接采用两线制总线连接，需要说明的是，图3为拉绳开关的内置总线通信模块接线示意图，其他开关的接线示意图与拉绳开关相同。所述的总线接口转换器4通过串行口与PLC控制器5相连。所述的拉绳开关7每两个之间的间距不超过40m，跑偏开关8距离机头控制器I最近的距离为50m，且同一侧每两个之间的间距为55m。所述的失速开关9由具备总线通信功能的接近开关组成。所述的开关电源3为24V电源。
`[0032]所述的PLC控制器5通过以太网与过程控制系统主站13相连。所述的总线接口转换器4、内置在胶带保护开关中总线通信模块14和两线制总线电缆组成了一个能传输简单开关量信号的总线网络。这个总线网络，采用两线制载波通讯，两线制电缆既是模块的电源电缆也是信号传输的通讯电缆，且其通讯原理采用时分复用技术。所谓时分复用技术，就是总线接口转换器4对总线网络不断地发出载波信号，此载波信号中含有为网络内的每个总线通讯模块分配的地址时隙。总线通信模块14根据其设置的地址编码，侦测到载波信号中对应的地址时隙时，核对其采集的对象状态，并将相应的状态信号发送给总线接口转换器4。总线通信模块14，与外部常规的胶带保护开关进行物理连接，采集其开关状态。总线通信模块14安装位置的地址信息，可通过手持编程器15灵活设置，地址设置范围为Γ1280总线通信模块14与手持编程器15的连接也采用两线连接，简单方便。总线接口转换器4除了通过两线制电缆与总线通信模块14相连外，还通过串行口和PLC控制器5相连，其作用是将总线网络采集来的信号，转换为PLC控制器5可以识别的信号，或者将PLC控制器5的指令信号转换为总线网络信号。PLC控制器5选用美国AB公司NX7S-10ADT型PLC，其作用是根据总线网络采集来的胶带保护信号进行逻辑编程，将各种保护信号转化为物理的报警状态出口，供外部控制回路使用(比如提供声光报警接口等)；同时根据速度信号，计算出胶带运行机的实时运行速度。NX7S-10ADT型PLC具有10个继电器输出接口，逻辑编程充分利用这些接口，用以驱动外部的声光报警器或胶带运输机的控制回路。当胶带运输机的保护装置动作时(比如发生溜槽堆煤、二级跑偏、胶带撕裂、紧急拉绳等情况时)即可启动不同的报警装置。同时也可把报警接口提供给胶带运输机的控制回路，用来停止胶带运输机。逻辑编程还可通过失速开关9的检测信号，计算出胶带运行机的实时运行速度。PLC控制器5还通过通讯接口与触控显示屏6相连，触控显示屏6选用美国AB公司C200型触摸屏。它用来实时显示各保护装置的运行状态，胶带运输机的运输速度，还可通过其人机交互界面，设定失速保护参数以及各种保护功能的投入与退出。C200具有丰富的图形界面，可以形象的显示胶带运行机的运行与停止、保护装置的投入与退出等情况。其人机交互的设置功能，主要通过配合PLC的逻辑程序来实现。当用户需要停止某种保护装置的使用时，可直接通过触控设置。比如，胶带运输机发生严重跑偏时，保护装置发出报警信号并停止胶带运输机，胶带运输机再也无法从新开启。此时，需要暂时退出跑偏开8的功能，才可重新开启胶带运输机。另外，不同的胶带运输机具有不同的额定运行速度，因此，失速参数也不同。此时，我们可直接通过人机交互界面设置胶带运输机的额定速度来设定失速参数。胶带运输机是过程控制系统中的一台设备，为了提供本保护装置与过程控制系统的有序控制，PLC控制器5还可通过以太网，或其他通信协议与整个过程控制系统主站13相连。用以减少系统主站对单台胶带运输机单个保护装置的分散采集，大大节省系统主站I/O总线通信模块14和控制电缆的使用。本实用新型的实施过程:胶带保护装置2中所有的内置总线通信模块14通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器4与机头控制器I中的PLC控制器5通信。PLC控制器5根据采集来的保护信号进行逻辑编程，将各种保护信号转化为报警出口供外部控制接线使用(比如硬接线控制回路或声光报警回路)；同时，通过对速度信号的编程，可实时掌握胶带机的运行速度。触控显示屏6通过通讯接口与PLC控制器5连接，可实时的显示各位置保护装置的运行状态，胶带机的运行速度；还可通过其人机交互界面设定失速参数以及各种保护功能的投入与退出。最后，机头控制器I可作为过程控制系统中的智能分站与过程控制系统主站13进行通信，减少过程控制系统主站13对单台胶带运输机单个保护装置的分散采集。
权利要求1.一种全功能胶带运输机保护系统，由机头控制器(I)和胶带保护装置(2)组成，其特征在于:所述的机头控制器(I)设置在胶带运输机的机头位置，并由开关电源(3)、总线接口转换器(4)、PLC控制器(5)以及触控显示屏(6)组成；所述的胶带保护装置(2)包括拉绳开关(7)、跑偏开关(8)、失速开关(9)、堵塞开关(10)、纵撕开关(11)和烟温传感器(12)，其中拉绳开关(7)设置在胶带运输机边沿的同一侧，跑偏开关(8)为设置在胶带运输机的两侧的限位传感器，失速开关(9)为设置在运输机的从动轴上的转速传感器，以及堵塞开关(10)为设置在胶带运输机的溜槽上的物料压力传感器，纵撕开关(11)为设置在运输胶带中部的触碰传感器，烟温传感器(12)为设置在胶带运输栈桥内的温度传感器，且在拉绳开关(7)、跑偏开关(8)、失速开关(9)、堵塞开关(10)、纵撕开关(11)和烟温传感器(12)上均内置固定有总线通信模块(14)，各总线通信模块(14)分别与其对应的胶带保护装置(2)中的开关电连接，且所有的总线通信模块(14)通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器(4 )与机头控制器(I)中的PLC控制器(5 )连接，PLC控制器(5 )通过通讯接口与触控显示屏(6)相连，且PLC控制器(5)与过程控制系统主站(13)连接，开关电源(3)为胶带保护装置(2 )和总线接口转换器(4 )提供电源。
2.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的总线通信模块(14)通过手持编程器(15)设置安装位置的地址信息，地址设置范围为1-128。
3.如权利要求2所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的总线通信模块(14)与手持编程器(15)的连接采用两线制总线连接。
4.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的总线接口转换器(4)通过串行口与PLC控制器(5)相连。
5.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的拉绳开关(7)每两个之间的间距不超过40m，跑偏开关(8)距离机头控制器(I)最近的距离为50m，且同一侧每两个之间的间距为55m。
6.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的失速开关(9)由具备总线通信功能的接近开关组成。
7.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的开关电源(3)为24V电源。
8.如权利要求1所述的一种全功能胶带运输机保护系统，其特征在于:所述的PLC控制器(5)通过以太网与过程控制系统主站(13)相连。
专利摘要一种全功能胶带运输机保护系统，由机头控制器和胶带保护装置组成，所述的机头控制器设置在胶带运输机的机头位置，并由开关电源、总线接口转换器、PLC控制器以及触控显示屏组成；所述的胶带保护装置的各开关上均内置固定有总线通信模块，各个总线通信模块分别与胶带保护装置中的开关电连接，且所有的总线通信模块通过两线制总线连接在一起，并通过总线接口转换器与机头控制器中的PLC控制器连接。本装置减少了保护装置的控制接线，节省了控制电缆的材料成本及施工成本，且该通信总线接线方式灵活，可自由拓扑；总线通信模块可通过软件在线设定地址，也可通过手持编程器设定地址，地址设定简单方便。
文档编号B65G43/02GK202944832SQ20122062585
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者周国宾, 楚峰, 张剑峰, 高宇 申请人:平顶山中选自控系统有限公司