一种基于PLC的可编程控制箱的制作方法

本实用新型涉及一种基于PLC的可编程控制箱，属于煤矿井下自动化控制技术领域。

背景技术：

在现在的煤矿井下的自动化控制中，煤矿井下水泵房自动化控制尤其重要，其要求具有很好的防爆功能。但是，目前的控制箱不仅防爆效果有限，而且，无法实现通过周边的数据采集，为自动控制提供依据，在实现控制水泵时，缺少必要的相应保护措施，也缺乏相应的远程通讯功能以便实现联网，无法实现将就近人工操作、远程操作和自动操作进行相结合，影响煤矿井下控制的安全性。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术问题，提供一种基于PLC的可编程控制箱，目的是提高提高防爆效果，同时实现必要的保护措施，拟解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于PLC的可编程控制箱，其特征在于，该控制箱包括上腔和下腔，上腔为接线腔，下腔为设备腔，上腔与下腔采用穿腔端子连通，其中，所述的上腔法兰平面与该控制箱的上盖之间通过平面接触的连接方式构成平面接合面防爆方式，所述的下腔与该控制箱的下盖之间采用快开门结构的防爆方式连接，该快开门结构包括由手把和轴组成的开门组件、由旋柄、锁芯和锁块组成的闭锁组件和由扣条、扣钉和扣钉槽组成的闭紧组件构成，其中，手把与轴连接，所述的手把和轴使得控制箱的门盖上的扣条和扣钉槽与下腔的相对应并闭紧，所述的旋柄与所述的锁芯连接，所述的锁芯与所述的锁块配合设置，所述的旋柄能旋转至通电与断电方向，通过旋柄控制控制箱门盖的打开与关闭。

进一步，作为优选，所述的上腔法兰与该控制箱的上盖之间采用14个螺丝固定。

进一步，作为优选，所述旋柄与铜套连接，所述的铜套的外壁通过满焊的方式设置在壳体壁上，所述的铜套套设在轴上，所述的轴的端部连接设置隔离换向开关，所述的隔离换向开关采用固定板进行固定设置。

进一步，作为优选，所述控制箱上设置有旋钮开关和按键，实现启动、停止、复位功能。

进一步，作为优选，所述控制箱上设置有观察窗，所述观察窗位于下腔门盖中上部，以便观察内部电器运行情况。

进一步，作为优选，所述控制箱上设置有8路开关量信号输入，以便采集开关量信号，所述控制箱内部输出DC18V电源，串联外部传感器后接入开关量采集端，当外部传感器导通，则触发TLP521-4光耦输入端，使输出端导通，则DC24V进入PLC，从而判断出外部传感器状态。

进一步，作为优选，该控制箱上设置有TCP/IP通讯口和RS485信号接口，以便与附近设备数据通讯，并利用以太网远程传输，实现远程操作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型大大提高了煤矿井下水泵房自动化程度，应用于煤矿排水监控系统中，作为水泵的驱动控制，通过自身的采集和控制接口，根据现场情况，按照煤矿安全规程，可自动、半自动、手动控制水泵工作，能够在煤矿井下环境使用，符合防爆要求，通过周边的数据采集，为自动控制提供依据，实现控制水泵，并有相应的保护措施，具有远程通讯，实现联网，可以实现就近人工操作、远程操作和自动操作相结合。

附图说明

图1是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的整体结构示意图；

图2是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的开门组件结构示意图；

图3是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的闭锁组件结构示意图；

图4是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的闭紧组件结构示意图；

图5是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的断电闭锁结构示意图；

图6是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的开关采集结构示意图；

图7是本实用新型的基于PLC的可编程控制箱的与PLC的连接结构示意图；

其中，1、上盖，2、上腔法兰，3、隔爆结合面，4、轴，5、手把，6、开门组件，7、旋柄，8、锁芯,9、锁块，10、扣条，11、扣钉,12、扣钉槽，13、铜套，14、壳体壁，15、隔离换向开关，16、固定板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于PLC的可编程控制箱，其包括上下两个腔，上腔为接线腔，下腔为设备腔，上下腔用穿腔端子连通。

上腔与上盖1之间为平面接合面防爆方式，即上盖1与上腔法兰2平面接触，通过14个螺丝固定，如示例图1所示。

下腔与下盖之间为快开门结构的防爆方式，即通过一个装置的简单操作，可打开或关合的门。该装置的结构使操作分两个步骤完成，第一步关合，第二步锁住；或者第一步解锁，第二步打开；本实用新型设计了由手把5和轴4组成的开门组件6（图2），由旋柄7、锁芯8和锁块9组成的闭锁组件（图3），由扣条、扣钉和扣钉槽组成的闭紧组件（图4）。关门时，手把上提，将下腔门盖推至闭合，此时门盖高于下腔，然后向下按手把5，使门盖上的扣条10和扣钉槽12与下腔的相对应并闭紧，此时应保证隔爆面参数符合GB3836-2010要求，然后用扳手将锁芯逆时针拧至锁块上方，将旋柄旋至通电方向，此时旋柄上的凹槽转动位置，锁芯8无法退回 ，从而保证挡住锁块9并使门盖无法向上打开。开门时，先将旋柄7旋至断电方向，用扳手将锁芯拧至不遮挡锁块的位置，然后提升门盖使扣钉、扣条错位，从而平移门盖将其打开。

本实用新型有断电闭锁结构（图5） ，符合GB3836.2-2010中第7章操纵杆的防爆要求，本实用新型设计了通过旋柄控制隔离换向开关来实现开盖前断电，只有旋柄旋至断电位置时，闭锁组件才能解锁门盖，使得门盖打开。

本实用新型设计有旋钮开关和按键，实现启动、停止、复位等功能。

本实用新型有观察窗，位于下腔门盖中上部，可以观察内部电器运行情况。

在本实施例中，本实用新型有8路开关量信号输入，采集开关量信号。如图6所示，本实用新型内部输出DC18V电源，串联外部传感器后接入开关量采集端，当外部传感器导通，则触发TLP521-4光耦输入端，使输出端导通，则DC24V进入PLC，从而判断出外部传感器状态。设置有3路模拟量信号输入，采集（4～20）mA信号。

本实用新型通过8路继电器输出控制水泵电机驱动器，并有三相电压、电流采集，采集范围（0～100）V、（0～1.0）A，实现电机保护。本实用新型设计了TCP/IP通讯口和RS485信号接口，可以和附近设备数据通讯，并能利用以太网远程传输，实现远程操作。本实用新型设计了4个旋钮开关和24个按键，通过其与PLC输入端相连来现场人工操作（图7）。

其中，作为较优实施例，穿腔端子选用有防爆合格证的产品，JZ10-220隔爆低压接线端子、JD4-660隔爆低压接线端子、JZ16-220隔爆低压接线端子三种，外径36mm，隔爆接合面参数为：L≥16mm，ic≤0.25mm，Ra=3.2；上腔与上盖之间为平面接合面防爆方式，使用14个螺丝固定，隔爆接合面参数为：L≥40mm，l≥16mm，ic≤0.3mm，Ra=6.3；；下腔与下盖之间为快开门结构的防爆方式，隔爆接合面参数为：L≥35mm，ic≤0.25mm，Ra=6.3；产品有断电闭锁结构，隔爆接合面参数为：L≥28mm，ic≤0.25mm，Ra=6.3；有旋钮开关和按键，隔爆接合面参数为：L≥18mm，ic≤0.3mm，Ra=6.3；有观察窗，隔爆接合面参数为：L≥14mm，ic≤0.3mm，Ra=6.3。

对于开关量信号输入，使用光耦进行隔离，外接电阻不小于90kΩ时对应逻辑“0”，外接电阻不大于300Ω时对应逻辑“1”；模拟量信号输入，采集（4～20）mA信号，对应1路真空度采集范围（0%~100%），对应1路出水压力采集范围（0MPa ~10MPa），对应1路水位采集范围（0cm ~500cm）。

继电器输出接点容量为AC127V/1.0A(阻性负载)，触点闭合时的接触电阻不大于1.0Ω；三相电压、电流采集，采集范围（0～100）V、（0～1.0）A，采集误差：≤1.5%( F.S.)。TCP/IP通讯口1路，采用全双工的TCP/IP以太网电信号传输协议，传输速率10/100Mbps自适应；RS485信号接口1路，采用半双工的RS485传输协议，传输速率9600bps。4个旋钮开关和24个按键，由旋钮座、旋钮、旋钮套、旋钮弹簧、旋钮铜套、旋钮垫片组成旋钮开关并符合GB3836-2010要求；由按钮座、按钮、按钮套、按钮弹簧、按钮铜套、按钮垫片组成按键并符合GB3836-2010要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。