用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，包括：主控模块、以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块；其中以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块分别与主控模块电连接；并且以太网通信模块和以太网光纤通信模块还分别与一拨码开关电连接。利用本实用新型可克服双绞线传输距离短的问题，并可提高信号稳定性，节约设计成本。
【专利说明】用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化控制【技术领域】，具体涉及一种基于光纤通信的输送带检测系统可编程输入输出控制器。
【背景技术】
[0002]工业控制系统中大多设备需要实现自动化控制，通常是根据某个特定功能的需要，通过修改软件的方式来满足功能需求。同时，某个输入输出点在应用过程中会遇到接错信号的情况，而导致整个系统不能正常工作。该种情况下，用户只需修改软件就可避免错误接线带来的各种损失。另外，工业控制系统中大多采用总控室PC机集中控制的控制方案，控制信号传输的传输距离及稳定性成为控制系统中主要解决的问题。目前，国内的矿井一般都在地面以下几公里的位置，在信号的传输方面大多仍以双绞线进行传输，存在传输距离短、信号传输不稳定等问题。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型提出一种基于光纤通信的输送带检测系统可编程输入输出控制器，目的在于提供一种专用于输送带检测系统的可现场设定的可编程输入输出控制器，用于设备的运行状态检测和起停控制。
[0004]本发明提供了一种用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，包括:主控模块、以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块；其中，以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块分别与主控模块电连接；并且，以太网通信模块和以太网光纤通信模块还分别与一拨码开关电连接。
[0005]优选地，其中，各输入接口开关量输入模块包括串联的输入端子和光电稱合器；各输出接口开关量输出模块包括串联的光电I禹合器、继电器和输出端子。
[0006]优选地，其中继电器采用8A电磁式继电器。
[0007]优选地，其中以太网通信模块采用RJ45接口。
[0008]优选地，其中以太网光纤通信模块包括光纤收发器，光纤收发器选用SFP光纤收发器。
[0009]优选地，其中控制器采用耐受电压为交流1500V的AC/DC电源模块，输入交流电压范围为85-240V。
[0010]优选地，其中主控模块中包含以太网收发器，以太网通信模块具有网络隔离变压器，以太网收发器通过网络隔离变压器与以太网通信模块连接。
[0011]优选地，其中以太网光纤通信模块具有网络隔离变压器、光电转换电路及光纤收发器，其中，以太网收发器、网络隔离变压器、光纤转换电路和光纤收发器依次串联。
[0012]优选地，其中，多个输入接口开关量输入模块分别接收输送带运行状态开关量输入信号、输送带纵向撕裂传感器开关量输入信号和输送带急停按钮开关量输入信号；多个输出接口开关量输出模块分别输出X光探测器电源开关量输出信号、出束控制开关输出信号、输送带电源开关输出信号和报警开关输出信号。
[0013]本实用新型的有益效果:本实用新型以光纤代替以往双绞线完成以太网信号传输，克服了双绞线传输距离短的问题，实现控制器与PC及的点对点连接，提高了信号稳定性，节约了设计成本。本实用新型具有客户现场自定义输入输出的功能，降低了维护所需要的人力及物力，能够快捷的改变输入输出端口的功能，通过以太网接口可接收来自PC机的控制信号并反馈设备运行状态信息，实现对大型工业设备起/停控制及运行状态检测，方便现场调试与设备正常运行，适用于矿井等高危领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的控制器的结构图。
[0015]图2是本实用新型优选实施例的控制器结构图。
[0016]图3是本实用新型的控制器与PC机的连接图。
[0017]图4是本实用新型控制器通过交换机与PC机的连接图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述。
[0019]图1示出了本实用新型的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器的结构图，其包括:主控模块、以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块。其中，多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块均与主控模块电连接。其中，主控模块与以太网通信模块和以太网光纤通信模块分别电连接，便于与PC (Personal Computer,个人计算机)相连,实际使用中，可通过拨码开关在两种通信方式之间进行切换，用户可根据应用需求进行选择。
[0020]图2示出了本实用新型一个实施例的控制器结构图，包含4个输入接口开关量输入模块和4个输出接口开关量输出模块,其中，各输入接口开关量输入模块和各输出接口开关量输出模块分别通过光电耦合器与主控模块连接。并且，各输出接口开关量输出模块均以继电器为核心器件，继电器采用8A电磁式继电器，这样的设置可使控制器能够驱动较大电流的设备。其中，以太网通信模块含有以太网通信接口，以太网通信接口可选用RJ45接口。以太网光纤通信模块包括光纤通信接口和光纤收发器，光纤收发器可选用SFP光纤收发器。
[0021]本实用新型控制器的主控模块的主控制器为微控制器，微控制器内部集成以太网收发器。以太网通信模块设置有网络隔离变压器，以太网收发器通过隔离变压器与RJ45接口相连接。以太网光纤通信模块具有网络隔离变压器、光电转换电路及光纤收发器，以太网收发器、网络隔离变压器、光纤转换电路及光纤收发器串联。
[0022]如图2，开关量输入电路主要包括输入端子和输入光电耦合器，两者串联。开关量输出电路主要包括输出光电I禹合器、输出继电器和输出端子，三者串联。外部开关量信号通过输入端子、输入光电耦合器被送入主控模块主机，主控模块主机依据一定的仲裁逻辑算法对输入信号进行采集，主机可通过多次数据采集法以提高采集数据正确性。主控模块发出的数字量信号通过输出光电耦合器隔离器作用到继电器，实现继电器的开关操作，进而实现对被控对象的启/停控制。
[0023]本实用新型的控制器与PC进行通信，如图3所示；控制器还可以通过交换机与PC进行通信，如图4所示，用于传递控制命令信号和控制状态信号，用户可根据需要选择光纤通信或以太网通信作为通信方式。
[0024]在实际应用场景中，本实用新型的控制器具有两种使用方式，一种使用方式为输入输出功能已确定正常情况，控制器的初始化完成，各个输入、输出功能确定，此时，输入接口开关量输入模块可检测外部开关信号，外部开关闭合时，输入光电耦合器导通，主控模块获取开关量信息并传送到PC机。主控模块的主控制器接收到时，主控制器可根据接收到PC的开/关指令执行继电器的开/闭操作，当主控模块输出低电平时，输出光电耦合器导通，此时继电器的线圈得电，继电器常开端闭合、常闭端断开；当主控模块输出高电平时，输出光电耦合器断开，此时继电器线圈失电，继电器常闭端闭合、常开端断开。另外一种情况是输入、输出功能需要重新定义，可通过外设电脑将重新设定的程序代码下载到控制器中执行即可。
[0025]本实用新型的控制器用于控制输送带检测系统，在设备运行过程中，可同时检测三路开关量输入信号及控制四路开关量输出信号，其中，三路开关量输入信号分别为输送带运行状态开关量输入信号、输送带纵向撕裂传感器开关量输入信号及输送带急停按钮开关量输入信号；四路开关量输出信号包括X光探测器电源开关量输出信号、出束控制开关输出信号、输送带电源开关输出信号及报警开关输出信号。输送带检测系统工作时，控制器首先检测输送带工作状态并将状态信息发送到PC机。当PC机收到输送带“正在工作”的状态信息后，处于监控室的工作人员可继续完成X光探测器供电、出束等操作。当控制器接到输送带纵向撕裂传感器提供的“皮带撕裂”信号及输送带急停按钮开关量信号后，控制器将状态信息发送到PC端，同时控制输送带电源开关呈“断开”状态，停止输送带运行。其中，接收到“皮带撕裂”信号后，在断开输送带电源的同时并控制报警开光量输出以实现报警。
[0026]本实用新型的控制器采用耐压达交流1500V的AC/DC电源模块供电，输入交流电压范围为85-240V，可保证控制器不易被高压击穿损坏，还可保证控制器在电压不稳的情况下正常工作。
[0027]以上，结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在本实用新型具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，包括:主控模块、以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块；其中，以太网通信模块、以太网光纤通信模块、多个输入接口开关量输入模块和多个输出接口开关量输出模块分别与主控模块电连接；并且，以太网通信模块和以太网光纤通信模块还分别与一拨码开关电连接。
2.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中，各输入接口开关量输入模块包括串联的输入端子和光电I禹合器；各输出接口开关量输出模块包括串联的光电I禹合器、继电器和输出端子。
3.如权利要求2所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中继电器采用8A电磁式继电器。
4.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中以太网通信模块采用RJ45接口。
5.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中以太网光纤通信模块包括光纤收发器，光纤收发器选用SFP光纤收发器。
6.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中控制器采用耐受电压为交流1500V的AC/DC电源模块，输入交流电压范围为85-240V。
7.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中主控模块中包含以太网收发器，以太网通信模块具有网络隔离变压器，以太网收发器通过网络隔离变压器与以太网通信模块连接。
8.如权利要求7所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中以太网光纤通信模块具有网络隔离变压器、光电转换电路及光纤收发器，其中，以太网收发器、网络隔离变压器、光纤转换电路和光纤收发器依次串联。
9.如权利要求1所述的用于输送带检测系统的可编程输入输出控制器，其特征在于，其中，多个输入接口开关量输入模块分别接收输送带运行状态开关量输入信号、输送带纵向撕裂传感器开关量输入信号和输送带急停按钮开关量输入信号；多个输出接口开关量输出模块分别输出X光探测器电源开关量输出信号、出束控制开关输出信号、输送带电源开关输出信号和报警开关输出信号。
【文档编号】H04B10/25GK204188965SQ201420569955
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】苗继军, 张学忠, 刘波, 李子豪, 罗武军, 苗长云, 杨彦利, 孟德军, 仲为亮 申请人:神华集团有限责任公司, 神华乌海能源有限责任公司, 天津市恒一机电科技有限公司