一种矿井提升机安全回路控制监测模块的制作方法

本实用新型涉及矿井提升机PLC控制系统领域，具体涉及一种矿机提升机安全回路控制监测模块。

背景技术：

目前矿井提升机的控制系统大多是由继电器来执行外部硬件控制回路的，这样硬件控制回路接线多而复杂，对提升机来说，运行效率、工作质量、运行的安全性与可靠性是至关重要的。继电器执行外部硬件控制回路由于线路接线较多，有以下几点缺陷：

1、控制线使用量较多，增加电线成本。

2、在安装配盘生产中，工作量较大影响生产周期。

3、生产过程中线路容易接错，在出厂试验时增加调试难度，影响调试周期，并且容易损坏器件。

4、长时间使用时，由于氧化或振动作用造成线头松动或接触不良，维护量增加、故障率增高。

5、查找故障原因难，维修不易。

因此，有必要改进矿井提升机的控制系统电路，以简化原有的继电器硬件执行控制回路中的线路，减少连线数量，减少调试维护的工作量。

技术实现要素：

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种接线简单，维护方便的矿井提升机安全回路控制监测模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿井提升机安全回路控制监测模块，包括安装底座和固定设置在安装底座上的控制电路板，所述安装底座的底部设置有导轨槽，安装底座通过导轨槽设置在导轨上；所述控制电路板上设置有继电器KA1~KA9、光耦触发器U1~U9、U11~U15、单片机、PLC接线端子1-1、2-2、3-2…9-2，控制信号接线端子2-1…9-1，电源输入接线端子9-3，继电器信号接线端子1-2、1-3、1-4、1-5、3-3、3-4，工作状态指示灯D1~D9，熔断器F1~F3；控制信号接线端子2-1~9-1分别用于连接一个外部硬件重故障点，PLC接线端子1-1，2-2~9-2分别用于连接外部PLC控制器；接线端子1-4和接线端子1-5分别外接第一继电器控制信号的两端，接线端子1-2和接线端子1-3分别外接第二继电器控制信号的两端，接线端子3-3和接线端子3-4分别外接第三继电器控制信号的两端；继电器KA2~KA9的线圈的一端分别与控制信号接线端子2-1~9-1连接，另一端接电源负极；继电器KA1的线圈的一端接地，另一端依次串联继电器KA2~KA9的常开触点KA2-1~KA9-1后与电源接线端子9-3连接，继电器KA1的常开触点KA1-1的两端并接继电器KA2和KA3的常开触点KA2-1和KA3-1；光耦触发器U1的输入正极与继电器KA1的另一端连接，光耦触发器U2~U9的输入正极分别通过电阻R2~R9和工作状态指示灯D2~D9后，与控制信号接线端子2-1~9-1连接，输入负极接地，光耦触发器U1~U9的输出正极分别与PLC接线端子1-1、2-2~9-2连接，光耦触发器U1~U9的输出负极接地；继电器信号接线端子1-4和1-5之间串联连接继电器KA1的第一触点KA1-2和熔断器F1，继电器信号接线端子1-2和1-3之间串联连接继电器KA1的第二触点KA1-3和熔断器F3，继电器信号接线端子3-3和3-4之间串联连接继电器KA3的常开触点KA3-2和熔断器F2；光耦触发器U11~U15的输入正极分别连接在继电器的常开触点KA3-1与KA4-1之间，KA4-1与KA5-1之间，KA5-1与KA6-1之间，KA6-1~KA7-1之间，KA8-1~KA9-1之间，光耦触发器U11~U15的输入负极接地，光耦触发器U11~U15的输出正极连接电源正极，光耦触发器U11~U15的输出负极分别连接单片机的信号输入端PD1~PD5。

所述控制电路板上还设置有跳线开关TX1~TX6，继电器信号接线端子1-5通过跳线开关TX1和TX3分别连接继电器KA1的第一触点KA1-2的常开点和常闭点，继电器信号接线端子3-4通过跳线开关TX2和TX4分别连接继电器KA3的第一触点的常开点和常闭点，继电器信号接线端子1-3通过跳线开关TX5和TX6分别连接继电器KA1的第二触点的常开点和常闭点。

所述控制电路板上还设置有开关信号接线端子7-3、8-3、光耦触发器U16、U17，开关信号接线端子7-3和8-3之间用于外接开关信号；继电器KA1的线圈的一端接地，另一端依次串联继电器KA2~KA7的常开触点KA2-1~KA7-1后与开关信号接线端子7-3连接，开关信号接线端子8-3依次串接KA8~KA9的常开触点KA8-1~KA9-1后与电源接线端子9-3连接。

所述控制电路板上还设置有故障状态指示灯D10~D16，所述故障指示灯D10~D16分别与单片机的信号输出端PD0、PC1~PC5连接。

所述控制电路板上还设置有电源模块和电源指示灯D17，所述电源模块包括电压转换模块和滤波电路，所述电压转换模块的输入端与电源输入接线端子9-3连接，所述电压转化模块的输出端经滤波电路后与所述单片机的电源输入端和光耦触发器的输出正极连接，所述电压转化模块的输出端还与所述电源指示灯D17连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的一种矿井提升机安全回路控制监测模块，包括安装底座和固定设置在安装底座上的控制电路板，控制电路板上设置有继电器、光耦合器，控制电路板通过控制线号接线端子连接外部硬件重故障点，当所有外部硬件重故障点均没有故障信号时，继电器KA2~KA9均通电工作，其常开触点KA2-1~KA9-1导通，一旦电源输入接线端子9-3输入正电压，则继电器KA1通电工作，从而接通或断开第一继电器控制信号和第二继电器控制信号；实现对外部继电器的安全控制，同时，光耦触发器U1~U9将外部硬件故障点的监测信号以及继电器KA1的工作情况反馈到PLC控制器，并实时通过工作状态指示灯D1~D9直接显示出来；此外，本实用新型还具有自检功能，单片机通过光耦触发器U11~U19可以对电路板内部的继电器接触情况进行检测，同时检测结果可以进行保存，并发送到故障状态指示灯D10~D16进行显示，便于控制电路板的检修，提高了矿井提升机的安全性；而且，简化了矿井提升机控制电路的接线过程，使用方便，调试时容易查找线路；安装底座的底部设置有导轨槽，安装底座通过导轨槽设置在导轨上；使得控制电路板的安装调换方便；此外，控制电路板上还设置有开关信号接线端子，可以通过接入外部电路对控制电路板的控制信号进行扩展，增加了矿井提升机安全回路控制监测模块的可扩展性。

附图说明

图1为安装底座的外形结构示意图；

图2为本实用新型实施例中继电器KA1~KA9的电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例中重故障点反馈电路的连接示意图；

图4为本实用新型实施例中继电器信号控制电路的连接示意图；

图5为本实用新型实施例中自检测电路的连接示意图；

图6为本实用新型实施例中电源模块的电路连接示意图；

图7为本实用新型实施例中控制电路板的工艺原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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作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。

如图1~7所示，本实用新型提出了一种矿井提升机安全回路控制监测模块，包括安装底座101和固定设置在安装底座上的控制电路板102，所述安装底座101的底部设置有导轨槽103，安装底座101通过导轨槽103设置在导轨104上；所述控制电路板102上设置有继电器KA1~KA9，光耦触发器U1~U9、U11~U17，单片机，PLC接线端子1-1、2-2、3-2…9-2，控制信号接线端子2-1…9-1，开关信号接线端子7-3、8-3，电源输入接线端子9-3，继电器信号接线端子1-2、1-3、1-4、1-5、3-3、3-4，工作状态指示灯D1~D9、熔断器F1~F3，控制信号接线端子2-1~9-1分别用于连接一个外部硬件重故障点，PLC接线端子1-1，2-2~9-2分别用于连接外部PLC控制器；接线端子1-4和接线端子1-5分别外接第一继电器控制信号的两端，接线端子1-2和接线端子1-3分别外接第二继电器控制信号的两端，接线端子3-3和接线端子3-4分别外接第三继电器控制信号的两端，开关信号接线端子7-3和8-3之间用于外接开关信号。

如图2所示，为继电器KA1~KA9的电路连接示意图，继电器KA2~KA9的线圈的一端分别与控制信号接线端子2-1~9-1连接，另一端接电源负极；继电器KA1的线圈的一端接地，另一端依次串联继电器KA2-1~KA7-1后与开关信号接线端子7-3连接，开关信号接线端子8-3依次串接KA8~KA9的常开触点KA8-1~KA9-1后与电源接线端子9-3连接，继电器KA1的常开触点KA1-1的两端并接继电器KA2和KA3的常开触点KA2-1和KA3-1。其中，接线端子7-3和接线端子8-3用于外接开关信号，当电路板需要扩展，接入更多的外部硬件重故障点时，可以通过接线端子7-3和接线端子8-3接入用于扩展的电路板，当电路板不需要扩展时，可以直接连接接线端子7-3和接线端子8-3，或者给其通过一个开关信号即可。

如图3所示，为本实用新型实施例中重故障点反馈电路的连接示意图，光耦触发器U1的输入正极与继电器KA1的另一端连接，光耦触发器U2~U9的输入正极分别通过电阻R2~R9和工作状态指示灯D2~D9后，与控制信号接线端子2-1~9-1连接，输入负极接地，光耦触发器U1~U9的输出正极分别与PLC接线端子1-1、2-2~9-2连接，光耦触发器U1~U9的输出负极接PLC控制器的地LVSS；

如图4所示，为本实用新型实施例中继电器信号控制电路的连接示意图，继电器信号接线端子1-4和1-5之间串联连接继电器KA1的第一触点KA1-2和熔断器F1，继电器信号接线端子1-2和1-3之间串联连接继电器KA1的第二触点KA1-3和熔断器F3，继电器信号接线端子3-3和3-4之间串联连接继电器KA3的常开触点KA3-2和熔断器F2；进一步地，所述控制电路板上还设置有跳线开关TX1~TX6，继电器信号接线端子1-5通过跳线开关TX1和TX3分别连接继电器KA1的第一触点KA1-2的常开点和常闭点，继电器信号接线端子3-4通过跳线开关TX2和TX4分别连接继电器KA3的第一触点的常开点和常闭点，继电器信号接线端子1-3通过跳线开关TX5和TX6分别连接继电器KA1的第二触点的常开点和常闭点。跳线开关用于跳线，以实现常开触点和常闭触点的随意切换，从而改变继电器KA1和继电器KA3对外部的继电器信号的控制情况，将其改变为通电导通或断电导通。

如图5所示，为本实用新型实施例中自检测电路的连接示意图，光耦触发器U11的输入正极连接在继电器KA3的常开触点KA3-1和KA4的常开触点KA4-1之间，光耦触发器U12的输入正极连接在继电器KA4的常开触点KA4-1和KA5的常开触点KA5-1之间……光耦触发器U15的输入正极连接在继电器KA6的常开触点KA6-1和KA7的常开触点KA7-1之间；光耦触发器U11~U15的输出正极连接电源正极，光耦触发器U11~U15的输出负极分别连接单片机的信号输入端PD1~PD5；进一步地，光耦触发器U16的输入正极连接开关信号接线端子7-3，光耦触发器U17的输入正极连接开关信号接线端子8-3，光耦触发器U16和U17的输入负极接地，输出正极连接电源正极，输出负极分别连接单片机的信号输入端PD6和PD7。单片机通过光耦触发器U11~U17可以对控制电路板上继电器的常开触点和开关信号接线端子7-3和8-3的接触不良问题进行自动检测，对并检测结果进行保存。

进一步地，如图5所示，所述控制电路板上还设置有故障状态指示灯D10~D16，所述故障指示灯D10~D16分别与单片机的信号输出端PD0、PC1~PC5连接，则单片机对控制电路板的检测结果还可以通过故障指示灯D10~D16进行显示并且保持，方便对电路板的检测。

进一步地，所述控制电路板上还设置有电源模块和电源指示灯D17，如图7所示，所述电源模块包括电压转换模块和滤波电路，所述电压转换模块的输入端与电源输入接线端子9-3连接，所述电压转化模块的输出端经滤波电路后与所述单片机的电源输入端和光耦触发器的输出正极连接，所述电压转化模块的输出端还与所述电源指示灯D17连接。

本实用新型的一种矿井提升机安全回路控制检测模块的工作原理如下：通过控制线号接线端子连接外部硬件重故障点，当所有外部硬件重故障点均没有故障信号时，继电器KA2~KA9均通电工作，其常开触点KA2-1~KA9-1导通，一旦电源输入接线端子9-3输入正电压，则继电器KA1通电工作，从而接通或断开第一继电器控制信号和第二继电器控制信号；实现对外部继电器的控制，同时，光耦触发器U1~U9将外部硬件故障点的监测信号以及继电器KA1的工作情况反馈到PLC控制器，同时通过工作状态指示灯D1~D9直接显示出来；此外，本实用新型还具有自检功能，单片机通过光耦触发器U11~U19可以对电路板内部的继电器接触情况进行检测，同时检测结果可以进行保存，并发送到故障状态指示灯D10~D16进行显示，便于控制电路板的检修，提高了矿井提升机的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。