[發(fā)明專(zhuān)利]礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710170830.9
• 申請(qǐng)日: 2007-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101441464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高奔;董楓;張濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天地上海采掘裝備科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 褚 竺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，特別是一種采掘作業(yè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的煤礦采掘設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)中，一般采用以下兩種控制方式，一是以PLC或其他控制器為控制核心，系統(tǒng)中的輸入信號(hào)、傳感器、輸出信號(hào)等均和該控制器連接，其中輸出信號(hào)為開(kāi)關(guān)量，傳感器輸出模擬信號(hào)直接連接至PLC或其他控制器，這種技術(shù)方案可以滿(mǎn)足一般的小型控制系統(tǒng)，當(dāng)采掘設(shè)備對(duì)傳感器的檢測(cè)量較多和控制量也較多時(shí)，上述控制系統(tǒng)就會(huì)變得比較臃腫，接線(xiàn)復(fù)雜，主控制器負(fù)載會(huì)產(chǎn)生過(guò)重，個(gè)別元器件的故障或損壞會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行，這些負(fù)面影響因素，在大型采掘設(shè)備中更顯突出；另一控制方式是以單獨(dú)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用處理器為控制核心，系統(tǒng)中的輸入信號(hào)、傳感器、輸出信號(hào)是直接連接在該控制器，對(duì)于部分模擬量也采用通訊的方式進(jìn)行處理，并采用專(zhuān)門(mén)的通訊協(xié)議，從而在局部實(shí)現(xiàn)了總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，這種控制系統(tǒng)對(duì)比上述的控制系統(tǒng)技術(shù)方案，可以適應(yīng)大型采掘設(shè)備的控制需求，但是，這種技術(shù)方案仍然沒(méi)有擺脫集中控制的束縛，其接口協(xié)議不透明，對(duì)于組成后的系統(tǒng)，如果需要更換傳感器或升級(jí)器件均會(huì)帶來(lái)較大困難，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性不強(qiáng)，此類(lèi)控制系統(tǒng)的構(gòu)架在生產(chǎn)和維護(hù)中仍然比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種改進(jìn)的礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)，它能減少主控制器的負(fù)載，提高系統(tǒng)的可靠性，并能增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，其生產(chǎn)和維護(hù)也大大簡(jiǎn)化。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)置有一主控制器，該主控制器經(jīng)二通訊線(xiàn)分別連接有從控制器、顯示裝置，一從控制器連接有指令輸入，另一從控制器連接輸出設(shè)備，構(gòu)成控制級(jí)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，主控制器連接的總線(xiàn)轉(zhuǎn)換橋經(jīng)二通訊線(xiàn)分別連接有電機(jī)參數(shù)檢測(cè)、其他傳感器和接收裝置，構(gòu)成數(shù)據(jù)采集級(jí)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，從控制器接收的指令和/或經(jīng)總線(xiàn)轉(zhuǎn)換橋采集、接收的信號(hào)均發(fā)送至主控制器，主控制器按預(yù)設(shè)編程完控制功能和顯示，并發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)至從控制器，經(jīng)從控制器解析后驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備完成相關(guān)動(dòng)作。

本發(fā)明采用全新的基于雙總線(xiàn)的分布式控制，將控制功能模塊化，部分功能在從控制器上實(shí)現(xiàn)，減少主控制器的負(fù)載，同時(shí)提高系統(tǒng)可靠性，以數(shù)字通訊方式的總線(xiàn)信號(hào)相對(duì)模擬信號(hào)有更大的抗干擾能力，系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，透明的接口可實(shí)現(xiàn)模塊(包括控制器)的更換升級(jí)，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性，同時(shí)使生產(chǎn)、維修大大簡(jiǎn)化，特別適合用于掘錨機(jī)、采煤機(jī)及掘進(jìn)機(jī)的電控制裝置。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式：

參照?qǐng)D1，礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)是基于雙總線(xiàn)分布式控制系統(tǒng)構(gòu)架，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸速度的要求采用雙總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，將控制器與傳輸量大和傳輸速度要求較高的器件組成控制級(jí)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，將傳輸量較少和傳輸速度要求較低的器件組成數(shù)據(jù)采集級(jí)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，以總線(xiàn)轉(zhuǎn)換橋?qū)崿F(xiàn)兩級(jí)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的路由，徹底實(shí)現(xiàn)所有信號(hào)的總線(xiàn)傳輸。

礦用采掘設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)置有一主控制器1，該主控制器1可采用西門(mén)子(SIMENS)公司的CPU315-2DP，主控制器1通過(guò)二根通訊線(xiàn)10分別連接一從控制器12、顯示裝置13和另一從控制器14，上述二從控制器12、14可采用SIMENS公司的CPU224和EM277，其中一從控制器12經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接有指令輸入11，另一從控制器14經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)連接有輸出設(shè)備15，二從控制器12、14為遠(yuǎn)程安裝；

上述主控制器1、從控制器12、14和顯示器13通過(guò)二根通訊線(xiàn)(10)構(gòu)成控制級(jí)總線(xiàn)(PROFIBUS-DP)網(wǎng)絡(luò)，其相應(yīng)的通訊接口均應(yīng)符合PROFIBUS-DP接口要求，其傳輸速度設(shè)為9.6Kbps-12Mbps；

指令輸入11包括有將收到的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)，如開(kāi)關(guān)電機(jī)和其他液壓動(dòng)作信號(hào)等，指令輸入11是將信號(hào)送入從控制器12，從控制器12將收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合PROFIBUS-DP協(xié)議的信號(hào)等待主控制器1查詢(xún)；

主控制器1，一方面接收來(lái)自從控制器12的信號(hào)，另一方面也接收經(jīng)總線(xiàn)轉(zhuǎn)換橋21的其他采集信號(hào)，根據(jù)預(yù)先編制的程序完成控制功能，如邏輯保護(hù)、自動(dòng)切割、數(shù)據(jù)記錄等，并按程序?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至從控制器14；

從控制器14將接收到的主控制器1的通訊信號(hào)解碼轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備15；

同時(shí)，顯示裝置13將收到的主控制器1的信號(hào)實(shí)時(shí)反映在顯示裝置上。