CN105629934A - 洗煤厂多级带传输多触摸屏多can板并联远距集控装置 - Google Patents

Abstract

本发明专利为洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置，包括洗煤厂多级带式运输监控装置，多个触摸屏和CAN板并联后，通过RS485串口线与PLC串口连接；抱闸检测开关、主接触器的触点反馈检测开关与PLC的输入输出端点连接；各个从机出现通信故障，及时发现。具有抱闸、烟雾、堆煤、打滑、电机温度、前滚筒温度、后滚筒温度、前跑偏、中跑偏、后跑偏的保护功能，并可在触摸屏中进行解除/投入设置；各个触摸屏中显示电流、电压和功率，能够实现具有多触摸屏多CAN板远距监控的功能，适用于多数据的处理，数据传输快，信号衰减小，抗干扰能力强。其功能齐全、性能可靠。

Description

洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置

技术领域

本专利涉及多触摸屏多CAN板远距离集控装置，尤其涉及洗煤厂多级带式输送多触摸屏多CAN板远距离集控装置。

背景技术

洗煤厂内煤的运输主要方式是带式输送，根据洗煤厂的洗煤工艺的实际情况，其具有多级带式输送特点，带式输送距离较远，通常有数百米或上千米远，巡查人员需要在不同地方及时监控装置，多级带式输送监控数据多，且需多点监控。现有的监控系统，只是在主控制柜上监控，或增加上位机监控，无法满足多点、多屏、多数据的监控。

对多屏监控，相关的论文如：1.《多级皮带机集中控制系统的设计，安徽理工大学，硕士论文，杨薛，2015.06.01》所涉及到的是一个上位机和一个CAN，但没有涉及触摸屏和多CAN板情况。2.《基于一机多屏技术的手术室集中控制系统设计，吉首大学学报，2012.7.25》，及《PLC与人机界面在组网控制中的应用，化工自动化与仪表，2014.3.10》等所用的方法为将多个触摸屏串联的方法。3.《台达DOP实现一机多屏功能，现代制造，2007.7.5》及《一机多屏技术在液态硝铵存储控制系统中的应用，自动化与仪表，2013.7.15》所述的方法是以第一个触摸屏作主屏为主站，PLC及其它触摸屏作为从站，上述方法其缺陷是：1.由于一个触摸屏作主屏为主站，PLC作为从站，在通信过程中，作为主站的触摸屏不断发送请求数据包给PLC，PLC接受请求之后，需不断给触摸屏回复一个响应，PLC的CPU占用率高，PLC的CPU资源大部分在通讯响应过程中消耗；PLC的响应是采用中断方式给予的，必须不断响应作为主站的触摸屏，触摸屏的查询占用率高；PLC须采用中断方式响应，编程困难，超时要求严格。2.其余的多个触摸屏与PLC之间的数据交换需经过第一触摸屏为中转站，对多CAN板(既CAN总线处理和传输数据电路板)上的数据交换也需要经过第一次触摸屏中转站。

对洗煤厂的多级带式输送，其有多个触摸屏和多个CAN板，由于作为中转站的触摸屏其主要功能是显示，处理众多数据能力有限，从而造成数据传输的速度会很慢，甚至死机；同样，PLC传输的指令和数据到各个触摸屏上，也需要经过作中转站的触摸屏，速度也会很慢或死机。严重影响到集控装置的实时性和可靠性，造成设备无法使用。当作为中转站的触摸屏出现故障时，整个装置将无法使用。再有，由于经过了作为中转站的触摸屏，其传输距离相应的增加，对远距离的监控和数据传输，将使数据传输的信号衰减，增加干扰，从而影响数据传输的正确率，上述连接方法难以能够满足煤矿安全生产的需要。洗煤厂的多级带式输送监控另有一些不够周全、合理的地方，需要改进。如何解决洗煤厂有多个触摸屏和多个CAN板的多级带式输送的监控，是洗煤厂多级带式运输亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明将解决洗煤厂有多个触摸屏和多个CAN板的远距离多级带式输送的监控和一些不够周全、合理的地方，专利充分发挥PLC的特点，实现煤矿安全生产的目的。

本发明洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置采用的技术方案是：包括洗煤厂多级带式运输监控装置，其特征是：还包括主控制器为PLC，多个触摸屏，多个CAN板；多个触摸屏和CAN板并联后，通过RS485串口线与PLC一个串口通信端口连接。

上述采用并联的方法，将使PLC与多个触摸屏和CAN板之间的连接距离最短，数据传输衰减最小，干扰最少。

PLC为主站，多个触摸屏以及多个CAN板为从站，通过MODBUSRTUSLAVE协议传输数据。

由于PLC为主站，多个触摸屏、多个CAN板为从站，采用MODBUSRTUSLAVE协议传输数据；PLC作为主设备，可以主动发起通信，不必占用过多CPU时间。PLC与多个触摸屏和多个CAN板之间直接交换数据，不需要经过一个作为中转站的触摸屏，保证了数据传输的快捷性和可靠性，使用MODBUSRTUSLAVE协议传输数据，保证了能够远程交换数据。

PLC上的另一串口通信端口，经RS485转RS232模块，与上位机的RS232串口相连接，上位机上的组态软件中，具有设置、操作、监控、报警弹出窗口、故障和运行记录功能。

利用PLC的另一个串口，实现与上位机的连接，从而能够在上位机上对集控装置进行各种操作和数据处理。

各级就地控制箱上，有触摸屏、CAN板、RS485串口连接头、自保持或点动控制选择开关，声光信号和急停按钮。

通过各级就地控制箱，手动控制本级带式输送，本级的触摸屏、CAN板，可通过串口连接头并联。手动控制本机带式输送时，可选择自保持或点动控制。

集控装置的各级带式输送机的电机抱闸检测开关接PLC的输入端。

集控装置上装有各级带式输送机的电机抱闸检测开关，用于检测电机在启动前是否将刹闸打开，防止电机在刹闸未打开的情况下启动而烧毁电机的事故。

集控装置的各级带式输送机的控制各级电机的主接触器的主触点反馈检测开关接PLC的输入端。

集控装置上装有各级带式输送机的控制各级电机的主接触器的主触点反馈检测开关，如果发生主接触器的主触点没有正确断开，出现粘连现象，PLC能够及时将控制回路断电，防止发生设备和人身重大事故。

各个触摸屏和各个CAN板出现通信故障信号开关与PLC输出端连接，出现通信故障及时显示在上位机和触摸屏中。

作为主站的PLC定时发出指令，查询各个从机返回的应答数据是否正确，从而及时发现各个触摸屏和各个CAN板出现的各种故障，并在出现通信故障时能及时显示在上位机和触摸屏中。

抱闸、烟雾、堆煤、打滑、电机温度、前滚筒温度、后滚筒温度、前跑偏、中跑偏、后跑偏的保护功能可在触摸屏中进行解除/投入设置。

由于集控装置中所用到的各种传感器较多，为防止因个别传感器出现故障而影响整个生产线生产，可在故障监控设置中，通过将个别传感器暂时屏蔽，解除其保护功能，以防止影响整个生产。

各级烟雾传感器的开关输出信号接PLC的输入端，各级堆煤传感器的开关输出信号接PLC的输入端。

各级烟雾传感器自动判断烟雾数据的高低，一旦超过预警值，将输出开关信号至PLC的输入端，PLC随后将启动洒水装置，并在各个触摸屏中都显示故障类型和具体故障位置。

各级堆煤传感器自动判断煤位数据的高低，一旦超过预警值，将输出开关信号至PLC的输入端，PLC随后将发出故障信号，并在各个触摸屏中都显示故障类型和具体故障位置。

CAN板采集多级带式输送机的各个急停开关地址、撕带地址、跑偏地址、跑偏故障类型、温度地址、前滚筒温度、后滚筒温度，电机温度、胶带速度数据，一旦出现故障，则在各个触摸屏中都显示故障类型和故障位置。

各级带式输送机的急停既拉绳开关、撕裂、跑偏、跑偏类型、温度和速度传感器接各个CAN板，CAN板将采集上述传感器的信号和数据，并传输到PLC中，PLC将处理上述信号并比较上述数据和预警值，一旦出现急停、撕裂、跑偏或温度和速度超出预警值，集控装置将停机，PLC并将输出信号至各个触摸屏，并在各个触摸屏中都显示相应的故障类型和故障位置。

多级带式输送机的电机的电流互感器和电压互感器的输出信号接A/D模块，电流、电压通过PLC检测，PLC计算功率并在各个触摸屏中显示电流、电压和功率。

PLC检测A/D模块输入的电流和电压值，并计算各个电机的功率，将电流、电压和功率值显示在各个触摸屏中。

CAN板上有CAN总线转RS485接口。

CAN板将CAN总线转成RS485接口，通过RS485接口与PLC连接。

触摸屏上具有手动预警时间，自动预警时间，各级输送带启动时间，各级输送带延时停止时间的设置。

可根据不同输送的实际情况的需要，在参数设置中设置不同的手动预警时间，自动预警时间，三级输送带启动时间，二级输送带启动时间，一级输送带启动时间，二级输送带延时停止时间，三级输送带延时停止时间，四级输送带延时停止时间等参数。

本发明的有益效果是：

洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置，能够实现具有多触摸屏多CAN板远距监控的功能，适用于多数据的处理，数据传输快，信号衰减小，抗干扰能力强。具有电机抱闸和主接触器触点未及时断开的保护功能。各个从机出现通信故障，及时发现。具有抱闸、烟雾、堆煤、打滑、电机温度、前滚筒温度、后滚筒温度、前跑偏、中跑偏、后跑偏的保护功能，并可在触摸屏中进行解除/投入设置；各个触摸屏中显示电流、电压和功率；其功能齐全、性能可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的主控制台图。

图2是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的各级就地控制箱图。

图3是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的PLC接线图。

图4是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的输入/输出扩展模块的接线图。

图5是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的输入扩展模块1的接线图。

图6是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的输入扩展模块2的接线图。

图7是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的模拟量/数字量转换扩展模块的接线图。

图8是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的以太网通信扩展模块的接线图。

图9是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的组态软件监控系统主界面图。

图10是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的时间设置界面图。

图11是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的故障查询界面图。

图12是洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置的故障监控设置界面图。

具体实施方式

本实施例为四级带式输送机，所用的PLC为西门子生产的S7-200CN系列CPU226型PLC，其有两个通信端口，分别为PORT0和PORT1。触摸屏1、触摸屏2、触摸屏3、触摸屏4、CAN板1、CAN板2、CAN板3和CAN板4的通信端口并联后，与PLC的通信端口PORT0相连接，PORT1与上位机的通信端口相连接。

输入/输出扩展模块为西门子EM223，16DC/16REL，输入扩展模块1为EM221，16DC，输入扩展模块2为EM221，16DC，模拟量/数字量转换扩展模块SM331，8AD，以太网通信扩展模块为EM243-1，各个触摸屏为上海步科公司生产的MT4404T型10寸触摸屏。

其控制方式中的现场控制/控制台控制的旋钮选择开关接PLC输入端的I0.0、I0.1；控制台控制的运行方式中的手动运行/自动运行的旋钮选择开关接PLC输入端的I0.2、I0.3；紧急停止按钮接PLC输入端的I0.4，复位按钮接PLC输入端的I0.5。

第一级带式输送机的现场开1按钮接PLC输入端的I1.0，现场停1按钮接PLC输入端的I1.1，控制台开1按钮接PLC输入端的I1.2，控制台停1按钮接PLC输入端的I1.3，触点反馈1开关接PLC输入端的I1.4，抱闸1开关接PLC输入端的I1.5，烟雾1开关接PLC输入端的I1.7，堆煤1开关接PLC输入端的I2.0，卸料器启1按钮接PLC输入端的I2.2，卸料器停1按钮接PLC输入端的I2.3。

所用的中间继电器的控制电压为直流24V，启动声光预警的控制继电器接PLC输出端的Q0.0，第一级带式输送机的电机1的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.1，故障1的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.2，洒水1的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.3，卸料器1的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.4。

洗煤厂多级带式运输集控装置的除铁器的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.5，电液翻板接的中间继电器线圈PLC输出端的Q0.6，电动闸门的中间继电器线圈接PLC输出端的Q0.7。

第二级带式输送机的电机2的中间继电器线圈接PLC输出端的Q1.1，故障2的中间继电器线圈接PLC输出端的Q1.2，洒水2的中间继电器线圈接PLC输出端的Q1.3，卸料器2的中间继电器线圈接PLC输出端的Q1.4。

第二级带式输送机的现场开2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I3.0，现场停2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I3.1，控制台开2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I3.2，控制台停2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I3.3，触点反馈2开关接输入/输出扩展模块输入端的I3.4，抱闸2开关接输入/输出扩展模块输入端的I3.5，烟雾2开关接输入/输出扩展模块输入端的I3.7，堆煤2开关接输入/输出扩展模块输入端的I4.0，卸料器启2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I4.2，卸料器停2按钮接输入/输出扩展模块输入端的I4.3。

第三级带式输送机的电机3的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q2.1，故障3的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q2.2，洒水3的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q2.3，卸料器3的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q2.4。

第四级带式输送机的电机4的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q3.1，故障4的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q3.2，洒水4的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q3.3，卸料器4的中间继电器线圈接输入/输出扩展模块输出端的Q3.4。

第三级带式输送机的现场开3按钮接输入扩展模块1输入端的I5.0，现场停3按钮接输入扩展模块1输入端的I5.1，控制台开3按钮接输入扩展模块1输入端的I5.2，控制台停3按钮接输入扩展模块1输入端的I5.3，触点反馈3开关接输入扩展模块1输入端的I5.4，抱闸3开关接输入扩展模块1输入端的I5.5，烟雾3开关接输入扩展模块1输入端的I5.7。

第四级带式输送机的现场开4按钮接输入扩展模块1输入端的I6.0，现场停4按钮接输入扩展模块1输入端的I6.1，控制台开4按钮接输入扩展模块1输入端的I6.2，控制台停4按钮接输入扩展模块1输入端的I6.3，触点反馈4开关接输入扩展模块1输入端的I6.4，抱闸4开关接输入扩展模块1输入端的I6.5，烟雾4开关接输入扩展模块1输入端的I6.7。

第三级带式输送机的堆煤3开关接输入扩展模块2输入端的I7.0，卸料器启3按钮接输入扩展模块2输入端的I7.2，卸料器停3按钮接输入扩展模块2输入端的I7.3。

第四级带式输送机的堆煤4开关接输入扩展模块2输入端的I8.0，卸料器启4按钮接输入扩展模块2输入端的I8.2，卸料器停4按钮接输入扩展模块2输入端的I8.3。

洗煤厂多级带式运输集控装置的除铁器开的按钮接输入扩展模块2的输入端I7.4，除铁器停的按钮接输入扩展模块2的输入端I7.5，电液翻板开的按钮接输入扩展模块2的输入端I7.6，电液翻板停的按钮接输入扩展模块2的输入端I7.7，电动闸门开的按钮接输入扩展模块2的输入端I8.4，电动闸门停的按钮接输入扩展模块2的输入端I8.5。

PLC上的另一通信端口PORT1，经RS485转RS232模块，与上位机的RS232串口相连接。

主站PLC定时查询从机返回数据判断时间为5秒。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.洗煤厂多级带传输多触摸屏多CAN板并联远距集控装置，包括洗煤厂多级带式运输监控装置，其特征是：还包括主控制器为PLC，多个触摸屏，多个CAN板；多个触摸屏和CAN板并联后，通过RS485串口线与PLC一个串口通信端口连接；

PLC为主站，多个触摸屏以及多个CAN板为从站，通过MODBUSRTUSLAVE协议传输数据；

PLC上的另一串口通信端口，经RS485转RS232模块，与上位机的RS232串口相连接，上位机上的组态软件中，具有设置、操作、监控、报警弹出窗口、故障和运行记录功能；

各级就地控制箱上，有触摸屏、CAN板、RS485串口连接头、自保持或点动控制选择开关，声光信号和急停按钮；

集控装置的各级带式输送机的电机抱闸检测开关接PLC的输入端；

集控装置的各级带式输送机的控制各级电机的主接触器的主触点反馈检测开关接PLC的输入端；

各个触摸屏和各个CAN板出现通信故障信号开关与PLC输出端连接，出现通信故障及时显示在上位机和触摸屏中；

触摸屏上具有手动预警时间，自动预警时间，各级输送带启动时间，各级输送带延时停止时间的设置；

各级烟雾传感器的开关输出信号接PLC的输入端，各级堆煤传感器的开关输出信号接PLC的输入端；

CAN板采集多级带式输送机的各个急停开关地址、撕带地址、跑偏地址、跑偏故障类型、温度地址、前滚筒温度、后滚筒温度，电机温度、胶带速度数据，一旦出现故障，则在各个触摸屏中都显示故障类型和故障位置；

多级带式输送机的电机的电流互感器和电压互感器的输出信号接A/D模块，电流、电压通过PLC检测，PLC计算功率并在各个触摸屏中显示电流、电压和功率；

CAN板上有CAN总线转RS485接口；

抱闸、烟雾、堆煤、打滑、电机温度、前滚筒温度、后滚筒温度、前跑偏、中跑偏、后跑偏的保护功能可在触摸屏中进行解除/投入设置。