CN112027562A - 一种多点驱动带式输送机通信侦听系统、控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多点驱动带式输送机通信侦听系统、控制系统及方法，其控制系统是由机头控制主站，机中控制分站组成；机头控制主站与机中控制分站通过通信光缆相互交互，通信侦听系统设置在控制主站控制器与控制分站控制器上。本方案通过在控制主站与控制分站上增设通信侦听装置，在其具体应用时，可保证主从控制器之间通信掉线监测，排除通信掉线故障，提高多控制系统通信的可靠性，避免造成人员与设备安全事故。

Description

一种多点驱动带式输送机通信侦听系统、控制系统及方法

技术领域

本发明涉及机械控制领域，具体涉及一种多点驱动带式输送机控制系统及通信侦听装置和方法。

背景技术

随着国民经济的发展，带式输送机作为主要的散料运输装置，向着大运量、长距离方向发展。多点驱动带式输送机已经成为一种主流机型，多点驱动必然需要多点控制。多点控制系统各控制器之间通信介质光纤如果断开，此时主控制器由于外部故障停机，而从控制器收不到主控“停机”信号依然运行；或者反之，均可能给现场设备或人员的安全上的危险。

由此可见，如何能够排除通信掉线故障，保证主从控制器之间通信正常为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有带式输送机存在主从控制器之间通信掉线侦听问题，本发明的目的在于提供一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，并据此提供一种多点驱动带式输送机控制系统以及相应的控制方法，有效的解决了现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的多点驱动带式输送机通信侦听系统，主要包括主控制通信模块和从控制通信模块；所述主控制通信模块连接从控制通信模块；所述主控制通信模块连接第一通信侦听单元；所述从控制通信模块连接第二通信侦听单元；所述第一通信侦听单元与第二通信侦听单元进行数据交互。

所述第一通信侦听单元是由第一输入变量模块，第一中间变量模块和第一输出变量模块组成，其依次连接。

所述第二通信侦听单元是由第二输入变量模块，第二中间变量模块和第二输出变量模块组成，其依次连接。

进一步地，所述主控制通信模块和从控制通信模块建立基于同一间隔频率的累加器，以控制器CPU时钟频率为基准频率，以基准频率倍数为同一间隔频率，间隔时间满足条件，累加器数值加1，主控制通信模块和从控制通信模块将该累计值作为信号同时发送给对方的输入变量模块，接收到信号后并与中间变量模块的数值进行对比，如果在n个间隔频率内，数值依然相等，则输出变量模块发出通信掉线故障指示并停机。

进一步地，所述主控制通信模块和从控制通信模块通过通信光缆进行连接并相互命令和数据交互。

进一步地，所述间隔频率次数n取3～10。

进一步地，所述间隔频率取0.5ms～2ms。

为了达到上述目的，本发明提供的多点驱动带式输送机控制系统，包括机头控制主站，机中控制分站和通信光缆；所述机头控制主站和机中控制分站通过通信光缆连接，并通过权利要求1-4的任意一种所述的通信侦听系统进行通信数据交互。

进一步地，所述机头控制主站和机中控制分站均采用PLC作为核心控制器。

进一步地，所述控制主站数量为1个；所述控制分站数量为多个。

为了达到上述目的，本发明提供的多点驱动带式输送机控制方法，包括以下步骤：

(1)主控制通信模块和从控制通信模块建立通信连接；

(2)控制器通信模块各自每经过一个间隔频率周期加1，并发送给对方控制器输入变量模块；

(3)将每个间隔频率周期的输入变量模块数据存入中间变量模块；

(4)本间隔频率周期的输入变量模块数据与上一个间隔频率周期的中间变量模块数据进行对比，如果相等，掉线计数加1；

(5)掉线计数如果累计到5，控制器认为通信掉线，故障停机。

本发明提供的多点驱动带式输送机控制方案，其通过在控制主战控制器与控制从站控制器直接增设通信侦听装置，可以保证主从控制器之间通信正常，提高多控制器系统通信的可靠性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明提供的控制系统整体结构示意图；

图2为本发明提供的控制系统局部结构示意图；

图3为本发明提供的控制系统中通信侦听系统的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1-图2，其所示为本控制系统结构示意图。由图可知，其包括带式输送机机头1，带式输送机机中2，带式输送机机尾3，头部控制主站4，中驱控制分站5，通信介质光缆6，双向拉绳开关7，扩音电话8a-8c，跑偏开关9a-9d，烟雾传感器10，速度传感器11，撕裂传感器12，物量扫描仪13，钢丝绳14，控制音箱15，主控制器16，从控制器17。

其中，头部控制主站4和主控制器16布置在带式输送机机头1，由上述部件配合组成机头控制主站。主控制器16为机头控制主站的控制中心。

中驱控制分站5和从控制器17布置在带式输送机机中2，由上述部件配合形成机中控制分站。从控制器17为机中控制分站的控制中心。

机头控制主站与机中控制分站两者之间的距离超过1000米，一般通过通信光缆6来连接并进行数据交互。多点驱动带式输送机单机长度较长，一般超过3公里，甚至可达20公里以上，所以作为优选，这里的通信光缆6为光纤，光纤是由玻璃或塑料制成的纤维，易损坏，但通信距离远。

机头控制主站和机中控制分站均采用PLC作为核心控制器。其中机头控制主站4数量为1个，机中控制分站5的数量为多个。

这里需要说明的是，驱动装置的安装位置不做限定，可以布置在机头，机中或机尾。

进一步地，本方案设有3个双向拉绳开关7，3个双向拉绳开关之间间隔一定的距离，通过钢丝绳14依次连接；

进一步地，3个双向拉绳开关7分别设置在3个扩音电话上，分别为扩音电话8a，扩音电话8b，扩音电话8c。其中扩音电话8a中一个接头连接控制音箱；两个接口分别连接跑偏开关9a和跑偏开关9b；另一个接口连接扩音电话8b的接口上。

其中，跑偏开关9a位于带式输送机机头上方，跑偏开关9b设置在带式输送机机头上。

进一步地，扩音电话8b与扩音电话8c上的一个接头连接。

进一步地，扩音电话8c另外4个接口分别连接跑偏开关9c，跑偏开关9d，物量扫描仪13和撕裂传感器12。

其中跑偏开关9c位于带式输送机机尾3上方；跑偏开关9d，撕裂传感器和12物量扫描仪13设置在带式输送机机尾3上。

进一步地，烟雾传感器10位于带式输送机机头1上方；速度传感器11设置在带式输送机机头1上；烟雾传感器10与速度传感器11都与控制箱15连接。

作为举例，双向拉绳开关、跑偏开关、撕裂传感器动作时，开关量信号进入扩音电话，而煤量扫描仪通过激光扫描胶带物料轮廓，计算后发出模拟量信号进入扩音电话，扩音电话通过CAN通信方式向控制器发送数据包括位置及动作信号数据，自动停机；速度传感器监测输送机滚筒打滑故障，滚筒和胶带摩擦易产生烟雾，严重时导致起火，烟雾传感器可以发出信号停机。

如图3，其所示为通信侦听系统的原理示意图。由图可知，其包括设置在主控制器16上的主控制通信模块16a，设置在从控制器17上的从控制通信模块17a和通信光缆6。主控制通信模块16a和从控制通信模块17a通过通信光缆连接并进行数据交互。

进一步地，主控制通信模块16a连接位于主控制器内的第一通信侦听单元18；从控制通信模块17a连接位于从控制器内的第二通信侦听单元19。

第一通信侦听单元18包括第一输入变量模块18a，第一中间变量模块18b和第一输出变量模块18c，其依次连接。

第二通信侦听单元19包括第二输入变量模块19a，第一中间变量模块19b和第一输出变量模块19c，其依次连接。

具体的，主控制通信模块和从控制通信模块建立基于同一间隔频率的累加器，以控制器CPU时钟频率为基准频率，以基准频率倍数为同一间隔频率，间隔时间满足条件，累加器数值加1，主控制通信模块和从控制通信模块将该累计值作为信号同时发送给对方的输入变量模块，接收到信号后并与中间变量模块的数值进行对比，如果在n个间隔频率内，数值依然相等，则输出变量模块发出通信掉线故障指示并停机。

作为举例，输入模块为“心跳接收”信号和“通信建立”信号；中间模块为“心跳对比”信号，“通信中断”信号和“掉线计数”信号；输出模块为“通信掉线”信号。主控制器16和从控制器17分别读取对方的数据，在通信建立之前,输入模块的“通信建立”赋值为0；建立通信后，“通信建立”赋值为1。主控制器16程序段和从控制器17程序段之间建立基于同一间隔频率的累加器，该累计值作为“心跳信号”发送给对方的“心跳接收”信号。“心跳接收”信号与“心跳对比”信号对比，只要不相等，“心跳接收”信号赋值给“心跳对比”信号，同时中间模块的“掉线计数”清0；

反之，“心跳接收”信号与“心跳对比”信号之间数值相等，此时“通信建立”不为0，那么“掉线计数”加1，在下一个间隔频率还是相等，“掉线计数”再加1，直到“掉线计数”数值大于5，“通信中断”＝1，系统发出故障提示，输出模块“通信掉线”＝1，则控制系统停机。

一旦通信恢复正常，“计数掉线”信号清0，“通信掉线”故障复位。

上述间隔频率中的次数一般取3～10，理论上数值越小，实时性越强；间隔频率一般取0.5ms～2ms，理论上间隔频率越小，实时性越强。

一种多点驱动带式输送机通信侦听方法为在控制主站与控制从站上设置通信侦听装置，通过该装置完成通信侦听功能，在控制器之间可复制，结构操作简单。具体应用时，其包括以下步骤：

(1)主控制通信模块和从控制通信模块建立通信连接；

(2)控制器通信模块各自每经过一个间隔频率周期加1，并发送给对方控制器输入变量模块；

(3)将每个间隔频率周期的输入变量模块数据存入中间变量模块；

(4)本间隔频率周期的输入变量模块数据与上一个间隔频率周期的中间变量模块数据进行对比，如果相等，掉线计数加1；

(5)掉线计数如果累计到5，控制器认为通信掉线，故障停机。

根据上述方案构成的多点驱动带式输送机控制方案，其通过在控制主站控制器与控制从站控制器之间增设一个通信侦听系统，其结构简单，实用性强。具体应用时，可保证主从控制器之间通信掉线监测，排除通信掉线故障，提高多控制系统通信的可靠性，避免造成人员与设备安全事故。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，其特征在于，包括主控制通信模块和从控制通信模块；所述主控制通信模块连接从控制通信模块；所述主控制通信模块连接第一通信侦听单元；所述从控制通信模块连接第二通信侦听单元；所述第一通信侦听单元与第二通信侦听单元连接进行数据交互。

所述第一通信侦听单元是由第一输入变量模块，第一中间变量模块和第一输出变量模块组成，其依次连接。

所述第二通信侦听单元是由第二输入变量模块，第二中间变量模块和第二输出变量模块组成，其依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，其特征在于，所述主控制通信模块和从控制通信模块建立基于同一间隔频率的累加器，以控制器CPU时钟频率为基准频率，以基准频率倍数为同一间隔频率，间隔时间满足条件，累加器数值加1，主控制通信模块和从控制通信模块将该累计值作为信号同时发送给对方的输入变量模块，接收到信号后并与中间变量模块的数值进行对比，如果在n个间隔频率内，数值依然相等，则输出变量模块发出通信掉线故障指示并停机。

3.根据权利要求1所述的一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，其特征在于，所述主控制通信模块和从控制通信模块通过通信光缆进行连接并相互命令和数据交互。

4.根据权利要求2所述的一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，其特征在于，所述间隔频率次数n取3～10。

5.根据权利要求2所述的一种多点驱动带式输送机通信侦听系统，其特征在于，所述间隔频率取0.5ms～2ms。

6.一种多点驱动带式输送机控制系统，其特征在于，包括机头控制主站，机中控制分站和通信光缆；所述机头控制主站和机中控制分站通过通信光缆连接，并通过权利要求1-5中任意一项所述的通信侦听系统进行通信数据交互。

7.根据权利要求6所述的一种多点驱动带式输送机控制系统，其特征在于，所述机头控制主站和机中控制分站均采用PLC作为核心控制器。

8.根据权利要求6所述的一种多点驱动带式输送机控制系统，其特征在于，所述控制主站数量为1个；所述控制分站数量为多个。

9.一种多点驱动带式输送机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)主控制通信模块和从控制通信模块建立通信连接；

(2)控制器通信模块各自每经过一个间隔频率周期加1，并发送给对方控制器输入变量模块；

(3)将每个间隔频率周期的输入变量模块数据存入中间变量模块；

(4)本间隔频率周期的输入变量模块数据与上一个间隔频率周期的中间变量模块数据进行对比，如果相等，掉线计数加1；

(5)掉线计数如果累计到5，控制器认为通信掉线，故障停机。

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