CN112087892A - 一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱 - Google Patents

一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，包括隔爆主腔体和隔爆接线腔体，隔爆接线腔体左侧、右侧、下侧均设有电缆引入装置，隔爆主腔体的左前门面板上设有智能按键板和显示屏，隔爆主腔体的右前门面板上设有玻璃观察窗和功能旋钮，隔爆接线腔体与隔爆主腔体之间设置有九芯接线端子、穿墙端子，隔爆接线腔体内部设置有网络交换机，隔爆主腔体内部设置有变压器、可编程模块组、防浪涌和滤波模块组、本安电源、开关电源，防浪涌和滤波模块组分别连接本安电源、开关电源，可编程模块组、显示屏分别通过网线连接于网络交换机进行数据交换；本发明具有方便操作、通讯接口种类多、兼容性强、功能全、连接稳定可靠的优点。

Description

一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱
[技术领域]
本发明涉及可编程控制箱技术领域，具体地说是一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱。
[背景技术]
公知的，矿用隔爆型可编程控制箱用于有甲烷混合气体和煤尘，并有爆炸危险的矿井中。作为煤矿井下水泵房自动化集控系统的现场设备主要装置，国家不断加强对煤矿水泵房生产自动化的建设力度，以期早日实现水泵房系统的自动化、智能化、信息化。目前，市场上的用于水泵房的矿用隔爆型可编程控制箱多数存在功能单一、电缆引入装置少、通讯接口少的问题，给用户的使用造成不便，也对煤矿水泵房的自动化、智能化、信息化建设造成较大的影响。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，具有方便操作、通讯接口种类多、兼容性强、功能全、连接稳定可靠的优点，提高了隔爆设备操作的安全性。
为实现上述目的设计一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，包括隔爆腔体底座1、设置在隔爆腔体底座1上面的隔爆主腔体3、以及设置在隔爆主腔体3后侧的隔爆接线腔体2，所述隔爆接线腔体2左侧、右侧、下侧均设有电缆引入装置4，所述隔爆主腔体3的左前门面板18上设置有智能按键板6和显示屏12，所述显示屏12通过USB线缆连接智能按键板6，所述隔爆主腔体3的右前门面板19上设置有玻璃观察窗13和功能旋钮10，所述玻璃观察窗13用于观察隔爆主腔体3内部器件运行状况，所述功能旋钮10用于进行操作功能的选择，所述隔爆接线腔体2与隔爆主腔体3之间设置有九芯接线端子20、穿墙端子5，并通过九芯接线端子20、穿墙端子5进行电气连接，所述隔爆接线腔体2内部设置有网络交换机14，所述隔爆主腔体3内部设置有变压器9、可编程模块组7、防浪涌和滤波模块组8、本安电源16、开关电源17，所述变压器9用于输入AC660V或AC127V交流电，所述变压器9的电压输出端连接防浪涌和滤波模块组8，所述防浪涌和滤波模块组8分别连接本安电源16、开关电源17，所述可编程模块组7、显示屏12分别通过网线连接于网络交换机14进行数据交换。
进一步地，所述隔爆主腔体3右侧的内侧设置有隔离开关组件21，所述隔爆主腔体3右侧的外侧设置有用于检测低压开盖是否打开的低压开盖闭锁装置11，所述低压开盖闭锁装置11与变压器9之间通过隔离开关组件21电连接，所述低压开盖闭锁装置11检测到左前门面板18或右前门面板19打开时变压器9停止供电。
进一步地，所述隔爆主腔体3内设置有安全栅组件15、继电器22，所述可编程模块组7设置有数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点、以太网接口、DP接口、MPI接口，所述功能旋钮10及外围数字量IO输入经可编程模块组7处理后传输给显示屏12，所述安全栅组件15电连接可编程模块组7，所述安全栅组件15将外围模拟量信号处理后传给可编程模块组7。
进一步地，所述显示屏12、安全栅组件15、智能按键板6、继电器22、网络交换机14分别连接开关电源17，并由开关电源17供电；所述隔爆主腔体3内的可编程模块组7的IO点、右前门面板19上功能旋钮10及外部控制按钮、外部开关量输入点、外部传感器分别连接本安电源16，并由本安电源16供电。
进一步地，所述隔爆接线腔体2内设置有双层接线端子排，外接信号通过电缆引入装置4连接到双层接线端子排上再通过穿墙端子5连接到隔爆主腔体3内侧。
进一步地，所述隔爆主腔体3内的网线通过九芯接线端子20、光纤跳线通过穿墙端子5连接到隔爆接线腔体2内的网络交换机14上。
进一步地，所述变压器9与本安电源16、开关电源27之间经过防隔离开关组件21、低压开盖闭锁装置11及防浪涌和滤波模块组8实现电连接，所述防浪涌和滤波模块组8用于对高次谐波和突变电压进行过滤。
进一步地，所述显示屏12与智能按键板6通过USB排线快速连接，以实现上、下、左、右、退出、确认功能。
进一步地，所述显示屏12设置有RS232接口、RS485接口、以太网接口、USB接口，所述可编程模块组7设置有DP接口、MPI接口、以太网接口并带有数字量IO输入输出单元、模拟量输入输出单元。
进一步地，所述隔爆接线腔体2的左侧设置有阵列布置的28个电缆引入装置4，所述隔爆接线腔体2的右侧设置有阵列布置的35个电缆引入装置4，所述隔爆接线腔体2的下侧设置有阵列布置的12个电缆引入装置4。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明通过大量增加电缆引入装置的数量，有效满足可编程控制箱接入更多外部输入信号的要求，方便水泵房自动化、智能化、信息化建设需要的各类传感器的接入；
(2)本发明增加了防浪涌和滤波模块组有效的滤掉高次谐波和短时电压冲击，这对于可编程控制箱内部电压的平稳与可靠起到保障作用；
(3)本发明增加了智能按键板和玻璃观察窗，智能按键板使得显示屏的操作更加便捷，玻璃观察窗使得工作人员可以方便观察到隔爆主腔体内部各电气元件组的运行状况；
(4)本发明设置有多种通讯接口，支持多种通讯方式，满足现场各类常规设备进行通讯的要求，兼容性强、现场实用性高；
(5)本发明通过采用具有USB接口的排线快速连接智能按键板与显示屏，可以便捷实现显示屏的上、下、左、右、退出、确认的快速操作功能，使得人机界面交互功能更加友好、操作更加便捷；
(6)本发明将原来多种设备的功能集成在一起，有效的降低了成本，增强了系统的集成功能和自动化水平；
(7)本发明具有电缆引入装置数量多、通讯接口种类多、方便操作、采集信号全、集成度高、接线方便、兼容性强、功能全的效果。
[附图说明]
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的右视图；
图中：1、隔爆腔体底座 2、隔爆接线腔体 3、隔爆主腔体 4、电缆引入装置 5、穿墙端子 6、智能按键板 7、可编程模块组 8、防浪涌和滤波模块组 9、变压器 10、功能旋钮11、低压开盖闭锁装置 12、显示屏 13、玻璃观察窗 14、网络交换机 15、安全栅组件 16、本安电源 17、开关电源 18、左前门面板 19、右前门面板 20、九芯接线端子 21、隔离开关组件 22、继电器。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图1至附图3所示，本发明提供了一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，包括有隔爆腔体底座1、设置在隔爆腔体底座1上面的隔爆主腔体3、以及设置在隔爆主腔体3后侧的隔爆接线腔体2。隔爆主腔体3内部设置有变压器9，变压器9一侧设置有隔离开关组件21及低压开盖闭锁装置11，变压器9可以输入AC660V和AC127V两种交流电，变压器9输出电压经防浪涌和滤波模块组8连接于本安电源16、开关电源17，开关电源17供电给左前门面板18上的显示屏12、安全栅组件15、智能按键板6、继电器22，开关电源17供电给隔爆接线腔体2里的网络交换机14，本安电源16供电给隔爆主腔体3内的可编程模块组7的IO点、右前门面板19上功能旋钮10及外部控制按钮、外部开关量输入点、外部传感器。可编程模块组7、显示屏12通过网线连接于网络交换机14进行数据交换，隔爆接线腔体2与隔爆主腔体3通过九芯接线端子20、穿墙端子5进行电气连接，隔爆接线腔体2里设置有双层接线端子排，隔爆主腔体3的右边的里侧设置有隔离开关组件21、外侧设置有低压开盖闭锁装置11，左前门面板18上设置有智能按键板6、显示屏12，右前门面板19上设置有玻璃观察窗13、功能旋钮10，显示屏设置有RS232接口、RS485接口、以太网接口、USB接口，可编程模块组设置有DP接口、MPI接口、以太网接口并带有数字量IO输入输出单元、模拟量输入输出单元，隔爆接线腔体2的左侧、右侧、下侧均设有电缆引入装置4。
通过采用上述技术方案，大量增加了电缆引入装置的数量，有效满足可编程控制箱接入更多外部输入信号的要求，方便水泵房现场新增加的摄像机、震动传感器、泵体外贴温度传感器、电机运行开闭传感器等信号的接入；增加了防浪涌和滤波模块组有效的滤掉高次谐波和短时电压冲击，这对于可编程控制箱内部电压的平稳与可靠起到保障作用；增加了智能按键板，使得显示屏的操作更加便捷；增加了玻璃观察窗，工作人员可以方便观察到隔爆主腔体内部个电气元件组的运行状况。
本发明中，隔爆接线腔体2里设置有双层接线端子排，外接信号通过电缆引入装置4连接到隔爆接线腔体2内的双层接线排上然后再通过穿墙端子5连接到隔爆主腔体3的内侧。隔爆主腔体3内的网线通过九芯接线端子20、光纤跳线通过穿墙端子5连接到隔爆接线腔体2内的网络交换机14上。接电源的接线柱和九芯接线端子以及双层接线排之间设置有接线端子绝缘挡板，保证各类信号的传输有效分开互不干扰。设备外围设备输入输出信号与可编程模块组7之间，通过设置有穿墙端子5以实现电连接和低压电信号的传输，穿墙端子具有连接稳定可靠的优点。变压器9与本安电源16、开关电源27之间经过防隔离开关组件21、低压开盖闭锁装置11及浪涌和滤波模块组8实现电连接，浪涌和滤波模块组8起到对高次谐波和突变电压进行过滤的作用，具有连接稳定可靠的优点。
隔爆主腔体3上设置有用于检测低压开盖是否打开的低压开盖闭锁装置11，低压开盖闭锁装置11与变压器9之间通过设置有隔离开关组件21实现电连接，当隔爆主腔体3外部左前门面板18和右前门面板19打开时，变压器9停止供电，提高了隔爆设备操作的安全性，有效保证现场设备和人员安全。可编程模块组7设置有数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点、以太网接口、DP接口、MPI接口，功能旋钮10及外围数字量IO输入经可编程模块组7处理后传输给显示屏12，外围模拟量信号经安全栅组件15处理后传给可编程模块组7处理，最后统一传输给显示屏用以显示现场设备运行工况，使得可编程控制箱具有丰富的信号采集单元和数据通信接口，具有较强的兼容性和数据处理功能。
显示屏12与智能按键板6通过USB排线快速连接，实现上、下、左、右、退出、确认功能；显示屏12固定在隔爆主腔体3的左前门面板18上，右前门面板19上设置有玻璃观察窗13用以观察隔爆主腔体3内部器件运行状况，功能旋钮10用来进行操作功能的选择；显示屏12实时显示设备运行工况，并将数据信息通过网络交换机14进行上传。便于工作人员对显示屏进行灵活操作、对设备运行工况进行详细了解和控制、对隔爆主腔体内部器件运行状况实时观察。隔爆主腔体3内的通讯接口具体包括有以太网接口、USB接口、RS485接口、RS232接口、DP接口、MPI接口，支持多种通讯方式，兼容性强、现场实用性高。隔爆接线腔体2的左侧设置有28个电缆引入装置4，右侧均设置有35个电缆引入装置4，下侧设置有12个电缆引入装置4，大量增加了电缆引入装置的数量，有效满足可编程控制箱接入更多外部输入信号的要求，方便水泵房现场新增加的摄像机、震动传感器、泵体外贴温度传感器、电机运行开闭传感器等信号、操作台信号、各类设备输入信号的接入。
本发明中，隔爆主腔体3内的变压器9的输入端线缆通过螺杆式接线端子连接到隔爆接线腔体2里面，然后通过电缆引入装置4连接到外部电源上，变压器9可以输入AC660V和AC127V两种交流电；隔爆接线腔体2里的网络交换机14的网线通过九芯接线端子20连接到隔爆主腔体3里面，隔爆主腔体3里的光纤跳线通过穿墙端子5连接到隔爆接线腔体2里面；外部输入输出信号先连接到双层接线排上，然后通过穿墙端子5连接到隔爆主腔体3里面。隔爆主腔体3右侧设置有用于检测左前门面板18、右前门面板19是否打开的低压开盖闭锁装置11，低压开盖闭锁装置11与变压器9之间通过设置有隔离开关组件21实现电连接，当隔爆主腔体3外部的左前门面板18、右前门面板19打开时，变压器9停止供电，具有提高操作安全性的效果。可编程模块组7中带有以太网模块并且CPU带有DP接口、MPI接口，以太网模块连接到网络交换机14，显示屏带有太网接口、USB接口、RS485接口、RS232接口，支持多种通讯方式，实用性高。
综上，本发明所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，包括隔爆腔体底座，底座上的隔爆腔体后侧为隔爆接线腔体、前侧为隔爆主腔体，隔爆接线腔体的左侧、右侧、下侧均设置有电缆引入装置，隔爆主腔体外侧左前门面板上设置有显示屏、智能按键板，显示屏通过USB线缆连接到智能按键板，隔爆主腔体外侧右前门面板上设置有功能旋钮、玻璃观察窗,隔爆接线腔体和隔爆主腔体之间设置有九芯接线端子、穿墙端子，隔爆接线腔体内设置有双层接线排、网络交换机，隔爆主腔体内设置有可编程模块组、防浪涌和滤波模块组、安全栅组件、变压器、继电器、本安电源、开关电源、隔离开关组件，隔爆主腔体右侧设置有低压开盖闭锁装置。该矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱具有电缆引入装置数量多、方便操作、采集信号全、集成度高、接线方便的效果。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，包括隔爆腔体底座(1)、设置在隔爆腔体底座(1)上面的隔爆主腔体(3)、以及设置在隔爆主腔体(3)后侧的隔爆接线腔体(2)，其特征在于：所述隔爆接线腔体(2)左侧、右侧、下侧均设有电缆引入装置(4)，所述隔爆主腔体(3)的左前门面板(18)上设置有智能按键板(6)和显示屏(12)，所述显示屏(12)通过USB线缆连接智能按键板(6)，所述隔爆主腔体(3)的右前门面板(19)上设置有玻璃观察窗(13)和功能旋钮(10)，所述玻璃观察窗(13)用于观察隔爆主腔体(3)内部器件运行状况，所述功能旋钮(10)用于进行操作功能的选择，所述隔爆接线腔体(2)与隔爆主腔体(3)之间设置有九芯接线端子(20)、穿墙端子(5)，并通过九芯接线端子(20)、穿墙端子(5)进行电气连接，所述隔爆接线腔体(2)内部设置有网络交换机(14)，所述隔爆主腔体(3)内部设置有变压器(9)、可编程模块组(7)、防浪涌和滤波模块组(8)、本安电源(16)、开关电源(17)，所述变压器(9)用于输入AC660V或AC127V交流电，所述变压器(9)的电压输出端连接防浪涌和滤波模块组(8)，所述防浪涌和滤波模块组(8)分别连接本安电源(16)、开关电源(17)，所述可编程模块组(7)、显示屏(12)分别通过网线连接于网络交换机(14)进行数据交换。
2.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述隔爆主腔体(3)右侧的内侧设置有隔离开关组件(21)，所述隔爆主腔体(3)右侧的外侧设置有用于检测低压开盖是否打开的低压开盖闭锁装置(11)，所述低压开盖闭锁装置(11)与变压器(9)之间通过隔离开关组件(21)电连接，所述低压开盖闭锁装置(11)检测到左前门面板(18)或右前门面板(19)打开时变压器(9)停止供电。
3.如权利要求2所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述隔爆主腔体(3)内设置有安全栅组件(15)、继电器(22)，所述可编程模块组(7)设置有数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点、以太网接口、DP接口、MPI接口，所述功能旋钮(10)及外围数字量IO输入经可编程模块组(7)处理后传输给显示屏(12)，所述安全栅组件(15)电连接可编程模块组(7)，所述安全栅组件(15)将外围模拟量信号处理后传给可编程模块组(7)。
4.如权利要求3所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述显示屏(12)、安全栅组件(15)、智能按键板(6)、继电器(22)、网络交换机(14)分别连接开关电源(17)，并由开关电源(17)供电；所述隔爆主腔体(3)内的可编程模块组(7)的IO点、右前门面板(19)上功能旋钮(10)及外部控制按钮、外部开关量输入点、外部传感器分别连接本安电源(16)，并由本安电源(16)供电。
5.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述隔爆接线腔体(2)内设置有双层接线端子排，外接信号通过电缆引入装置(4)连接到双层接线端子排上再通过穿墙端子(5)连接到隔爆主腔体(3)内侧。
6.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述隔爆主腔体(3)内的网线通过九芯接线端子(20)、光纤跳线通过穿墙端子(5)连接到隔爆接线腔体(2)内的网络交换机(14)上。
7.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述变压器(9)与本安电源(16)、开关电源27之间经过防隔离开关组件(21)、低压开盖闭锁装置(11)及防浪涌和滤波模块组(8)实现电连接，所述防浪涌和滤波模块组(8)用于对高次谐波和突变电压进行过滤。
8.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述显示屏(12)与智能按键板(6)通过USB排线快速连接，以实现上、下、左、右、退出、确认功能。
9.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述显示屏(12)设置有RS232接口、RS485接口、以太网接口、USB接口，所述可编程模块组(7)设置有DP接口、MPI接口、以太网接口并带有数字量IO输入输出单元、模拟量输入输出单元。
10.如权利要求1所述的用于水泵房的矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱，其特征在于：所述隔爆接线腔体(2)的左侧设置有阵列布置的28个电缆引入装置(4)，所述隔爆接线腔体(2)的右侧设置有阵列布置的35个电缆引入装置(4)，所述隔爆接线腔体(2)的下侧设置有阵列布置的12个电缆引入装置(4)。
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