CN117311247B - 一种用于地下采矿的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于地下采矿的控制装置，属于采矿通用控制系统技术领域；包括通用控制模块，所述通用控制模块包括设备控制器、前端接口板、控制接口板、中间开关、接口编译控制器和接口设定主机，所述设备控制器IO口接入到控制接口板；所述中间开关包括矩阵开关和选择开关阵列；所述矩阵开关输出端与接口连接；所述选择开关阵列输入端并接到电源板各幅值的输出母线上；所述选择开关阵列输出端连接到独立开关输入端；所述矩阵开关输入端接入到控制接口板；本发明的用于地下采矿的控制装置，能够采用通用的控制模块对采矿工作面各功能进行现场搭载和控制，控制模块外设扩展和外设型号修改方便快捷。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于地下采矿的控制装置，属于采矿通用控制系统技术领域。
背景技术
智能化采矿是利用自动控制技术和智能控制技术，通过对采矿设备进行自主控制能力的提升以及对整个地下采矿过程进行智能化监控和遥控，促使矿山生产达到最佳状态和最优水平；其中，采矿工作面涉及到的采矿设备、接近开关和传感器等种类繁多；往往针对一个功能就需要配备一个或多个控制装置，因此，控制装置种类多，数量大；在地下采矿中，一直希望尽可能使用通用的、结构统一的控制装置在不同的应用对象中实现控制，以节省用于硬件开发和备件库存的成本；如中国专利公开号：CN1550941B，公开了一种用于实现地下采矿控制作业的控制装置，该控制装置可灵活用于不同的应用领域，并节省了成本；该控制装置主要是通过FPGA的可编辑逻辑功能进行灵活应用，专业性比较强，需要下位加载驱动程序，操作难度比较大，无法直接完成外设扩展、外设型号修改及控制器的在线更新。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种用于地下采矿的控制装置，能够采用通用的控制模块对采矿工作面各功能进行现场搭载和控制，控制模块外设扩展和外设型号修改方便快捷，控制器更换和在线更新简单方便。
本发明的用于地下采矿的控制装置，包括通用控制模块，所述通用控制模块包括：
设备控制器；
前端接口板，所述前端接口板上设置有多种地下采矿作业设备和传感器的接口；
控制接口板，所述设备控制器IO口接入到控制接口板；
中间开关，所述中间开关包括矩阵开关和选择开关阵列；所述矩阵开关输出端与接口连接；所述选择开关阵列输入端并接到电源板各幅值的输出母线上；所述选择开关阵列输出端连接到独立开关输入端；所述独立开关输出端接入到涉及高电平，且电位高于设备控制器电源幅值的接口连接；所述矩阵开关输入端接入到控制接口板；所述选择开关阵列控制端接入到接口编译控制器；所述独立开关控制端接入到矩阵开关输出端；
接口编译控制器，所述矩阵开关控制端接入到接口编译控制器；所述选择开关的选择端接入到接口编译控制器；所述接口编译控制器电连接有由FLASH存储芯片构成的EEPROM存储器；
接口设定主机，所述接口设定主机与接口编译控制器通信，所述接口设定主机内置有接口定义模块和接口绑定模块；所述接口定义模块包括目标接口选择模块、接口功能选择模块和设备型号库；所述目标接口选择模块连接接口功能选择模块；所述接口功能选择模块连接设备型号库；所述接口绑定模块包括设备选择模块；所述设备选择模块连接到控制接口板的端口获取模块。
接口编译时，先通过目标接口选择模块依次选择前端接口板上的接口，当接口选定后，进入到接口功能选择模块，通过接口功能选择模块选择该接口的功能，如温度采集、湿度采集、钻进采集、压力采集、液压阀控制和电机变频器控制等；当完成功能选择后，进入到该功能包括的设备型号库，通过设备型号库选择某一型号（型号包括设备自身型号及安装位置），当选定某一型号后，则该接口完成定义；依次对整个前端接口板上的接口进行定义，形成端口定义列表；接着，通过接口绑定模块进行接口绑定；由于设备控制器内部烧写包已经完成采集端口和控制端口的所有定义，因此，可根据烧写包IO口定义列表对端口定义列表进行一一对应绑定；其中，接口绑定模块具体过程如下：
接口绑定模块检索到两个名称一致的端口建立连接，如P1.2/1.3--温度传感器pt100—液压台（上），端口16/17--温度传感器pt100—液压台（上），当接口绑定模块获取到温度传感器pt100—液压台（上）名称一致时，确定设备控制器IO口为P1.2口和P1.3口；前端接口板端口为16/17；从而通过中间开关将设备控制器P1.2口与控制接口板16号端口连通，具体为：矩阵开关输入端与控制接口板的接口一一对应，矩阵开关输出端与前端接口板的接口一一对应，且设备控制器IO口与控制接口板的接口为一一对应，接口编译控制器获取到矩阵开关需要连接的X点（设备控制器某一IO口/控制接口板某一端口）和Y点（前端接口板某一端口），接口编译控制器根据连接点将某一交叉开关开启。
当接口编译控制器在对端口定义时，该端口涉及高电平，且电位高于设备控制器电源幅值的建立分支定义，具体为：名称定义和幅值定义，名称定义时，通过选择确定该接入设备名称，幅值定义时，触发该接入设备的电压幅值响应；具体为：由于该端口与选择开关阵列某一行连接关系确定，从而接口编译控制器根据获取的电压幅值需求，选定在该行上的某一列MOS开关模块选通模式，从而电源板的输出相应幅值电压送至被选通的MOS开关模块，最后送入到独立开关输入端，当设备控制器给独立开关信号后，独立开关被接通，从而将相应幅值电压送入到对应的前端接口板的端口上；其中，由于独立开关的控制端接入到开关阵列输出端，从而对于名称定义和接口绑定，与前端接口板的绑定过程一致，再此不再详述。
进一步地，所述通用控制模块设置有多组，多组所述通用控制模块通过有线或无线接入到上位计算机；所述通用控制模块冗余设置有两组设备控制器，两组所述设备控制器IO口均与控制接口板并接；两组设备控制器接入到上位计算机；所述上位计算机内置有用于存储烧写包的功能库；所述上位计算机内针对每一烧写包配置有一端口列表；所述端口列表接入到设备选择模块。
采用两组设备控制器进行主从机冗余控制，具体为：当通用控制模块与上位计算机建立连接，两组设备控制器依次接收烧写包，并各自进行解析安装，同时，将端口列表推送至接口设定主机，通过接口设定主机的设备选择模块获取到端口列表，接口绑定模块将上位计算机传递的端口列表和接口定义模块定义的端口列表一一对应绑定；两组设备控制器冗余设置，当需要对两组设备控制器进行程序更新时，先更新处于静默模式的设备控制器，等待静默模式的设备控制器完成更新后，将两组设备控制器进行主从机切换，完成更新的设备控制器进入控制流程，另一设备控制器切换到处于静默模式；另外，两组设备控制器进行程序更新时，可将两组设备控制器同时设为静默模式，并依次完成更新。
进一步地，所述烧写包包括基础功能烧写包和更新烧写包；所述端口列表包括与基础功能烧写包匹配的基础端口列表，及与更新烧写包匹配的增加端口列表；当对新的通用控制模块进行控制流程烧写时，设备控制器和接口设定主机分别获取基础功能烧写包和基础端口列表；当对通用控制模块进行控制流程更新时，设备控制器和接口设定主机更新烧写包和增加端口列表。
进一步地，所述烧写包和端口列表同步更新到设备控制器；所述设备控制器解析出烧写包和端口列表，所述设备控制器与接口设定主机通信连接，将端口列表转包到设备选择模块；所述接口设定主机对烧写包进行自动解析安装。
进一步地，所述接口设定主机通信连接到上位计算机；所述上位计算机分别将烧写包和端口列表推送至设备控制器和接口设定主机；所述上位计算机与接口设定主机通信；上位计算机将烧结包推至设备控制器，设备控制器完成烧写包的自动解析安装，上位计算机将端口列表推送至接口设定主机时，接口设定主机与接口编译控制器通信，从而接口设定主机将端口列表加载到设备选择模块，设备选择模块获取到端口列表后，通过接口绑定模块完成前端接口板和控制接口板各端口的一一对应绑定。
进一步地，所述上位计算机与设备控制器通信，所述设备控制器输出控制指令和上传联控信号，输出控制指令给接口控制板，上传联控信号给上位计算机；所述上位计算机内设置有与联控信号匹配的中断信号库；两组所述设备控制器的中断函数内设置有联控指令；两组所述设备控制器接收上位计算机的片选信号和中断信号，设备控制器上电后，均处于静默模式，设备控制器持续监测与上位计算机通信的端口，等待上位计算机发送片选信号，当某一设备控制器被片选信号选通后，进入到设备控制模式，另一设备控制器仍处于静默模式，即仍处于持续监测与上位计算机通信的端口，直到接收到片选信号后，该设备控制器进入到设备控制模式，两组所述设备控制器只允许一个被选通；当上位计算机获取到联控信号后，上位计算机将联控信号送入到中断信号库进行比对，从而获取中断对象，并向该对象的通用控制模块发送中断信号；通用控制模块接收中断信号；处于静默模式的设备控制器接收到中断信号后，进入到中断函数执行联控指令；处于设备控制模式的设备控制器接收到中断信号后，直接忽略该中断信号。
通过上位计算机完成各通用控制模块之间的联控，具体为：当某一个通用控制模块运行时，某一阈值达到触发阈值时，该通用控制模块向上位计算机发送联控信号，上位计算机根据联控信号确定为某一通用控制模块（需要对不同的通用控制模块设定不同的联控信号），同一个通用控制模块可根据不同的阈值对象设置多个联控信号，如针对液压行程设定一个联控信号，针对液压压力设定一个联控信号或针对液压油温设定一个联控信号等；上位计算机获取到联控信号后，通过查表方式对中断信号库进行匹配，匹配结果为向一个或多个目标通用控制模块发送中断指令；上位计算机可对联控信号指令进行优先级排序，当同时接收到联控信号时，先执行高优先级的联控信号处理流程，再执行低优先级的联控信号处理流程令；当目标通用控制模块接收到中断指令后，此时，处于设备控制模式的设备控制器仍持续进行设备控制和传感信号接收；处于静默模式的设备控制器进入中断模式，处于静默模式的设备控制器输出信号给控制接口板；具体为：处于静默模式的设备控制器跳出持续监测通信端口流程，并跳转到中断函数，执行中断函数的程序,如向散热风机连接的端口发出触发指令或向液压设备的控制阀发送关闭指令等；执行完中断函数中的联控指令后，再回到主流程（持续监测通信端口流程）。
进一步地，所述接口设定主机与接口编译控制器插拔连接；通过插拔连接方式，可实现接口设定主机依次对多个接口编译控制器进行接口设置；所述接口设定主机的设备型号库更新时，接口设定主机通过与上位计算机通信，接收上位计算机数据包对接口设定主机的设备型号库更新，或通过插拔外部存储器，通过读取外部存储器内存储的设备型号库数据，通过覆盖替换方式对设定主机进行更新。
进一步地，所述通用控制模块安装于本安型壳体内，所述本安型壳体内设置有PCB板；所述控制接口板、电源板、中间开关、设备控制器和接口编译控制器固定于PCB板上，所述PCB板上预留有多个与控制接口板连接的中空引脚孔；所述前端接口板嵌合固定于本安型壳体外部；所述前端接口板接入到PCB板上；所述本安型壳体上还设置有电源接口和主机接口；所述电源接口连接到电源板；所述主机接口连接到接口编译控制器；其中，前端接口板的每一接口配置一密封堵头，当无信号线接入时，可将该接口进行封闭；本安型壳体上的电源接口向PCB板上的电源板供电，电源板为PCB板上的各模块进行供电，同时通过AC-DC变换，及DC-DC变换，将外部交流电转换为直流电，并通过DC-DC变换产生多路不同幅值的电压，送入到不同幅值的输出母线上；从而给通用控制模块提供电源需求；主机接口插拔接口设定主机，从而将接口设定主机和接口编译控制器建立通信连接，使接口编译控制器能够接收接口设定主机的端口设置指令；完成端口编译绑定。
进一步地，所述设备控制器和接口编译控制器通过插拔底座安装到PCB板上；所述插拔底座与PCB板焊接；所述设备控制器的插拔底座引脚数量大于设备控制器引脚数量；所述插拔底座多余的引脚数量嵌入到中空引脚孔，并与中空引脚孔焊接。在PCB板上焊接插拔底座，从而设备控制器可与插拔底座插接，方便设备控制器的快速安装到PCB板上，同时能够快速对设备控制器进行更换或更新，在当前设备控制器无法满足控制需求时，可选用更多引脚的设备控制器插入到插拔底座上，扩充的引脚与中空引脚孔对接，从而实现更多对象的控制或更多传感器数据的接收。
与现有技术相比，本发明的用于地下采矿的控制装置，能够采用通用的控制模块对采矿工作面各功能进行现场搭载和控制，控制模块外设扩展和外设型号修改方便快捷，从而方便更新采矿工作面的采矿设备、监测和测量传感器和监控开关；控制器更换和在线更新简单方便。
附图说明
图1为本发明的实施例1整体结构示意图。
图2为本发明的中间开关整体结构示意图。
图3为本发明的选择开关阵列连接结构示意图。
图4为本发明的接口设定主机整体结构示意图。
图5为本发明的实施例1工作流程示意图。
图6为本发明的实施例2整体结构示意图。
图7为本发明的实施例2工作流程示意图。
图8为本发明的实施例2接口设定主机接入上午计算机的整体结构示意图。
图9为本发明的实施例3整体结构示意图。
图10为本发明的实施例3工作流程示意图。
图11为本发明的实施例4整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示的用于地下采矿的控制装置，包括通用控制模块，所述通用控制模块包括：
设备控制器；
前端接口板，所述前端接口板上设置有多种地下采矿作业设备和传感器的接口；
控制接口板，所述设备控制器IO口接入到控制接口板；
如图2所示，中间开关，所述中间开关包括矩阵开关和选择开关阵列；所述矩阵开关输出端与接口连接；所述选择开关阵列输入端并接到电源板各幅值的输出母线上；所述选择开关阵列输出端连接到独立开关输入端；所述独立开关输出端接入到涉及高电平，且电位高于设备控制器电源幅值的接口连接；所述矩阵开关输入端接入到控制接口板；所述选择开关阵列控制端接入到接口编译控制器；所述独立开关控制端接入到矩阵开关输出端；
矩阵开关为多行和多列的开关阵列；其中，列是Y输入/输出，行是X输入/输出；交叉开关阵列当打开时，将任何的Y输入/输出与任何的X输入/输出互相连接，当关掉时提供一个隔离的高程度；数据在数据输入端被送到矩阵开关的存储单元；只要CS(芯片选择)和选通脉冲（STROBE）输入是高电平，数据被异步写入存储器，而且在选通脉冲（STROBE）下降沿被锁；存储单元被写入逻辑1时对应的交叉开关打开，而被写入逻辑0把对应的交叉开关关掉；只有当数据写入存储器时与地址存储器地址相应的交叉开关才改变；剩余的开关保持原来的状态；通过在控制存储器内建立设定连接模式，可以使任何X和Y的组合输入/输出互相连接；
如图3所示，选择开关阵列由多行和多列MOS开关模块构成，图3中虚线框为一个MOS开关模块，每列MOS开关模块输入端A并接，并连接到电源板的输出母线上，每列MOS开关模块连接的输出母线电压幅值不同；每行MOS开关模块输出端B并接，并连接到一个独立开关输入端，独立开关也由MOS开关模块组成；选择开关阵列控制端C接入到接口编译控制器；
接口编译控制器，所述矩阵开关控制端接入到接口编译控制器；所述选择开关的选择端接入到接口编译控制器；所述接口编译控制器电连接有由FLASH存储芯片构成的EEPROM存储器；
接口设定主机，如图4所示，所述接口设定主机与接口编译控制器通信，所述接口设定主机内置有接口定义模块和接口绑定模块；所述接口定义模块包括目标接口选择模块、接口功能选择模块和设备型号库；所述目标接口选择模块连接接口功能选择模块；所述接口功能选择模块连接设备型号库；所述接口绑定模块包括设备选择模块；所述设备选择模块连接到控制接口板的端口获取模块。
如图5所示，接口编译时，先通过目标接口选择模块依次选择前端接口板上的接口，当接口选定后，进入到接口功能选择模块，通过接口功能选择模块选择该接口的功能，如温度采集、湿度采集、钻进采集、压力采集、液压阀控制和电机变频器控制等；当完成功能选择后，进入到该功能包括的设备型号库，通过设备型号库选择某一型号（型号包括设备自身型号及安装位置），当选定某一型号后，则该接口完成定义；依次对整个前端接口板上的接口进行定义，形成端口定义列表；接着，通过接口绑定模块进行接口绑定；由于设备控制器内部烧写包已经完成采集端口和控制端口的所有定义，因此，可根据烧写包IO口定义列表对端口定义列表进行一一对应绑定；其中，接口绑定模块具体过程如下：
接口绑定模块检索到两个名称一致的端口建立连接，如P1.2/1.3--温度传感器pt100—液压台（上），端口16/17--温度传感器pt100—液压台（上），当接口绑定模块获取到温度传感器pt100—液压台（上）名称一致时，确定设备控制器IO口为P1.2口和P1.3口；前端接口板端口为16/17；从而通过中间开关将设备控制器P1.2口与控制接口板16号端口连通，设备控制器P1.3口与控制接口板17号端口连通具体为：矩阵开关输入端与控制接口板的接口一一对应，矩阵开关输出端与前端接口板的接口一一对应，且设备控制器IO口与控制接口板的接口为一一对应，接口编译控制器获取到矩阵开关需要连接的X点（设备控制器某一IO口/控制接口板某一端口）和Y点（前端接口板某一端口），接口编译控制器根据连接点将某一交叉开关开启。
当接口编译控制器在对端口定义时，该端口涉及高电平，且电位高于设备控制器电源幅值的建立分支定义，具体为：名称定义和幅值定义，名称定义时，通过选择确定该接入设备名称，幅值定义时，触发该接入设备的电压幅值响应；具体为：由于该端口与选择开关阵列某一行连接关系确定，从而接口编译控制器根据获取的电压幅值需求，选定在该行上的某一列MOS开关模块选通模式，从而电源板的输出相应幅值电压送至被选通的MOS开关模块，最后送入到独立开关输入端，当设备控制器给独立开关信号后，独立开关被接通，从而将相应幅值电压送入到对应的前端接口板的端口上；其中，由于独立开关的控制端接入到开关阵列输出端，从而对于名称定义和接口绑定，与前端接口板的绑定过程一致，再此不再详述。
实施例2：
如图6所示的用于地下采矿的控制装置，所述通用控制模块设置有多组，多组所述通用控制模块通过有线或无线接入到上位计算机；所述通用控制模块冗余设置有两组设备控制器，两组所述设备控制器IO口均与控制接口板并接；两组设备控制器接入到上位计算机；所述上位计算机内置有用于存储烧写包的功能库；所述上位计算机内针对每一烧写包配置有一端口列表；所述端口列表接入到设备选择模块。
如图7所示，采用两组设备控制器进行主从机冗余控制，具体为：当通用控制模块与上位计算机建立连接，两组设备控制器依次接收烧写包，并各自进行解析安装，同时，将端口列表推送至接口设定主机，通过接口设定主机的设备选择模块获取到端口列表，接口绑定模块将上位计算机传递的端口列表和接口定义模块定义的端口列表一一对应绑定；两组设备控制器冗余设置，当需要对两组设备控制器进行程序更新时，先更新处于静默模式的设备控制器，等待静默模式的设备控制器完成更新后，将两组设备控制器进行主从机切换，完成更新的设备控制器进入控制流程，另一设备控制器切换到处于静默模式；另外，两组设备控制器进行程序更新时，可将两组设备控制器同时设为静默模式，并依次完成更新。
所述烧写包包括基础功能烧写包和更新烧写包；所述端口列表包括与基础功能烧写包匹配的基础端口列表，及与更新烧写包匹配的增加端口列表；当对新的通用控制模块进行控制流程烧写时，设备控制器和接口设定主机分别获取基础功能烧写包和基础端口列表；当对通用控制模块进行控制流程更新时，设备控制器和接口设定主机更新烧写包和增加端口列表。
其中，所述烧写包和端口列表同步更新到设备控制器；所述设备控制器解析出烧写包和端口列表，所述设备控制器与接口设定主机通信连接，将端口列表转包到设备选择模块；所述接口设定主机对烧写包进行自动解析安装。
如图8所示，所述接口设定主机通信连接到上位计算机；所述上位计算机分别将烧写包和端口列表推送至设备控制器和接口设定主机；所述上位计算机与接口设定主机通信；上位计算机将烧结包推至设备控制器，设备控制器完成烧写包的自动解析安装，上位计算机将端口列表推送至接口设定主机时，接口设定主机与接口编译控制器通信，从而接口设定主机将端口列表加载到设备选择模块，设备选择模块获取到端口列表后，通过接口绑定模块完成前端接口板和控制接口板各端口的一一对应绑定。
实施例3：
如图9所示的用于地下采矿的控制装置，所述上位计算机与设备控制器通信，所述设备控制器输出控制指令和上传联控信号，输出控制指令给前端接口板，上传联控信号给上位计算机；所述上位计算机内设置有与联控信号匹配的中断信号库；两组所述设备控制器的中断函数内设置有联控指令；两组所述设备控制器接收上位计算机的片选信号和中断信号，设备控制器上电后，均处于静默模式，设备控制器持续监测与上位计算机通信的端口，等待上位计算机发送片选信号，当某一设备控制器被片选信号选通后，进入到设备控制模式，另一设备控制器仍处于静默模式，即仍处于持续监测与上位计算机通信的端口，直到接收到片选信号后，该设备控制器进入到设备控制模式，两组所述设备控制器只允许一个被选通；当上位计算机获取到联控信号后，上位计算机将联控信号送入到中断信号库进行比对，从而获取中断对象，并向该对象的通用控制模块发送中断信号；通用控制模块接收中断信号；处于静默模式的设备控制器接收到中断信号后，进入到中断函数执行联控指令；处于设备控制模式的设备控制器接收到中断信号后，直接忽略该中断信号。
如图10所示，通过上位计算机完成各通用控制模块之间的联控，具体为：当某一个通用控制模块运行时，某一阈值达到触发阈值时，该通用控制模块向上位计算机发送联控信号，上位计算机根据联控信号确定为某一通用控制模块（需要对不同的通用控制模块设定不同的联控信号），同一个通用控制模块可根据不同的阈值对象设置多个联控信号，如针对液压行程设定一个联控信号，针对液压压力设定一个联控信号或针对液压油温设定一个联控信号等；上位计算机获取到联控信号后，通过查表方式对中断信号库进行匹配，匹配结果为向一个或多个目标通用控制模块发送中断指令；上位计算机可对联控信号指令进行优先级排序，当同时接收到联控信号时，先执行高优先级的联控信号处理流程，再执行低优先级的联控信号处理流程令；当目标通用控制模块接收到中断指令后，此时，处于设备控制模式的设备控制器仍持续进行设备控制和传感信号接收；处于静默模式的设备控制器进入中断模式，处于静默模式的设备控制器输出信号给控制接口板；具体为：处于静默模式的设备控制器跳出持续监测通信端口流程，并跳转到中断函数，执行中断函数的程序,如向散热风机连接的端口发出触发指令或向液压设备的控制阀发送关闭指令等；执行完中断函数中的联控指令后，再回到主流程（持续监测通信端口流程）。
其中，所述接口设定主机与接口编译控制器插拔连接；通过插拔连接方式，可实现接口设定主机依次对多个接口编译控制器进行接口设置；所述接口设定主机的设备型号库更新时，接口设定主机通过与上位计算机通信，接收上位计算机数据包对接口设定主机的设备型号库更新，或通过插拔外部存储器，通过读取外部存储器内存储的设备型号库数据，通过覆盖替换方式对设定主机进行更新。
实施例4：
如图11所示的用于地下采矿的控制装置，所述通用控制模块安装于本安型壳体内，所述本安型壳体内设置有PCB板；所述控制接口板、电源板、中间开关、设备控制器和接口编译控制器固定于PCB板上，所述PCB板上预留有多个与控制接口板连接的中空引脚孔；所述前端接口板嵌合固定于本安型壳体外部；所述前端接口板接入到PCB板上；所述本安型壳体上还设置有电源接口和主机接口；所述电源接口连接到电源板；所述主机接口连接到接口编译控制器；其中，前端接口板的每一接口配置一密封堵头，当无信号线接入时，可将该接口进行封闭；本安型壳体上的电源接口向PCB板上的电源板供电，电源板为PCB板上的各模块进行供电，同时通过AC-DC变换，及DC-DC变换，将外部交流电转换为直流电，并通过DC-DC变换产生多路不同幅值的电压，送入到不同幅值的输出母线上；从而给通用控制模块提供电源需求；主机接口插拔接口设定主机，从而将接口设定主机和接口编译控制器建立通信连接，使接口编译控制器能够接收接口设定主机的端口设置指令；完成端口编译绑定。
其中，所述设备控制器和接口编译控制器通过插拔底座安装到PCB板上；所述插拔底座与PCB板焊接；所述设备控制器的插拔底座引脚数量大于设备控制器引脚数量；所述插拔底座多余的引脚数量嵌入到中空引脚孔，并与中空引脚孔焊接。在PCB板上焊接插拔底座，从而设备控制器可与插拔底座插接，方便设备控制器的快速安装到PCB板上，同时能够快速对设备控制器进行更换或更新，在当前设备控制器无法满足控制需求时，可选用更多引脚的设备控制器插入到插拔底座上，扩充的引脚与中空引脚孔对接，从而实现更多对象的控制或更多传感器数据的接收。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明申请范围内。
Claims (9)
1.一种用于地下采矿的控制装置，其特征在于：包括通用控制模块，所述通用控制模块包括：
设备控制器；
前端接口板，所述前端接口板上设置有多种地下采矿作业设备和传感器的接口；
控制接口板，所述设备控制器IO口接入到控制接口板；
中间开关，所述中间开关包括矩阵开关和选择开关阵列；所述矩阵开关输出端与接口连接；所述选择开关阵列输入端并接到电源板各幅值的输出母线上；所述选择开关阵列输出端连接到独立开关输入端；所述独立开关输出端接入到涉及高电平，且电位高于设备控制器电源幅值的接口连接；所述矩阵开关输入端接入到控制接口板；所述选择开关阵列控制端接入到接口编译控制器；所述独立开关控制端接入到矩阵开关输出端；
接口编译控制器，所述矩阵开关控制端接入到接口编译控制器；所述选择开关的选择端接入到接口编译控制器；所述接口编译控制器电连接有由FLASH存储芯片构成的EEPROM存储器；
接口设定主机，所述接口设定主机与接口编译控制器通信，所述接口设定主机内置有接口定义模块和接口绑定模块；所述接口定义模块包括目标接口选择模块、接口功能选择模块和设备型号库；所述目标接口选择模块连接接口功能选择模块；所述接口功能选择模块连接设备型号库；所述接口绑定模块包括设备选择模块；所述设备选择模块连接到控制接口板的端口获取模块。
2.根据权利要求1所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述通用控制模块设置有多组，多组所述通用控制模块通过有线或无线接入到上位计算机；所述通用控制模块冗余设置有两组设备控制器，两组所述设备控制器IO口均与控制接口板并接；两组设备控制器接入到上位计算机；所述上位计算机内置有用于存储烧写包的功能库；所述上位计算机内针对每一烧写包配置有一端口列表；所述端口列表接入到设备选择模块。
3.根据权利要求2所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述烧写包包括基础功能烧写包和更新烧写包；所述端口列表包括与基础功能烧写包匹配的基础端口列表，及与更新烧写包匹配的增加端口列表。
4.根据权利要求2所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述烧写包和端口列表同步更新到设备控制器；所述设备控制器解析出烧写包和端口列表，所述设备控制器与接口设定主机通信连接，将端口列表转包到设备选择模块；所述接口设定主机对烧写包进行自动解析安装。
5.根据权利要求2所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述接口设定主机通信连接到上位计算机；所述上位计算机分别将烧写包和端口列表推送至设备控制器和接口设定主机；所述上位计算机与接口设定主机通信。
6.根据权利要求2所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述上位计算机与设备控制器通信，所述设备控制器输出控制指令和上传联控信号；所述上位计算机内设置有与联控信号匹配的中断信号库；两组所述设备控制器的中断函数内设置有联控指令；两组所述设备控制器接收上位计算机的片选信号和中断信号，设备控制器上电后，均处于静默模式，设备控制器持续监测与上位计算机通信的端口，等待上位计算机发送片选信号，当某一设备控制器被片选信号选通后，进入到设备控制模式，另一设备控制器仍处于静默模式，即仍处于持续监测与上位计算机通信的端口，直到接收到片选信号后，该设备控制器进入到设备控制模式，两组所述设备控制器只允许一个被选通；当上位计算机获取到联控信号后，上位计算机将联控信号送入到中断信号库进行比对，从而获取中断对象，并向该对象的通用控制模块发送中断信号；通用控制模块接收中断信号；处于静默模式的设备控制器接收到中断信号后，进入到中断函数执行联控指令；处于设备控制模式的设备控制器接收到中断信号后，直接忽略该中断信号。
7.根据权利要求1所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述接口设定主机与接口编译控制器插拔连接；所述接口设定主机的设备型号库更新时，接口设定主机通过与上位计算机通信，接收上位计算机数据包对接口设定主机的设备型号库更新，或通过插拔外部存储器，通过读取外部存储器内存储的设备型号库数据，通过覆盖替换方式对设定主机进行更新。
8.根据权利要求1所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述通用控制模块安装于本安型壳体内，所述本安型壳体内设置有PCB板；所述控制接口板、电源板、中间开关、设备控制器和接口编译控制器固定于PCB板上，所述PCB板上预留有多个与控制接口板连接的中空引脚孔；所述前端接口板嵌合固定于本安型壳体外部；所述前端接口板接入到PCB板上；所述本安型壳体上还设置有电源接口和主机接口；所述电源接口连接到电源板；所述主机接口连接到接口编译控制器。
9.根据权利要求8所述的用于地下采矿的控制装置，其特征在于：所述设备控制器和接口编译控制器通过插拔底座安装到PCB板上；所述插拔底座与PCB板焊接；所述设备控制器的插拔底座引脚数量大于设备控制器引脚数量；所述插拔底座多余的引脚数量嵌入到中空引脚孔，并与中空引脚孔焊接。
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