CN117395284A - 输送机设备及其智能地址码系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种输送机设备及其智能地址码系统，智能地址码系统包括主机终端箱和两个以上的分机终端箱，主机终端箱与分机终端箱依次等间隔设置，且主机终端箱与分机终端箱之间、各分机终端箱之间均通过工业以太网通信；主机终端箱与分机终端箱采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统；分机终端箱之间进行RDP主从通讯，各分机终端箱收集的开关量或模拟量信号汇集于主机终端箱后上传至上位机，有效提升了系统稳定性，延长了通信距离，可以满足长距离输送机沿线保护装置信号的收集，提高了数据传输可靠性。

Description

输送机设备及其智能地址码系统

技术领域

本申请涉及带式输送设备技术领域，特别是涉及一种输送机设备及其智能地址码系统。

背景技术

带式输送是工业生产应用广泛的一种运输方式，具有布局分散、关联设备多、连锁关系密集的特点。在建设矿山、码头及港口等输送机设备中，尤其是长距离胶带输送机时，采集输送机沿线的保护装置信号如能高效精准的定位及有规则的编码，并实时无误的将数据及状态传送至控制中心以便监控，将大大提高设备运行的稳定性、安全性和便捷性，同时也将大大减少运维设备的人力配置，提高生产效率，减少生产成本。

传统的输送机地址码系统大都采用RS485总线方式，而采用双绞线手牵手连接的总线方式，可靠传输距离比较短。传统的输送机地址码系统无法满足长距离输送机沿线保护装置信号的接入和传输，存在数据传输可靠性差的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高数据传输可靠性的输送机设备及其智能地址码系统。

一种输送机设备的智能地址码系统，包括主机终端箱和两个以上的分机终端箱，所述主机终端箱与所述分机终端箱依次等间隔设置，且所述主机终端箱与所述分机终端箱之间、各所述分机终端箱之间均通过工业以太网通信；

所述主机终端箱与所述分机终端箱采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统；所述分机终端箱之间进行RDP主从通讯，各所述分机终端箱收集的开关量或模拟量信号汇集于所述主机终端箱后上传至上位机。

在其中一个实施例中，所述分机终端箱通过分组级联分成不同终端箱组，各所述终端箱组由设定数量的分机终端箱组成，并配置成1个分机终端箱为客户机，剩余分机终端箱为服务器的RDP主从关系；各所述终端箱组的客户机又作为相邻一所述终端箱组的一个服务器存在，通过逐级上报数据汇集至所述主机终端箱。

在其中一个实施例中，所述主机终端箱通过MODBUS TCP通讯协议与所述上位机通信。

在其中一个实施例中，所述主机终端箱通过DP通讯卡或profibusDP总线与所述上位机通信。

在其中一个实施例中，所述主机终端箱配置有PLC高性能处理器和触摸屏，所述分机终端箱配置有PLC高性能处理器。

在其中一个实施例中，智能地址码系统还包括管理终端，所述管理终端通过网络与所述主机终端箱和所述分机终端箱通信，所述管理终端用于对所述主机终端箱和所述分机终端箱进行编程配置。

在其中一个实施例中，所述编程配置包括配置IP地址、分配客户机/服务器功能、分配数据传输地址以及分配映射地址中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述主机终端箱和所述分机终端箱还配置有综合报警模块、故障输出模块以及可编程继电器模块。

一种输送机设备，包括上述的智能地址码系统。

在其中一个实施例中，输送机设备还包括输送机和保护装置，所述主机终端箱与所述分机终端箱连接对应的保护装置。

上述输送机设备及其智能地址码系统，主机终端箱与分机终端箱之间、各分机终端箱之间均通过工业以太网通信，主机终端箱与分机终端箱采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统，分机终端箱之间进行RDP主从通讯，各分机终端箱收集的开关量或模拟量信号汇集于主机终端箱后上传至上位机，有效提升了系统稳定性，延长了通信距离，可以满足长距离输送机沿线保护装置信号的收集，提高了数据传输可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中智能地址码系统的结构示意图；

图2为一个实施例中主机终端箱的结构示意图；

图3为一个实施例中分机终端箱的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在现阶段国内外大力倡导建成智慧城市、智慧工厂的大背景下，针对与在建设矿山、码头及港口等输送机设备中，尤其是长距离胶带输送机时，采集输送机沿线的保护装置信号如能高效精准的定位及有规则的编码，并实时无误的将数据及状态传送至控制中心以便监控，将大大提高设备运行的稳定性、安全性、便捷性，同时也将大大减少运维设备的人力配置，提高生产效率，减少生产成本。在此大背景和环境下，市场上针对解决这一问题的地址码系统或产品应运而生，但是产品综合性能多参差不齐。传统的输送机地址码系统采用RS485总线方式，而采用双绞线手牵手连接的总线方式，可靠传输距离比较短，无法满足长距离输送机沿线保护装置信号的接入和传输。

基于此，本申请提供了一种输送机设备的智能地址码系统，主机终端箱与分机终端箱之间、各分机终端箱之间均通过工业以太网通信，主机终端箱与分机终端箱采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统，分机终端箱之间进行RDP（RemoteDesktop Protocol，远程桌面协议）主从通讯，各分机终端箱收集的开关量或模拟量信号汇集于主机终端箱后上传至上位机，有效提升了系统稳定性，延长了通信距离，可以满足长距离输送机沿线保护装置信号的收集，提高了数据传输可靠性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种输送机设备的智能地址码系统，包括主机终端箱100和两个以上的分机终端箱200，主机终端箱100与分机终端箱200依次等间隔设置，且主机终端箱100与分机终端箱200之间、各分机终端箱200之间均通过工业以太网通信。主机终端箱100与分机终端箱200采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统，分机终端箱200之间进行RDP主从通讯，各分机终端箱200收集的开关量或模拟量信号汇集于主机终端箱100后上传至上位机。

其中，分机终端箱200的数量并不唯一，具体可根据实际需要进行设置。例如，分机终端箱200可包括1#分机终端箱、2#分机终端箱、3#分机终端箱、…、n#分机终端箱，n可以是小于或等于128。单套智能地址码系统最多可连接128台分机终端箱，按照如图1所示的方式连接组成即可。主机终端箱100和分机终端箱200可以是沿输送机的输送方向等间隔设置，输送机可以是皮带机、胶带机等。例如，各终端箱依次按照顺序间隔100米布置，负责该100米内的保护装置状态采集。所有终端箱通过电源进线接入220V交流电进行供电，各终端箱分别通过信号线连接输送机设备的相关保护装置，收集开关量或模拟量信号。例如，主机终端箱100收集拉绳开关信号、轻跑偏开关信号、重跑偏开关信号、撕裂信号、打滑信号、堵料信号、料流信号、继电器出口输出信号以及其他传感器信号。分机终端箱200接收信号的接线方式与主机终端箱100类似，在此不再赘述。各终端箱之间通过网线连接，最终全部数据上传至主机终端箱100的控制器中，完成采集数据。此外，主机终端箱100还与上位机进行通信，在汇总各终端箱收集的数据后上传至上位机。其中，上位机可以是个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备等。物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。

具体地，分机终端箱200通过分组级联分成不同终端箱组，各终端箱组由设定数量的分机终端箱200组成，并配置成1个分机终端箱200为客户机，剩余分机终端箱200为服务器的RDP主从关系；各终端箱组的客户机又作为相邻一终端箱组的一个服务器存在，通过逐级上报数据汇集至主机终端箱100。设定数量的具体取值也不是唯一的，可根据实际需要进行设置。本实施例中，主机终端箱100和分机终端箱200之间，以及分机终端箱200之间均采用网线连接，整个系统采用分组级联的方式实现，即每一组由5个终端箱组成，其中1个为客户机，另4个为服务器的RDP主从关系，同时该组的客户机又作为相邻一组的一个服务器存在，这样逐级上报数据，最终整个系统数据都汇集于主机终端箱100，单套系统最长传输距离可到12KM，通讯速率可到100Mbps。

主机终端箱100和分机终端箱200的具体结构也不是唯一的，在一个实施例中，主机终端箱100配置有PLC（Programmable Logic Controller）高性能处理器和触摸屏，分机终端箱200配置有PLC高性能处理器。本实施例中，主机终端箱100配置为14DI+10DO高性能处理器+触摸屏，或者14DI+10DO+4AI高性能处理器+触摸屏，内部接线如图2所示。分机终端箱200配置为14DI+10DO高性能处理器，内部接线如图3所示。本申请提供的智能地址码系统依托成熟的PLC技术平台，通过基于工业以太网实现物理链层的连接，采用RDP主从通讯协议以及客户机/服务器的局域网系统构架，通讯速率可到100Mbps，系统传输距离可达12km，远远强于采用RS485总线的其他产品，解决了市面其他产品不能实现长距离传输的弊端。

上述输送机设备的智能地址码系统，依托PLC技术平台实现智能编码，通过工业以太网实现物理链接，采用RDP主从通讯协议以及服务器/客户机构架的局域网系统，这样的结构有效提升了系统稳定性、可靠性，延长了通信距离，编码简单灵活。与普通型拉绳、跑偏等皮带机的保护装置配合使用，实现远程自动监测各开关状态与地址定位，为快速完成现场故障判定与精准定位提供可靠手段。该系统完美适用于各类带式输送机等大跨度、大区域分布的各类开关量、模拟量等状态监控与地址定位，同时能扩展4-20ma的标准模拟信号。

主机终端箱100与上位机通信的方式也并不唯一，主机终端箱100可以是通过MODBUS TCP通讯协议与上位机通信。主机终端箱100还可以通过DP（DecentralizedPeripherals，分布式周边）通讯卡或profibus（Process Field Bus，过程现场总线）DP总线与上位机通信。这种通讯方式可将智能地址码系统的数据统一打包发送至上位机，同时也可接受来自上位机主控系统的指令。具体地，主机终端箱100可接收上位机的指令，实现开关量输入信号的使能与屏蔽，比如说输送机沿线有一个开关设备损坏，无法正常工作，此时可以对该开关设备精准屏蔽，待维修好后再执行使能操作就可恢复。

该智能地址码系统监测的全部开关量或模拟量信号只需简单配置，即可生成地址，实现编码，在主机终端箱100内配置一台10.4吋的触摸屏，能实时显示监测开关状态或过程量数据。该系统与上位机通讯采用MODBUS TCP协议实现数据的交互，通讯速率可达100Mbps，单次可读写各128个16位字数据,可以满足将系统内的每一个开关动作状态及过程量数据实时传输至上位机。

进一步地，主机终端箱100和分机终端箱200还配置有综合报警模块、故障输出模块以及可编程继电器模块。通过配置综合报警、故障输出及可编程继电器出口，数据交互的便捷性及支持大数据传输更优于现有的输送机地址码系统，解决了市面现有产品与上位机数据交互单一，不能高效互通的弊端。具体地，可在相应终端箱内配置多路可编程继电器输出，为长距离输送机声光报警及其它辅助设备启停提供了低成本控制手段。基于PLC高性能处理器及编程软件，最大单次数据处理量输入输出分别同时可达128个16位字，远大于基于8位单片机的处理能力。通过采用开放的硬件接口及软件交互，具有可编程功能，能与笔记本电脑等计算机设备联机编程及配置，相比市面其他产品采用封闭固化的方式，本申请提供的智能地址码系统在使用和维护中更有灵活性、扩展性。

具体地，如图2所示，主机终端箱控制器采用PLC高性能处理器，连接触摸屏和后一个终端箱接口A。主机终端箱控制器负责监测拉绳动作、轻跑偏动作和重跑偏动作，主机终端箱控制器还设置有撕裂预留接口、打滑预留接口、堵料预留接口、料流预留接口以及备用开入接口。主机终端箱控制器还通过控制开关与综合报警模块、故障输出模块以及可编程继电器模块连接，控制开关包括开关KC0、开关KC1、开关KC2、开关KC3、开关KC4、开关KC5、开关KC6、开关KC7、开关KC10和开关KC11，控制开关同样可采用继电器，主机终端箱控制器通过调节继电器的线圈是否得电，控制继电器的触点开关是否闭合，从而控制对应功能模块工作。

如图3所示，分机终端箱控制器采用PLC高性能处理器，连接前一个终端箱接口B和后一个终端箱接口C。分机终端箱控制器负责监测拉绳动作、轻跑偏动作和重跑偏动作，分机终端箱控制器还设置有备用开入接口。分机终端箱控制器还通过控制开关与综合报警模块、故障输出模块以及可编程继电器模块连接，控制开关包括开关KB0、开关KB1、开关KB2、开关KB3、开关KB4、开关KB5、开关KB6、开关KB7、开关KB10和开关KB11，控制开关同样可采用继电器，分机终端箱控制器通过调节继电器的线圈是否得电，控制继电器的触点开关是否闭合，从而控制对应功能模块工作。

此外，在一个实施例中，智能地址码系统还包括管理终端，管理终端通过网络与主机终端箱100和分机终端箱200通信，管理终端用于对主机终端箱100和分机终端箱200进行编程配置。其中，管理终端可以是台式电脑或笔记本电脑。编程配置包括配置IP地址、分配客户机/服务器功能、分配数据传输地址以及分配映射地址中的至少一种。用户只要将终端箱用网线连接至自己的台式电脑或笔记本电脑，打开浏览器输入相应域名即可进入配置界面进行编程配置，如配置IP地址、分配客户机或服务器功能，分配数据传输地址，映射地址等。

具体地，终端箱在出厂时就已经设置好，用户只需根据终端箱所要配置的距离，合理选择终端数量，通常为100m配置一台终端箱即可，负责该100米内的保护装置状态采集。系统中每一台终端箱都规划唯一的IP地址，且所有终端箱的IP均在同一网段，以便组成局域网。每台终端箱的数据读写均配置2个字节，每个位数据对应一个开关量输入信号并编码，数据是根据顺序编排的。数据地址分为外部I/O地址、本地地址和远程地址，I/O地址即为外部输入信号的初始地址，本地地址即为本服务器的数据地址，远程地址即为客户机的数据地址，同时应将外部I/O地址映射至本地地址，本地地址传送至远程地址，使用时依次顺序安装设备、顺序规划IP地址、顺序配置数据地址，使之逐级级联，最终按照规划编排的数据由主机终端箱100统一读取。在主机终端箱100可以将读取的数据组态至本地触摸屏及远传至上位机主控系统，形成与上位机主控系统高度交互及融合。

在一个实施例中，还提供了一种输送机设备，包括上述的智能地址码系统。进一步地，输送机设备还包括输送机和保护装置。其中，保护装置可沿输送机的输送方向设置，主机终端箱与分机终端箱连接对应的保护装置。输送机可以是皮带机、胶带机等。具体地，智能地址码系统的主要参数如下：

环境温度：-20℃~+55℃

相对湿度：小于90%（无凝露）

负载电流：不大于2A

工作电压：AC 220V

通信方式：以太网，RDP协议

最大通讯距离：12KM

通讯速率：100M

通信电缆：工业级网线

防护等级：IP55

最大功耗：不大于100W

外型尺寸：500mm（高）×400mm（宽）×220mm（深）

该智能地址码系统依托成熟的PLC技术平台，通讯速率可到100Mbps，系统传输距离可达12km，完美满足长距离皮带机沿线保护装置信号的接入、传输及处理。终端箱与上位机主控系统通讯设计采用MODBUS TCP的通讯协议，与市面上主流控制系统总线协议高度切合与统一，因此可轻松实现高效的数据交互及融合。本系统基于PLC高性能处理器及编程软件，最大单次数据处理量输入输出分别同时可达128个16位字，完美满足长距离布置下，开关及传感器数量多带来的数据多，数据大的通讯数据传输需求。此外，该系统采用的是开放的硬件接口及软件交互平台，具有可编程功能，满足了工业设备使用的开放性、通用性及可扩展性要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种输送机设备的智能地址码系统，其特征在于，包括主机终端箱和两个以上的分机终端箱，所述主机终端箱与所述分机终端箱依次等间隔设置，且所述主机终端箱与所述分机终端箱之间、各所述分机终端箱之间均通过工业以太网通信；

所述主机终端箱与所述分机终端箱采用分组级联方式组成服务器/客户机构架的局域网系统；所述分机终端箱之间进行RDP主从通讯，各所述分机终端箱收集的开关量或模拟量信号汇集于所述主机终端箱后上传至上位机；

所述分机终端箱通过分组级联分成不同终端箱组，各所述终端箱组由设定数量的分机终端箱组成，并配置成1个分机终端箱为客户机，剩余分机终端箱为服务器的RDP主从关系；各所述终端箱组的客户机又作为相邻一所述终端箱组的一个服务器存在，通过逐级上报数据汇集至所述主机终端箱。

2.根据权利要求1所述的智能地址码系统，其特征在于，所述输送机设备为皮带机或胶带机。

3.根据权利要求1所述的智能地址码系统，其特征在于，所述主机终端箱通过MODBUSTCP通讯协议与所述上位机通信。

4.根据权利要求1所述的智能地址码系统，其特征在于，所述主机终端箱通过DP通讯卡或profibusDP总线与所述上位机通信。

5.根据权利要求1所述的智能地址码系统，其特征在于，所述主机终端箱配置有PLC高性能处理器和触摸屏，所述分机终端箱配置有PLC高性能处理器。

6.根据权利要求1所述的智能地址码系统，其特征在于，还包括管理终端，所述管理终端通过网络与所述主机终端箱和所述分机终端箱通信，所述管理终端用于对所述主机终端箱和所述分机终端箱进行编程配置。

7.根据权利要求6所述的智能地址码系统，其特征在于，所述编程配置包括配置IP地址、分配客户机/服务器功能、分配数据传输地址以及分配映射地址中的至少一种。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的智能地址码系统，其特征在于，所述主机终端箱和所述分机终端箱还配置有综合报警模块、故障输出模块以及可编程继电器模块。

9.一种输送机设备，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的智能地址码系统。

10.根据权利要求9所述的输送机设备，其特征在于，还包括输送机和保护装置，所述主机终端箱与所述分机终端箱连接对应的保护装置。