CN205375144U - Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其包括主控模块、网关接口模块、温度模拟输入模块、数字输入模块和终端电阻；终端电阻位于Dupline现场总线的末端；温度模拟输入模块用于将接收的模拟量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；数字输入模块用于将采集到的保护开关状态的数字量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；终端电阻用于消除由发射造成的失真，与网关接口模块采用Dupline现场总线通信；网关接口模块将接收到的模拟量信号和数字量信号发给送主控模块，以控制带式输送机。利用本实用新型信号长距离传输无需电源中继器，操作简便，高度抗噪，自由拓扑。

Description

Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统

技术领域

本实用新型涉及带式输送机技术领域，具体涉及一种Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统。

背景技术

目前国内长距离带式输送机保护装置的功能实现主要有两种形式：第一种是通过控制电缆将现场不同的保护装置信号分别接入到PLC控制系统的各个数字量及模拟量模块中，通过PLC控制器(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)及其相应的监控组态软件监控各个保护装置的状态。第二种是通过一根通信电缆将不同保护装置信号串联起来，最终接入到位于带式输送机机头的监控主机中，通过放置在带式输送机机头的监控主机监控各个保护装置的运行状态。该监控主机也可通过一根通信电缆或光缆接入到PLC控制器，可通过PLC控制器及其相应的监控组态软件监控各个保护装置的状态。

第一种实现形式中，因为保护装置种类及数量很多，并且每个保护装置都要单独通过控制电缆连接到PLC控制器，这样就会造成控制电缆使用量巨大，采购成本及建安成本较高。其次，采集保护装置的电信号需要连接外部电源。带式输送机的传送距离很长，外部电源的位置是固定的，距离电源较远的带式输送机的保护装置电信号会有衰减，必须增加若干个电源中继装置才能满足每个保护装置电信号的稳定。

第二种实现形式通过一根通信电缆将不同保护装置信号串联起来，最终接入到带式输送机机头位置的监控主机中。通过监控主机监控各个保护装置的状态。该实现形式的传输距离较短，在不加电源中继器情况下，通信模块的信号最远传输距离是1.2KM。若要增加传输距离必须要增加电源中继器。此外，该实现形式容易受通信协议的束缚，导致保护装置所配备的通信模块信号传输实时性比较差，响应时间有时为秒级；拓扑结构不灵活，并且由于抗干扰能力差，容易造成错误信号上传；对通信电缆要求比较高，需要专门定制通信电缆；带式输送机机头的监控主机与外部PLC控制器通信接口只能采用Modbus协议通讯，局限性较大。

在选煤厂等工业厂房都拥有全厂的自动化控制系统，即由全厂PLC控制器及其相应的监控组态软件等组成的系统。若通过带式输送机机头的监控主机接入全厂PLC控制器，会导致不必要的重复投资；并且保护装置的信号通过机头监控主机再接入全厂PLC控制器，会导致后期使用过程中现场维护工作量加大，对后期工厂维护人员的专业素质要求也会相应提高，大大提高了生产成本。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种Dupline现场总线式输送机保护控制系统，信号长距离传输无需电源中继器，提高了信号的传输速度，增强了信号抗干扰能力，而且操作简单，自由拓扑，可与PLC和个人计算机接口灵活连接。

本实用新型提出一种Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其中，包括主控模块、网关接口模块、温度模拟输入模块、数字输入模块和终端电阻；其中，温度模拟输入模块、终端电阻和数字输入模块通过一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块电连接，终端电阻位于Dupline现场总线的末端，网关接口模块与主控模块电连接；其中，温度模拟输入模块用于接收温度传感器采集的现场设备的模拟量信号，将模拟量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；数字输入模块用于采集现场设备的保护开关状态，将采集到的保护开关状态的数字量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；终端电阻用于消除由发射造成的失真；网关接口模块将接收到的模拟量信号和数字量信号发给送主控模块；主控模块用于根据接收到的模拟量信号和数字量信号对带式输送机进行控制。

优选地，还包括显示监视模块，通过同一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块电连接，用于接收温度模拟输入模块的模拟量信号和数字输入模块的数字量信号，以显示和监视现场设备的工作状态。

优选地，温度传感器采集电机轴承温度和电机绕组温度。

优选地，数字输入模块至少包括数字单输入模块和数字双输入模块，数字单输入模块监测1路保护开关，数字双输入模块监测2路保护开关。

优选地，1路保护开关至少包括烟雾传感器内部开关、堆煤传感器开关、拉绳内部开关、纵撕内部开关。

优选地，拉绳内部开关的间距为L，L≤50m。

优选地，2路保护开关至少包括跑偏内部开关。

优选地，网关接口模块具有即插即用型RS232/RS485接口。

优选地，温度传感器采用PT100铂热电阻。

本实用新型通过将传统的输送机的各个保护装置接入基于Dupline现场总线通讯协议的相应的功能模块，并通过一根Dupline现场总线线缆连接，解决了长距离通信模块供电问题，提高了信号的传输速度、增加了传输信号的抗干扰能力，增强了拓扑结构的灵活性，并且采用的网关接口模块兼容多种工业通信协议，可与多种控制设备进行无缝连接。

附图说明

图1是本实用新型实施例的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统的结构框图。

图2是本实用新型实施例的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细描述。

图1示出了Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统100的结构框图，其包括主控模块1、网关接口模块2、温度模拟输入模块3、数字输入模块4和终端电阻5。其中，温度模拟输入模块3、数字输入模块4和终端电阻5通过一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块2电连接，终端电阻5位于Dupline现场总线的末端，网关接口模块2与主控模块1电连接。温度模拟输入模块3用于接收温度传感器采集的现场设备的模拟量信号，将模拟量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块2。数字输入模块4用于采集现场设备的保护开关状态；将采集到的数字量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块2。终端电阻5用于消除由发射造成的失真，与网关接口模块2采用Dupline现场总线通讯协议通信。网关接口模块2将接收到的模拟量信号和数字量信号发给送主控模块1，主控模块1根据接收到的模拟量信号和数字量信号对带式输送机进行控制。

进一步地，系统100还包括显示监视模块，通过同一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块电连接，用于接收温度模拟输入模块的模拟量信号和数字输入模块的数字量信号，以显示和监视现场设备的工作状态，并且与网关接口模块、温度模拟输入模块、数字输入模块均采用Dupline现场总线通信。显示检测模块，监测现场各个保护装置的工作状态。可设置在同一根Dupline现场总线线缆的任意位置处。在实施例中，采用触摸屏监视模块。

在本实用新型实施例中，网关接口模块2采用G34960005型号，具有即插即用型RS232/RS485接口，并内置多种特定可编程逻辑控制和Modbus协议。网关接口模块2也可以采用基于Profibus、DeviceNet等通讯协议的其它型号，可与国内外多种PLC控制器系统电连接或工业控制计算机等电连接。

在本实用新型实施例中，主控模块1采用Allen-Bradley公司PLC控制器，也可选用西门子、施耐德等其他公司的PLC控制器，也可以采用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)或者工业控制计算机等实现。

在本实用新型实施例中，温度模拟输入模块3采用G32101112型号，通过Dupline现场总线供电，用于接收温度传感器采集的模拟量信号。温度传感器采用PT100铂热电阻。温度传感器采集的数据包括电机轴承温度和电机绕组温度。

在本实用新型实施例中，数字输入模块4至少包括数字单输入模块和数字双输入模块，均由Dupline现场总线供电。数字单输入模块采用G50101106型号，用于监测现场具有1路保护开关的保护装置状态。1路保护开关至少包括烟雾传感器内部开关、堆煤传感器开关、拉绳内部开关、纵撕内部开关。在本实施例中，拉绳内部开关的间距为L，L≤50m。烟雾传感器内部开关、堆煤传感器开关、拉绳内部开关、纵撕内部开关分别就近接入Dupline现场总线上的数字输入模块。

数字双输入模块采用G50102206型，用于监测现场具有2路保护开关的保护装置状态。2路保护开关至少包括跑偏内部开关。跑偏内部开关包括跑偏内部轻跑偏开关和跑偏内部重跑偏开关。跑偏内部开关分别安装在带式输送机的机头、机尾以及中部。

在本实用新型实施例中，终端电阻采用DT01型号，为标准的Dupline电缆终端设备，可消除由反射造成的失真，用于告知网关接口模块。

在本实用新型实施例中，Dupline现场总线线缆采用两芯电缆，如Kvvp(铜芯聚氯乙烯绝缘和护套编织屏蔽控制电缆)、Rvvp(铜芯聚氯乙烯绝缘和护套编织屏蔽软电力电缆)控制电缆或者普通电缆等。

本实用新型通过将传统输送机的的各个保护装置接入基于Dupline现场总线通讯协议的相应的功能模块，并通过一根Dupline现场总线线缆连接，解决了长距离通信模块供电问题，提高了信号的传输速度、增加了传输信号的抗干扰能力，增强了拓扑结构的灵活性，并且通过采用Dupline现场总线灵活的即插即用网关接口模块，兼容多种工业通信协议，可以与大多数不同生产厂家的PLC等多种控制设备进行无缝连接。

如图2所示，在带式输送机的每个保护装置处相应安装一个防爆盒，在盒内放置合适的基于Dupline现场总线通信协议的模块，将每个保护装置的内部状态开关或其温度传感器的输出端通过电缆接入到相应防爆盒内的模块中，再将这些所有的模块通过Dupline现场总线连接起来。根据PLC控制器的要求，选取相应的网关接口模块，将连接起来的模块通过Dupline现场总线接入该网关接口模块，最后通过网关模块接入到PLC控制器即可。防爆盒的尺寸大小可根据现场实际情况做调整。另在非防爆区域，可以用普通的接线盒来替代防爆盒。

当输送机处于停止状态时，可以通过PLC控制器调试或校正带式输送机保护控制系统的信号。当带式输送机运行后，数字输入模块4、温度模拟输入模块3将监测到的信息通过网关接口模块2传输到PLC控制器。PLC控制器根据接收到的信息来进行相应的处理工作。例如，某个数字输入模块监测到其接入的保护开关状态发生改变，如数值由1变为0，该变化的信息通过网关接口模块2发送给PLC控制器。PLC控制器认定接入该数字输入模块的保护开关发生动作，即保护装置产生报警信号。PLC控制器根据报警信号的信息，停止运行带式输送机或发出声光报警信号，告知操作人员。同理，某个温度模拟输入模块监测接入其温度传感器的数值，该数值发送到PLC控制器。如果该数值超过允许值，PLC控制系统也会让带式输送机停止运行，并产生声光报警信号，告知操作人员，保证带式输送机安全、可靠地运行。

本实用新型实施例提供的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统具有以下优点：

①通过一根Dupline现场总线线缆连接各个带式输送机的保护装置所配备的通信模块，大幅减少了通信或控制电缆的使用量，提高了可靠性；

②Dupline现场总线线缆采用普通两芯电缆，既能传输信号，又能对保护装置配备的通信模块供电，不需要外部供电电源；

③Dupline现场总线中信号的传输距离高达10KM且无需中继，并能准确识别各个保护装置的具体位置；

④Dupline现场总线采用低频载波信号进行传输，高度抗噪，保证了在复杂现场中信号的准确传输；灵活的即插即用网关接口，兼容多种工业通信协议，可以与大多数不同生产厂家的PLC等多种控制设备进行无缝连接；

⑤采用Dupline现场总线通信协议，拓扑结构高度灵活，保护装置所配备的通信模块的网络拓普连接可以是星型、环形、线型或其中几种的组合；

⑥可扩展性强，可在Dupline现场总线的任何位置增加或减少通信模块，即可在Dupline现场总线的任何位置增加或减少保护装置的数量，并且可在Dupline现场总线的任何位置增加监控模块，方便现场岗位工监测带式输送机所有保护装置的运行状态；

⑦能够使设计人员简化设计、施工安装便捷，易维护及易扩展，为用户节省人力、物力和时间成本。

以上，结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本实用新型的思想。本领域技术人员在本实用新型具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，包括主控模块、网关接口模块、温度模拟输入模块、数字输入模块和终端电阻；其中，温度模拟输入模块、终端电阻和数字输入模块通过一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块电连接，终端电阻位于Dupline现场总线的末端，网关接口模块与主控模块电连接；其中，

温度模拟输入模块用于接收温度传感器采集的现场设备的模拟量信号，将模拟量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；

数字输入模块用于采集现场设备的保护开关状态，将采集到的保护开关状态的数字量信号通过Dupline现场总线发送给网关接口模块；

终端电阻用于消除由发射造成的失真；

网关接口模块将接收到的模拟量信号和数字量信号发给送主控模块；

主控模块用于根据接收到的模拟量信号和数字量信号对带式输送机进行控制。

2.如权利要求1所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，还包括显示监视模块，通过同一根Dupline现场总线线缆与网关接口模块电连接，用于接收温度模拟输入模块的模拟量信号和数字输入模块的数字量信号，以显示和监视现场设备的工作状态。

3.如权利要求1所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，温度传感器采集电机轴承温度和电机绕组温度。

4.如权利要求1所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，数字输入模块至少包括数字单输入模块和数字双输入模块，数字单输入模块监测1路保护开关，数字双输入模块监测2路保护开关。

5.如权利要求4所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，1路保护开关至少包括烟雾传感器内部开关、堆煤传感器开关、拉绳内部开关、纵撕内部开关。

6.如权利要求5所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，拉绳内部开关的间距为L，L≤50m。

7.如权利要求4所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，2路保护开关至少包括跑偏内部开关。

8.如权利要求1所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，网关接口模块具有即插即用型RS232/RS485接口。

9.如权利要求1所述的Dupline现场总线式带式输送机保护控制系统，其特征在于，温度传感器采用PT100铂热电阻。