CN222319337U - 一种矿用连采机电控系统用主控单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿用连采机电控系统用主控单元，包括电控箱和母板，所述电控箱内部设置有母板和多个电器件，所述母板上设置有连接电器件的快插式接线插头和快插式端子插座，所述电器件包括PLC单元、继电器单元、传感器单元、阀控单元、交换机单元、电压检测单元、电源单元和角度检测单元，各单元之间的接线用电路板接口进行连接，所述电控箱设置有多种接线端口，主控单元通过接线端口分别接入需要控制的连采机电机的的接触器单元、需要进行检测的不同信号传感器、需要进行通讯的通讯器件。所述矿用连采机电控系统用主控单元对连采机整个电气部分进行控制，将控制电气部分集成化，内部电器件之间使用电路板连接，预留多种类型端口，不同的控制系统只需要在此主控单元基础上，组装不同的部件就可以实现整个电控系统的控制。

Description

一种矿用连采机电控系统用主控单元

技术领域

本实用新型涉及一种应用于煤矿井下领域的连采机电控系统，尤其是涉及一种矿用连采机电控系统用主控单元。

背景技术

传统的连采机电控系统，在电控系统的电控箱中需要安装很多电器件，比如开关电源、本安电源、PLC、各类外接单元等，这些电器件都需要根据不同型号设备的控制系统进行调整，还要考虑电控箱内的安装及空间，并且各个电器件的接线很多，对故障排查没有什么便捷途径，使得电控箱中占用空间大；为解决此类问题，将电器件集成化并对部分电器件做出调整，可以将总体尺寸减小，增加兼容性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种矿用连采机电控系统用主控单元，解决了将连采机电控箱内部电器件进行集成化的问题，通过主控单元兼容所有的连采机控制系统，其技术方案如下所述：

一种矿用连采机电控系统用主控单元，包括电控箱和母板，所述电控箱内部设置有母板和多个电器件，所述母板上设置有连接电器件的快插式接线插头和快插式端子插座，所述电器件包括PLC单元、继电器单元、传感器单元、阀控单元、交换机单元、电压检测单元、电源单元和角度检测单元，各单元之间的接线用电路板接口进行连接，所述电控箱设置有多种接线端口，主控单元通过接线端口分别接入需要控制的连采机电机的接触器单元、需要进行检测的不同信号传感器、需要进行通讯的通讯器件。

所述母板是将所有单元功能连接到一起的电路板，配置多种接线插头和快插式端子插座，用于各单元之间的接线连接或电路板之间的快插。

所述PLC单元安装在PLC单板机上，PLC单元引出有通讯端口、电源端口和继电器端口，通讯端口、电源端口用于连接遥控接收器、显示屏、MB3180数据上传模块、传感器检测模块，继电器端口，也就是开关量端口，用于控制外部继电器和电压检测。

所述PLC单元还连接有UPS失电存储单元，用于PLC短时间供电，包括相连接的UPS电源和断电延时继电器。

所述继电器单元安装在继电器板上，继电器板与母板通过对插连接；包括第一外接端子和第二外接端子，所述第一外接端子用于控制外部继电器的线圈及继电器的常开常闭端口，进而与其他电器件构成控制系统；第二外接端子用于继电器常开常闭端口的连接，没有继电器线圈端口，为备用端口。

所述传感器单元包括第一传感器模块和第二传感器模块，第一传感器模块用于水流量、水压力的传感器模拟量信号检测；第二传感器模块用于检测PT100、PTC温度传感器。

所述阀控单元安装在阀控电路板上，所述阀控单元用于控制设备电磁阀的启动，与母板通过对插连接。

所述角度检测单元包括倾角传感器，倾角传感器水平安装于主控器内部，测试的水平角度和俯仰角度分别对应传感器的横坐标和纵坐标，倾角传感器有四根控制线，两根为电源线，两根为与PLC单元器连接的CAN通讯线。

所述电压检测单元安装在电压检测板，用于检测220V电压，将AC220V转换为DC0-10V，反馈给PLC单元。

还设置有左右两个辅控单元，用于将设备两侧的所有传感器和通讯模块，分别汇总到左右两个辅控单元，然后再与PLC单元连接；左右两个辅控单元的电源和通讯接口，也都与PLC单元相连接。

所述矿用连采机电控系统用主控单元，对连采机整个电气部分进行控制，将控制电气部分集成化，内部电器件之间使用电路板连接，预留多种类型端口，不同的控制系统只需要在此主控单元基础上，组装不同的部件就可以实现整个电控系统的控制。

附图说明

图1是所述矿用连采机电控系统用主控单元的结构示意图；

图2是所述PLC单元的示意图；

图3是所述UPS失电存储单元的示意图；

图4是所述继电器单元的示意图一；

图5是所述继电器单元的示意图二；

图6是所述PLC单元器单元的485通讯示意图；

图7是所述倾角传感器的连接示意图；

图8表示变频器与旋钮的接线通过X2连接到PLC单元；

图9表示左右两个辅控单元的示意图；

图10表示整个设备的所有接触器相关的控制线圈的电源和反馈线都是经过X1与主控内部所有的电器件相连接。

具体实施方式

本实用新型是将连采机电控箱内部电器件进行集成化，生产出一款体积小，功能强大，并且可兼容所有连采机电气控制的主控单元，此主控单元具备开关量、模拟量、检测传感器、通信等输出端口，以兼容所有的连采机控制系统。

如图1所示，所述矿用连采机电控系统用主控单元，包括电控箱和母板，所述电控箱内部设置有母板和多个电器件，所述母板上设置有连接电器件的快插式接线插头和快插式端子插座，所述电器件包括PLC单元、继电器单元、传感器单元、阀控单元、交换机单元、电压检测单元、电源单元和角度检测单元，各单元之间的接线用电路板接口进行连接，所述电控箱设置有多种接线端口，主控单元通过接线端口分别接入需要控制的连采机电机的接触器单元、需要进行检测的不同信号传感器、需要进行通讯的通讯器件。

所述母板1是将所有单元功能连接到一起的电路板，上面配置多种接线插头和快插式端子插座，用于各单元之间的接线连接或电路板之间的快插。

如图2所示，所述PLC单元安装在PLC单板机2上， PLC单板机2的一端连接电控箱的接线端口，另一端连接到母板1上的接线插头。所述PLC单元包括X8和X9，所述X8表示PLC单元引出的通讯端口和电源端口，主要用于连接遥控接收器、显示屏、MB3180数据上传模块、传感器检测模块使用。X9主要为PLC单元引出的继电器端口，也就是开关量端口，主要用于控制外部继电器和电压检测等功能。其中，EX15EDGBVHM-3.5表示自定义的端子名称，zhukong表示连接到PLC单元模块。

如图3所示，所述PLC单元还连接有UPS失电存储单元X7，UPS失电存储单元7主要用于连接给PLC短时间供电使用，因PLC处理的数据量比较大，需要实时存储的数据也比较多，需要存储时处理的时间不能太短，正常断送电的时候，PLC单元失电比较快，这点时间无法支持PLC单元完成数据的自动保存，所以需要在设备断电时，PLC单元再经过一段时间后再断电，这样在设备下次上电时，能够可靠的保持设备断电之前的数据。UPS失电存储单元7主要包括一块UPS电源、断电延时继电器两部分。

如图4和图5所示，所述继电器单元安装在继电器板3上，所述继电器板3配备有多个继电器单元，与母板1通过对插连接。所述继电器单元包括X18和X5，所述X18是继电器板的外接端子，主要用于控制外部继电器的线圈及继电器的常开常闭端口，进而与其他电器件构成控制系统。X5也是继电器板的外接端子，但与X18不同的是，X5主要用于继电器常开常闭端口的连接，没有继电器线圈端口，并且主要为备用端口。

所述传感器单元包括第一传感器模块4和第二传感器模块8，所述传感器单元与母板1通过对插连接。所述第一传感器模块4的功能主要用于水流量、水压力等传感器模拟量信号检测；所述第二传感器模块8的功能用于检测PT100、PTC等温度传感器。

所述阀控单元安装在阀控电路板5上，所述阀控单元用于控制设备电磁阀的启动，与母板通过对插连接。

所述电控箱设置有风扇6，安装在电控箱的盖板上，用于为各单元散热，通过母板1提供电源。

所述交换机单元安装在交换机板7上，所述交换机单元用于外部显示屏、远程通讯等单元的连接，与母板通过对插连接。所述交换机单元对应如图6所示的485通讯端口X4，其中485通讯端口分别与显示屏与MB3180数据上传模块并联，并为其供电24V电源。

所述角度检测单元包括倾角传感器9，倾角传感器9水平安装于主控器内部，测试的水平角度和俯仰角度分别对应传感器的横坐标和纵坐标，传感器一共有四根控制线，两根为电源，两根为CAN通讯，与PLC单元器连接，将检测的角度通过CAN通讯发给PLC单元器。用于检测控制器的水平角度和俯仰角度，通过母板提供电源与通讯。所述倾角传感器9如图7所示的X12，一共为四个端口，1为倾角传感器与PLC单元器的CANH，2为CANL，3为传感器供电24V+，4为传感器24V-。

所述电压检测单元安装在电压检测板10，用于检测220V电压，将AC220V转换为DC0-10V，反馈给PLC单板机，通过母板与之连接并提供工作电压。

所述电源单元包括多路本安电源板11和开关电源板12，所述多路本安电源板11用于将外部AC220V电压转换为DC24V和DC12V，为阀控电路板5、电压检测板10提供电源；所述开关电源板12，用于将外部AC220V电压转换为DC24V，为PLC单板机2、传感器单元、倾角传感器9、交换机板7提供电源。

如图8所示，连采机的变频器与旋钮的接线通过模块X2连接到PLC单元，变频器加旋钮是为了方便，将变频器的通讯与设备门板（设备门板是设备电控箱的正面带有旋钮或者一些把手的，简称为设备操作门板，大多数设备会在电控箱正面的表面上做几个旋钮，用于整个设备的就近基本控制）上的旋钮一起做到了X2上，X2的3跟4是用于外部变频器通讯使用，X2的5、7、8是连接PLC单元控制旋钮的端口。

如图9所示，左右两个辅控单元是将设备两侧的所有传感器和通讯模块，分别汇总到左右辅控单元，然后再与PLC单元连接，并且左右辅控单元的电源和通讯接口，也都与PLC单元相连接，这样既规整了各传感器等部件的连接，又可以在外部传感器有问题时，对PLC单元起到保护作用，使其在外部传感器短路或者误接高压电时，损坏的是左右辅控单元，而不会直接损坏PLC单元，造成整个设备的瘫痪。

如图10所示，表示整个设备的所有接触器相关的控制线圈的电源和反馈线都是经过模块X1与主控内部所有的电器件相连接的。X1表示所有与接触器有关的控制接线，主要包括PLC控制的继电器线圈，继电器吸合后，常开常闭点一端接通220V电源，另一端与接触器线圈连接，并将接触器的常开常闭反馈点通过X1与主控器连接。

本实用新型中，所述电控箱设置有连接主控单元的多种端口，所述端口类型包括开关量输入输出端口、模拟量输入输出端口、CAN通讯总线端口、485通讯端口、TCP端口、（CAN通讯总线端口、485通讯端口、TCP端口这三个端口没有在图1中体现，CAN与485在图2的X8中有端子定义标注，TCP网口因为是在主控单元外部开了口，所以没有特殊标注）多路不同电压等级的电源端口，主控单元通过端口分别接入需要控制的连采机电机的接触器单元、需要进行检测的不同信号传感器、需要进行通讯的电器件，就可以组成完整的连采机电控系统。

所述主控单元就相当于将目前已知连采机电控系统中的主要控制电器件，由原来不同品牌的电器件整合为一个电控箱里，以后不需要电气工程师再进行电器件的选型，只需要选择外围的配套设备，进而实现整个连采机的控制。

所述电控箱为矩形，三面配备有输入输出端子并标注端口类型，将连接端口进行整理分化区域，还预留有多路通信端口，可根据需求外接其他扩展单元。这样每次改造连采机设备，都可将此主控单元作为控制部分，再针对不同的设备型号配备不同数量的接触器等被控制器件就可以完成设备的改造。所述电控箱采用上盖板拆卸的方式，可进行主控单元内部的器件更换。

当改造连采机电控系统时，如果配备此主控单元，相关工作人员中的电气工程师不再需要对PLC、电源单元等电气件进行选型，也就是说逻辑控制部分已经不需要进行考虑，只需要针对外围设备，如接触器、油温油压传感器等进行选型就可以，节省了成本。并且大大减少了结构工程师的空间布局压力，因电控箱内部空间有限，如果采用普通的电器件不仅接线方面杂乱，内部空间也产生压力，需要合理布局以及合理走线，当产生故障后需要排查故障更换对应电器件。而采用此主控单元，一但产生控制方面的故障就可以直接将主控单元三侧的端子排固定螺钉拆卸，更换主控单元就可以，既方便又快速。

Claims (10)

1.一种矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：包括电控箱和母板，所述电控箱内部设置有母板和多个电器件，所述母板上设置有连接电器件的快插式接线插头和快插式端子插座，所述电器件包括PLC单元、继电器单元、传感器单元、阀控单元、交换机单元、电压检测单元、电源单元和角度检测单元，各单元之间的接线用电路板接口进行连接，所述电控箱设置有多种接线端口，主控单元通过接线端口分别接入需要控制的连采机电机的接触器单元、需要进行检测的不同信号传感器、需要进行通讯的通讯器件。

2.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述母板是将所有单元功能连接到一起的电路板，配置多种接线插头和快插式端子插座，用于各单元之间的接线连接或电路板之间的快插。

3.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述PLC单元安装在PLC单板机上，PLC单元引出有通讯端口、电源端口和继电器端口，通讯端口、电源端口用于连接遥控接收器、显示屏、MB3180数据上传模块、传感器检测模块，继电器端口，也就是开关量端口，用于控制外部继电器和电压检测。

4.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述PLC单元还连接有UPS失电存储单元，用于PLC短时间供电，包括相连接的UPS电源和断电延时继电器。

5.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述继电器单元安装在继电器板上，继电器板与母板通过对插连接；包括第一外接端子和第二外接端子，所述第一外接端子用于控制外部继电器的线圈及继电器的常开常闭端口，进而与其他电器件构成控制系统；第二外接端子用于继电器常开常闭端口的连接，没有继电器线圈端口，为备用端口。

6.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述传感器单元包括第一传感器模块和第二传感器模块，第一传感器模块用于水流量、水压力的传感器模拟量信号检测；第二传感器模块用于检测PT100、PTC温度传感器。

7.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述阀控单元安装在阀控电路板上，所述阀控单元用于控制设备电磁阀的启动，与母板通过对插连接。

8.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述角度检测单元包括倾角传感器，倾角传感器水平安装于主控器内部，测试的水平角度和俯仰角度分别对应传感器的横坐标和纵坐标，倾角传感器有四根控制线，两根为电源线，两根为与PLC单元器连接的CAN通讯线。

9.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：所述电压检测单元安装在电压检测板，用于检测220V电压，将AC220V转换为DC0-10V，反馈给PLC单元。

10.根据权利要求1所述的矿用连采机电控系统用主控单元，其特征在于：还设置有左右两个辅控单元，用于将设备两侧的所有传感器和通讯模块，分别汇总到左右两个辅控单元，然后再与PLC单元连接；左右两个辅控单元的电源和通讯接口，也都与PLC单元相连接。