一种新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱
[技术领域]
本发明涉及矿用PLC控制箱技术领域，具体地说是一种新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱。
[背景技术]
矿用隔爆型PLC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生产自动化的建设力度，以期早日实现煤矿生产的自动化、智能化、信息化。目前，市场上的矿用隔爆型PLC控制箱多数存在功能单一、体积较大、第三方兼容性差、缺少对讲功能等问题，使得用户操作不方便，也对现场的施工和使用维护带来极大不便，这对煤矿生产的自动化、智能化、信息化建设造成较大的影响。
授权公告号为CN203224744U的一篇中国专利公开了一种矿用隔爆兼本安型可编程控制箱，在隔爆腔门盖内设置的触摸屏可显示设备的动态参数变化、运转情况及故障报警信息；隔爆腔内设置的本安电源、变压器、可以提供自身所需的电源，实现本安和隔爆信号的互相转换，可直接控制隔爆型电气设备；通过输出通讯接口，便于接入矿井自动化系统，能够与矿用本安型无线交换机之间实现相互通讯实现对综采工作面机电设备的集中控制及监测。然而，这种矿用隔爆型矿用PLC控制箱和常见矿用PLC控制箱一样，隔爆外壳体积较大、通讯接口单一、缺少语音对讲功能、缺少低压开盖闭锁装置、缺少防浪涌和滤波模块组功能。这对于要进行煤矿生产自动化、智能化、信息化建设的甲方来说会导致投入成本的增加，对国家资源来说也是一种浪费；并且防爆壳体较大，不利于现场施工布线以及安装固定。
[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新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱，操作更加便捷、方便，连接稳定可靠，且集成度高，有效降低了成本，提高了隔爆设备操作的安全性。
为实现上述目的设计一种新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱，包括隔爆腔体底座1，所述隔爆腔体底座1上设置有隔爆主腔体3以及位于隔爆主腔体3左侧的隔爆接线腔体2，所述隔爆接线腔体2左侧设置有电缆引入装置，所述隔爆主腔体3内部设置有可编程模块组7、防浪涌和滤波模块组8、智能网络语音模块单元11、变压器13、网络交换机20、智能按键板23、声光语音模块单元24，所述隔爆主腔体3的前端面上设置有控制按钮9、功能旋钮10、显示屏19，所述控制按钮9、功能旋钮10分别通过控制线缆连接可编程模块组7，并经可编程模块组7处理后传输至显示屏19，所述显示屏19与控制按钮9之间通过智能按键板23连接，所述智能按键板23通过USB线缆连接显示屏19，所述防浪涌和滤波模块组8连接在变压器13的输出侧，所述可编程模块组7、智能网络语音模块单元11、显示屏19、声光语音模块单元24分别通过网线连接网络交换机20，所述显示屏19用于实时显示设备运行工况，并将数据信息通过网络交换机20进行上传。
进一步地，所述智能网络语音模块单元11、显示屏19、网络交换机20、智能按键板23、声光语音模块单元24分别电连接开关电源22，并通过开关电源22供电，所述可编程模块组7、控制按钮9、功能旋钮10分别电连接本安电源21，并通过本安电源21供电，所述防浪涌和滤波模块组8与本安电源21、开关电源22分别连接。
进一步地，所述显示屏19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RS485接口、以太网接口、数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点。
进一步地，所述可编程模块组7中带有以太网模块,并通过以太网模块连接网络交换机20,所述隔爆主腔体3内设置的通讯接口包括以太网通讯、USB通讯、RS485通讯、RS232通讯、CAN通讯。
进一步地，所述控制按钮9、功能旋钮10、显示屏19设置在隔爆主腔体3前端的门盖面板上，所述门盖面板上设置有玻璃观察窗。
进一步地，所述隔爆主腔体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14，所述低压开盖闭锁装置14与变压器13之间设有隔离开关组件15，并通过隔离开关组件15实现电连接。
进一步地，所述变压器13与本安电源21、开关电源22之间经过防隔离开关组件15、低压开盖闭锁装置14及防浪涌和滤波模块组8实现电连接。
进一步地，所述隔爆接线腔体2左侧设置有电缆引入装置一4、电缆引入装置二5，所述隔爆接线腔体2与隔爆主腔体3之间设有螺杆式接线端子16、九芯接线端子17、穿墙端子18，所述变压器13与电缆引入装置一4之间通过螺杆式接线端子16实现电连接，所述电缆引入装置二5与隔爆接线腔体2内的双层接线排6电连接，所述双层接线排6上线缆通过穿墙端子18连接到隔爆主腔体3，所述螺杆式接线端子16与双层接线排6之间设置有接线端子绝缘挡板12。
进一步地，所述网络交换机20的网线通过九芯接线端子17连接到隔爆接线腔体2内，所述网络交换机20的光缆通过穿墙端子18连接到隔爆接线腔体2内。
进一步地，所述智能网络语音模块单元11通过网络交换机20连接到声光语音模块单元24，所述声光语音模块单元24将音频信号通过穿墙端子18与外接设备信息进行传递。
本发明同现有技术相比，通过增加隔爆腔体底座、缩短PLC控制箱的宽度，缩小了PLC控制箱的体积，降低了PLC控制箱的总重量；通过增加防浪涌和滤波模块组，能够有效的滤掉高次谐波和短时电压冲击；通过增加智能网络语音模块单元，则实现了从井上调度室与PLC控制箱现场的电话对讲通讯；增加智能按键板，使得显示屏的操作更加便捷；增加了声光语音模块单元，使得可编程模块组的预警和语音播报信号及时的传输给外围设备，便于工人操作。综上：本发明具有操作方便、通讯接口种类多、兼容性强、功能全、以及减少PLC控制箱整体宽度和体积的效果，且采集信号全、集成度高、接线方便，值得推广应用。
[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4是图1中A-A剖面图；
图中：1、隔爆腔体底座2、隔爆接线腔体3、隔爆主腔体4、电缆引入装置一5、电缆引入装置二6、双层接线排7、可编程模块组8、防浪涌和滤波模块组9、控制按钮10、功能旋钮11、智能网络语音模块单元12、接线端子绝缘挡板13、变压器14、低压开盖闭锁装置15、隔离开关组件16、螺杆式接线端子17、九芯接线端子18、穿墙端子19、显示屏20、网络交换机21、本安电源22、开关电源23、智能按键板24、声光语音模块单元。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明提供了一种新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱，包括隔爆腔体底座1，隔爆腔体底座1上设置有隔爆主腔体3以及位于隔爆主腔体3左侧的隔爆接线腔体2，隔爆接线腔体2左侧设置有电缆引入装置，隔爆主腔体3内部设置有可编程模块组7、防浪涌和滤波模块组8、智能网络语音模块单元11、变压器13、网络交换机20、智能按键板23、声光语音模块单元24，隔爆主腔体3前端的门盖面板上设置有控制按钮9、功能旋钮10、显示屏19，门盖面板上设置有玻璃观察窗，控制按钮9、功能旋钮10分别通过控制线缆连接可编程模块组7，并经可编程模块组7处理后传输至显示屏19，显示屏19与控制按钮9之间通过智能按键板23连接，实现上、下、左、右、退出、确认功能，智能按键板23通过USB线缆连接显示屏19，防浪涌和滤波模块组8连接在变压器13的输出侧，然后再连接到本安电源21、开关电源22；可编程模块组7、智能网络语音模块单元11、显示屏19、声光语音模块单元24分别通过网线连接网络交换机20，智能网络语音模块单元11、声光语音模块单元24通过网络交换机20与调度主井进行通讯，显示屏19用于实时显示设备运行工况，并将数据信息通过网络交换机20进行上传。
其中，智能网络语音模块单元11、显示屏19、网络交换机20、智能按键板23、声光语音模块单元24分别电连接开关电源22，并通过开关电源22供电，可编程模块组7、控制按钮9、功能旋钮10分别电连接本安电源21，并通过本安电源21供电。显示屏19设置有RS232接口、RS485接口、以太网接口、USB接口，可编程模块组7设置有RS485接口、以太网接口、数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点；可编程模块组7中带有以太网模块并且CPU带有RS485接口,并通过以太网模块连接网络交换机20,显示屏带有通讯接口，智能网络语音模块单元11和声光语音模块单元24均带有通讯接口；隔爆主腔体3内设置的所有通讯接口具体包括以太网通讯、USB通讯、RS485通讯、RS232通讯、CAN通讯，支持多种通讯方式，实用性高；控制按钮9、功能旋钮10及外围输入信号经可编程模块组7处理后一部分传输给外围控制设备，一部分传输给显示屏19用以现场设备运行工况。
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14，低压开盖闭锁装置14与变压器13之间设有隔离开关组件15，并通过隔离开关组件15实现电连接，当隔爆主腔体3外部面板打开时，变压器13停止供电，具有提高操作安全性的效果；变压器13与本安电源21、开关电源22之间经过防隔离开关组件15、低压开盖闭锁装置14及防浪涌和滤波模块组8实现电连接。隔爆接线腔体2左侧设置有电缆引入装置一4、电缆引入装置二5，隔爆接线腔体2与隔爆主腔体3之间设有螺杆式接线端子16、九芯接线端子17、穿墙端子18，变压器13与电缆引入装置一4之间通过螺杆式接线端子16实现电连接，隔爆接线腔体2内的变压器13的输入端线缆通过螺杆式接线端子13连接到隔爆接线腔体2内，然后通过电缆引入装置一4连接到外部电源上；电缆引入装置二5与隔爆接线腔体2内的双层接线排6电连接，双层接线排6上线缆通过穿墙端子18连接到隔爆主腔体3，螺杆式接线端子16与双层接线排6之间设置有接线端子绝缘挡板12，外部网线通过九芯接线端子17、外部光缆通过穿墙端子18连接到隔爆主腔体3内的网络交换机20上；网络交换机20的网线通过九芯接线端子17连接到隔爆接线腔体2内，网络交换机20的光缆通过穿墙端子18连接到隔爆接线腔体2内，外部信号连接到双层接线排6，然后通过穿墙端子18连接到隔爆主腔体3内；智能网络语音模块单元11通过网络交换机20连接到声光语音模块单元24，声光语音模块单元24将音频信号通过穿墙端子18与外接设备信息进行传递，可实现从调度到现场设备的实时对讲功能，将原来的多种设备的功能集成为一体，具有集成度高，功能强，节省成本的效果。
本发明所述的新型矿用隔爆兼本质安全型PLC控制箱，底座上的隔爆腔体左侧为隔爆接线腔体、右侧为隔爆主腔体，隔爆接线腔体左侧设置电缆引入装置，隔爆主腔体的外侧前门面板上设置有显示屏、控制按钮、功能旋钮,显示屏通过USB线缆连接到智能按键板，隔爆接线腔体和隔爆主腔体之间设置有螺杆式接线端子、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，隔爆主腔体内设置有可编程模块组、智能网络语音模块单元、声光语音模块单元、防浪涌和滤波模块组、接线端子绝缘挡板、变压器、网络交换机、本安电源、开关电源，隔爆主腔体右侧设置有低压开盖闭锁装置、隔离开关组件。因此，具有如下效果：缩短了PLC控制箱的宽度，有效减轻了PLC控制箱的总重量，方便井下安装和运输；防浪涌和滤波模块组功能是防止短时过电压和高次谐波，从而有效的滤掉高次谐波和短时电压冲击，这对于PLC控制箱内部电压的平稳与可靠起到保障作用；增加了智能网络语音模块单元实现了从井上调度室与PLC控制箱现场的电话对讲通讯；增加了智能按键板，使得显示屏的操作更加便捷；增加了声光语音模块单元，使得可编程模块组的预警和语音播报信号及时的传输给外围设备。
本发明中，外围输入信号与可编程模块组之间，通过设置有隔爆接线腔体里的穿墙端子，以实现电连接和低压电压信号的传输，该穿墙端子具有连接稳定可靠的优点。变压器与本安电源、开关电源之间经过防隔离开关组件、低压开盖闭锁装置及浪涌和滤波模块组实现电连接，该浪涌和滤波模块组具有连接稳定可靠的优点。隔爆主腔体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，低压开盖闭锁装置与变压器之间通过设置有隔离开关组件实现电连接，当隔爆主腔体外部面板打开时，变压器停止供电，从而提高了隔爆设备操作的安全性。变压器与电缆引入装置之间，通过设置有螺杆式接线端子，以实现电连接，外部信号通过电缆引入装置连接到隔爆接线腔体内的双层接线排上，双层接线排上线缆通过穿墙端子连接到隔爆主腔体，螺杆式接线端子与双层接线排之间设置有接线端子绝缘挡板，外部网线通过九芯接线端子、外部光缆通过穿墙端子连接到隔爆主腔体内的网络交换机上，从而保证各类信号的传输有效分开互不干扰。
本发明中，可编程模块组设置有数字量IO输入输出点、模拟量输入输出点、以太网接口、RS485接口，控制按钮、功能旋钮及外围输入信号经可编程模块组处理后传输给显示屏用以现场设备运行工况，使得PLC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。显示屏与控制按钮之间通过智能按键板连接，实现上、下、左、右、退出、确认功能。显示屏固定在隔爆主腔体的门盖面板上，门盖面板上设置有玻璃观察窗，从而便于人员对显示屏进行灵活操作、便于人员对设备运行工况进行详细了解和控制。该PLC控制箱内部包含的通讯接口具体包括有以太网通讯、USB通讯、RS485通讯、RS232通讯、CAN通讯，从而能够支持多种通讯方式，兼容性强、实用性高。智能网络语音模块单元通过网络交换机连接到声光语音模块单元，声光语音模块单元把音频信号通过穿墙端子与外接设备信息进行传递，从而可以实现调度和设备现场进行实时语音对讲，并且对讲语音、预警语音以及播报的语音均可以传输到外围设备上，把原来多种设备的功能集成在一起，具有集成度高、功能强、节省成本的效果。
综上：本发明通过增加隔爆腔体底座，缩短隔爆主腔体的宽度，有效减小了PLC控制箱的体积、降低了PLC控制箱的总重量，方便运输和降低成本；然后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，保证了柜内电子器件供电的重量和可靠性；增加了智能网络语音模块单元实现了从井上调度室与PLC控制箱现场的电话对讲通讯，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；增加了智能按键板，使得显示屏的操作更加便捷、操作更加人性化；增加了声光语音模块单元，使得可编程模块组的预警和语音播报信号及时的传输给外围设备，便于工人操作。
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。
