基于雙plc控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于礦山行業礦井提升數字化通訊系統技術領域，具體涉及基于雙 PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡。
【背景技術】
[0002] 近些年來，隨著計算機通信網絡技術的日益成熟及企業對工業自動化程度要求的 提高，自動控制系統也從傳統的集中控制向多元化分布式控制發展。尤其在礦山行業的數 字化礦山概念提出后，傳統的總線控制技術PR0FIBUS-DP網絡已經不再占據主導地位。在 多中段大井深的大型礦山中多元分布式控制方式重要性尤為突出，這就就要求PLC之間， PLC與傳動裝置之間，PLC與計算機和其它控制設備之間能迅速、準確、及時地進行通訊，以 便步調一致的進行控制和管理。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的就是要提供一種通過雙PLC多元化通訊網絡實現分布式控制， 能夠提高數據傳輸的快速、準確性，將環網通訊技術應用到井下設備，保證在井下惡劣工況 下的通訊可靠性，提高生產設備運行效率的。
[0004] 本實用新型是通過以下技術方案來實現的：
[0005] 基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，該通訊網絡包括行程控制 模塊1和監控控制模塊2,所述行程控制模塊1和監控控制模塊2通過MPI網絡3網絡連 接；所述監控控制模塊2分別與井筒光纖干線4和同軸電纜支線5網絡連接。
[0006] 為了更好的實現本實用新型的目的，井筒光纖干線4的網絡拓撲結構采用冗余光 纖環網結構。
[0007] 為了更好的實現本實用新型的目的，監控控制模塊2分別與井筒光纖干線4和同 軸電纜支線5采用HFC網絡連接。
[0008] 為了更好的實現本實用新型的目的，行程控制模塊1和監控控制模塊2均采用PLC 控制。
[0009] 與現有技術相比較，本實用新型的有益效果在于：
[0010] 本裝置的采用，實現了在礦山提升設備上應用多元化分布式網絡控制。HFC網絡 使得井下通訊可靠性大幅增加，雙PLC通訊步調協調工作，保證兩PLC之間數據傳輸不會丟 失或延遲，工業以太網及基于萬維網的遠程工程師站，都為提升設備的控制、維護提高了效 率，大幅減少人為參與因素，使得礦山設備運行效率提高，故障點明確，維護快捷，故障率減 少，管理方便。本實用新型可以在礦山設備應用推廣。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0012] 圖2為MPI網絡傳輸數據；
[0013] 圖3為MPI網絡傳輸數據；
[0014] 圖中：1.行程控制模塊、2.監控控制模塊、3.MPI網絡、4.井筒光纖干線、5.同軸 電纜支線。
【具體實施方式】
[0015] 下面對本實用新型做進一步描述：
[0016] 如圖1所示，基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，該通訊網絡包 括行程控制模塊1和監控控制模塊2,所述行程控制模塊1和監控控制模塊2通過MPI網絡 3網絡連接；所述監控控制模塊2分別與井筒光纖干線4和同軸電纜支線5網絡連接；所述 行程控制模塊1和監控控制模塊2均采用PLC控制。
[0017] 為了更好的實現本實用新型的目的，井筒光纖干線4的網絡拓撲結構采用冗余光 纖環網結構。
[0018] 為了更好的實現本實用新型的目的，監控控制模塊2分別與井筒光纖干線4和同 軸電纜支線5采用HFC網絡連接。
[0019] 下面對本實用新型做進一步詳細說明。驗證該網絡通訊方式是否滿足該礦井提升 機電控系統運行要求。時延是衡量網絡通訊性能指標的主要依據：
[0022] MPI網絡的收發不共地，這樣可以大大減少共地所帶來的共模干擾，其最大傳輸 速率為12Mbit/s，默認的傳輸速率為187. 5kbit/s，每個中段數據分別為：過程映像輸入： 8Byte，過程映像輸出：6Byte。其最大數據傳輸量：14Byte，HFC網絡傳輸速率為1. 5Mbit/ s，因為井筒以光纖環網為主，同軸電纜支線很短，其傳輸時間忽略不計，計算距離最遠端節 點通訊：
[0023]
[0024] 所以，距離井口最遠的中段在帶寬1.5Mbit/s的信道上連續發送14個字節需 79μs到達井口監控CPU，實際情況同一時間發送數據量遠小于14字節。
[0025] 如圖2所示，兩個CPU之間采用傳輸速率為187. 5kbit/s的MPI網絡，一般礦山從 井口至絞車電控房距離不超過100米。最大數據傳輸量全局數據塊：32個字。
[0026]
[0027] 所以，兩CPU之間，在帶寬187. 5Kbit/s的信道上連續發送32個字需2. 73ms。實 際在同一時間發送數據大小遠小于32個字。
[0028] 以兩CPU空閑時的最短循環掃描時間都為10ms計算：
[0029]
[0030] 則得出結論：在這種網絡結構中，即使全部數據同時發送，也可保證數據傳輸滿足 PLC執行周期要求。
【主權項】
1. 基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，其特征在于：該通訊網絡包 括行程控制模塊（1)和監控控制模塊（2)，所述行程控制模塊（1)和監控控制模塊（2)通過 MPI網絡（3)信號連接；所述監控控制模塊（2)分別與井筒光纖干線（4)和同軸電纜支線 (5)網絡連接；所述的行程控制模塊（1)和監控控制模塊（2)均采用PLC控制。2. 如權利要求1所述的基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，其特征 在于：所述的監控控制模塊（2)分別與井筒光纖干線（4)和同軸電纜支線（5)采用HFC網絡 連接。3. 如權利要求1或2所述的基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，其 特征在于：所述的井筒光纖干線（4)的網絡拓撲結構采用冗余光纖環網結構。
【專利摘要】本實用新型屬于礦山行業礦井提升數字化通訊系統技術領域，具體涉及基于雙PLC控制的多中段礦井提升機多元化通訊網絡，該通訊網絡包括行程控制模塊和監控控制模塊，所述行程控制模塊和監控控制模塊通過MPI網絡網絡連接；所述監控控制模塊分別與井筒光纖干線和同軸電纜支線網絡連接，井筒光纖干線的網絡拓撲結構采用冗余光纖環網結構，監控控制模塊分別與井筒光纖干線和同軸電纜支線采用HFC網絡連接，行程控制模塊和監控控制模塊均采用PLC控制。本實用新型的有益效果為：提高了設備的控制和維護效率，大幅減少人為參與因素，使得礦山設備運行效率提高，故障點明確，維護快捷，故障率減少，管理方便。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN205103625
【申請號】CN201520725395
【發明人】李博, 曹喜生, 堅德毅, 趙興彥, 杜海峰, 程龍, 高飛, 徐天剛, 張小周, 梁偉艷
【申請人】天水電氣傳動研究所有限責任公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年9月18日