[实用新型]一种基于工业以太网矿用本质安全型远程IO

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于煤矿井下的分布式IO。

背景技术

随着科学技术的快速发展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多年前出现的基于5－13psi的气动信号标准(PCS，Pneumatic Control System气动控制系统)，标志着控制理论初步形成，但此时尚未有控制室的概念；20世纪50年代，随着基于0－10mA或4－20mA的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用，标志了电气自动控制时代的到来，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础，设立控制室、控制功能分离的模式也一直沿用至今；20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生了“集中控制”的中央控制计算机系统，而信号传输系统大部分是依然沿用4－20mA的模拟信号，不久人们也发现了伴随着“集中控制”，该系统存在着易失控、可靠性低的缺点，并很快将其发展为分布式控制系统(DCS，Distributed Control System分布式控制系统)；微处理器的普遍应用和计算机可靠性的提高，使分布式控制系统得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其最主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。由此，导致了现场总线的产生。由于煤矿井下对控制电路要求非常严格，井下控制电路都采用隔爆或本质安全型电路，外接所有信号传感器都必须单独的电缆接到PLC控制箱，在PLC箱内还需要将本质安全信号与非本质安全信号进行光电隔离。隔离后再进入到PLC中进行逻辑及计算处 理。如果现场需要采集的数据信息比较多时，每一个传感器、每一个开关都需要一根电缆进入PLC箱，这样会有很多缺点：1.现场电缆特别多，造成现场凌乱，影响美观，安全隐患；2.安装工程量极大；3.需要大量的阻燃电缆，和电缆桥架，成本高；4.每个信号需要光电隔离安全栅，增加了故障点；5.需要大量的安全栅，成本很高；6.维护起来困难，大大的增加了设备维护人员的劳动力；7.电缆之间相互干扰，对设备运行的稳定性有影响。随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统(DCS)后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。特别是矿山实现数字化、信息化、网络化将会有个飞跃的发展，这必须需要本质安全型远程I/O。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于煤矿井下的分布式IO，将某一区域内的信号采集到该控制板上，再以以太网方式传输到PLC或网络交换机上传到井面的集中控制室。从PLC箱出来就一根网线，一根网线可将所有的信号采集进来。