[发明专利]基于模块化技术的矿用本安型控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿用本安型电气设备，具体涉及一种基于模块化技术的矿用本安型控制器及控制方法。

背景技术

矿用本安型控制器为矿用本安型电气设备，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，用于检测开关量/模拟量输入信号、电阻信号，并输出无源开关量信号、模拟量信号，在煤矿生产中，不同应用情况需要的接口种类和接口数量不同，在以往设计产品时，往往根据具体的需求进行控制器的设计，造成了控制器不能通用，型号多，品种杂，无法实现产品的兼容。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于模块化技术的矿用本安型控制器，该控制器可以根据具体的应用需求，灵活配置不同的功能模块，仅需更换插槽中的模块就可以改变控制器的功能，现场更改和维护都比较方便。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于模块化技术的矿用本安型控制器,包括背板，背板上设有通信模块插槽和若干功能模块插槽，通信模块插槽上插有通信模块，通信模块通过CANBUS接口和RS-485接口连接至远程主机，若干功能模块插槽插有功能模块，通信模块与各个功能模块之间分别为SPI通信连接。

所述的功能模块的位置不限。

所述的功能模块插槽为6个，分别插有显示模块、具有8路开关量输入检测的8DI模块、具有4路继电器节点输出的4DO模块、具有4路4～20mA电流信号检测电路的4AI模块、可输出4路4～20mA电流信号的4AO模块和具有8路PT100温度电阻测量电路的8PT模块。

本发明的工作原理为，当设备上电时，各模块独立进行初始化并检测电源状态是否正常，对系统进行自检，通信模块具有状态指示灯，能够指示电源状态、模块通信状态和模块故障状态。通信模块与功能模块之间采用主从的通信方式，初始化过程中，通信模块依次巡检各个功能模块，获取每个插槽的模块类型并记录的内存中形成映射关系。当上位机进行控制时，通过内部映射关系进行输入检测和输出控制。每个功能模块均进行自检，对端口状态和通信状态进行监控，可随时上报故障信息。

基于模块化技术的矿用本安型控制器控制方法，所述控制方法包含有：(a)当控制器上电后，通信模块和各个功能模块独立进行初始化并检测电源状态是否正常，对系统进行自检；(b)通信模块与功能模块之间采用SPI总线进行通信；(c)初始化过程中，通信模块依次巡检各个功能模块，获取每个功能模块插槽的模块类型并记录在内存中，模块类型与记录的内存形成映射关系；(d)当远程主机进行控制时，通过内部映射关系进行输入检测和输出控制。

采用了上述技术方案，本发明基于模块化技术的矿用本安型控制器及控制方法采用了模块化技术，在煤矿生产中，可根据不同应用情况需要的接口种类和接口数量不同，灵活配置不同的功能模块，仅需更换插槽中的模块就可以改变控制器的功能，提高产品的兼容性，使一个产品能够适合更多的应用场合，现场更改和维护都比较方便，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明具体实施例的原理框图。

其中，1为远程主机，2为通信模块插槽，3为功能模块插槽，4为通信模块，5为功能模块，51为显示模块，511为液晶屏组件，52为8DI模块，53为4DO模块，54为4AI模块，55为4AO模块，56为8PT模块，6为背板。

具体实施方式

参照图1和图2，基于模块化技术的矿用本安型控制器,包括背板6，背板6上设有通信模块插槽2和7个功能模块插槽3，通信模块插槽2上插有通信模块4，通信模块4通过CANBUS接口和RS-485接口连接至远程主机1，7个功能模块插槽3分别插有显示模块51、具有8路开关量输入检测的8DI模块52、具有4路继电器节点输出的4DO模块53、具有4路4～20mA电流信号检测电路的4AI模块54、可输出4路4～20mA电流信号的4AO模块55和具有8路PT100温度电阻测量电路的8PT模块56，通信模块4与各个功能模块5之间分别为SPI通信连接。所述显示模块51连接有液晶屏组件511。SPI是串行外设接口的缩写，SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。本控制器可设有钣金外壳对其进行保护。SPI是一种串行串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成，主设备启动一个与从设备的同步通讯，从而完成数据的交换。