矿用操作台矩阵切换装置的制作方法

本实用新型涉及一种矩阵切换装置，具体是一种矿用操作台矩阵切换装置，属于矿用控制设备技术领域。

背景技术：

随着矿用可编程控制技术在煤矿作业中的应用越来越广泛，每套系统均需配置矿用操作台，便于现场值班人员进行就地集中操作控制现场设备，正常情况下，矿用操作台内的主令电器通过一根一根的控制线缆连接至矿用可编程控制器内，系统受控设备越多，连接的线缆越繁杂，无法保证系统稳定、可靠运行；如果有操作台内的任何一根线缆与矿用可编程控制器之间的连接出线接线松动或断开现象，无法及时排查出具体位置，严重影响到生产系统的运行，大大降低了矿井生产系统的运行效率。

针对上述系统不能够可靠运行以及无法及时排查接线松动或断开的现象，随着可编程控制技术应用越来越成熟，在矿用操作台内增加了可编程控制器(PLC)或者数字量I/O采集模块，直接连接操作台内的主令电器，然后通过通信接口与矿用可编程控制器进行数据传输，该操作虽然解决了线缆繁杂问题，但是，每个主令电器都要占用一个输入通道，点数太多，无法灵活应对大中型控制系统应用，同时，也会造成资源浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种矿用操作台矩阵切换装置，结构简单，性能稳定，可以实现操作台以8路信号输入通道连接16路主令电器输入通道。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种矿用操作台矩阵切换装置，包括供电单元、信号采集单元、矩阵逻辑单元和数据传输单元，供电单元与矩阵逻辑单元相连接，数据传输单元与矩阵逻辑单元交互连接，信号采集单元与矩阵逻辑单元相连接，所述的矩阵逻辑单元包括通信接口RJ45、供电接口DC+、DC-和信号输入接口DI，通信接口RJ45与数据传输单元的网络电口连接，供电接口DC+、DC-对应与供电单元的V+、V-连接，信号输入接口DI与信号采集单元内的主令电器分别交叉连接，信号输入接口DI的公共端DICOM与供电接口DC-公用。

作为本实用新型的进一步改进，数据传输单元是由工业级光电交换机KRW-G3/D3组成。

作为本实用新型的进一步改进，矩阵逻辑单元为可编程逻辑控制器KR-DID1-8N。

作为本实用新型的进一步改进，供电单元为矿用本安型电源。

本实用新型通过在矿用操作台矩阵切换装置的技术方案中设计了数据传输单元与矩阵逻辑单元交互连接，矩阵逻辑单元通过快速扫描输入信号，经逻辑处理后输出最终结果，解决了以8路信号输入通道连接16路主令电器输入通道的问题；该装置通用性强，结构简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本图1中矩阵逻辑单元的电路原理图；

图3是图2的矩阵连接回路；

图4是图2的矩阵交汇节点示意图。

图中：U1、供电单元，U2、信号采集单元，U3、矩阵逻辑单元，U4、数据传输单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种矿用操作台矩阵切换装置，包括供电单元U1、信号采集单元U2、矩阵逻辑单元U3和数据传输单元U4，供电单元U1与矩阵逻辑单元U3相连接，数据传输单元U4与矩阵逻辑单元U3交互连接，信号采集单元U2与矩阵逻辑单元U3相连接，

如图2所示，矩阵逻辑单元U3包括通信接口RJ45、供电接口DC+、DC-和信号输入接口DI，通信接口RJ45与数据传输单元U4的网络电口连接，供电接口DC+、DC-对应与供电单元U1的V+、V-连接，矩阵逻辑单元U3的通信接口RJ45与数据传输单元U4的网络电口连接，供电接口DC+、DC-对应与供电单元U1的V+、V-连接，信号输入接口DI01分别连接#11主令电器、#21主令电器、#31主令电器、#41主令电器，信号输入接口DI02分别连接#12主令电器、#22主令电器、#32主令电器、#42主令电器，信号输入接口DI03分别连接#13主令电器、#23主令电器、#33主令电器、#43主令电器，信号输入接口DI04分别连接#14主令电器、#24主令电器、#34主令电器、#44主令电器，信号输入接口DI05分别连接#11主令电器、#12主令电器、#13主令电器、#14主令电器，信号输入接口DI06分别连接#21主令电器、#22主令电器、#23主令电器、#24主令电器，信号输入接口DI07分别连接#31主令电器、#32主令电器、#33主令电器、#34主令电器，信号输入接口DI08分别连接#41主令电器、#42主令电器、#43主令电器、#44主令电器，信号输入接口DI的公共端DICOM与供电接口DC-公用。

数据传输单元U4是由工业级光电交换机KRW-G3/D3组成，保证数据传输准确性，提高实时检测数据的及时性。。

由于可编程逻辑控制器KR-DID1-8N可靠性高，抗干扰能力强，本实用新型将矩阵逻辑单元U3优选为可编程逻辑控制器KR-DID1-8N，提高系统的稳定性。

由于矿用本安型电源能够对供电电源进行滤波，同时进行安全隔离，本实用新型将供电单元U1设置为矿用本安型电源，可以保证供电电源电压稳定。

矩阵切换装置的工作原理：供电单元U1与矩阵逻辑单元U3相连接，由工业用电变送处理为本安型电源，功能是对供电电源进行滤波，同时进行安全隔离，保证供电电源电压稳定，数据传输单元U4与矩阵逻辑单元U3交互连接，通过工业级光电交换机完成对矩阵逻辑单元数据实时传输，保证数据实时性、准确性：信号采集单元U2与矩阵逻辑单元U3相连接，矩阵逻辑处理单元通过快速扫描输入信号，逻辑处理输出最终结果，解决了以8路信号输入通道连接16路主令电器输入问题。

信号采集单元U2的工作原理：

如图3所示，16个主令电器一端全部通过跳线跳接至电源DC24V+，任何一个主令电器动作，一定会有两个信号输入DI通道信号发生变化，如第3行第3列#33主令电器按下，DI03与DI07信号输入端获得高电平(DC24V+),第3行第3列#33主令电器松开，DI03与DI07信号输入端高电平丢失，其它主令电器的工作原理相同。

矩阵逻辑单元U3的工作原理：

对可编程控制器进行逻辑编程，按照图4矩阵交汇节点图进行逻辑定义，如信号输入端DI03与DI07均获得高电平(DC24V+)，通过可编程控制器进行周期扫描，逻辑计算处理，输出第3行第3列#33主令电器动作，通过数据输出单元与外部进行实时交互。