本实用新型涉及煤矿设备技术领域，具体的说，是一种智能本安矿用站号设置系统。
背景技术：
随着煤矿开采自动化水平的提高，煤矿井下刮板机、胶带运输机等矿用设备采用变频调速一体机等具有较高自动化水平的设备来进行驱动已成为一种趋势。
在面对大中型煤矿开采工作面时，配套的一般都是需要两台或多台变频驱动设备来进行驱动的刮板机或胶带运输机，特别是在有放顶煤的采面时需要配套前后两条刮板运输机，这时就需要四台或五台变频驱动设备。现阶段，驱动刮板机或胶带运输机的两台及以上变频驱动设备之间通常采用主从can通信方式，使参与驱动刮板机或胶带运输机的从站设备的转速、转矩跟随主站设备同步进行动态调整，来达到刮板机或胶带运输机主从驱动设备出力一致的目的。实现主从控制的前提需要对设备进行站号设置，然后通过软件来进一步定义谁做主站或从站设备。目前对驱动设备站号的设置方式主要有两种：一种是通过矩阵键盘操作软件界面来进行设置，这种方式比较直观，但每台驱动设备需要配套硬件触摸屏、矩阵键盘及相应软件操作界面，该种站号设置方式不利于设备的小型化和集成化，同时增加了设备的制造成本；设置站号的另一种方式是通过给设备外部加装硬件拨码通信终端的方式来进行设置，该种方式比较方便，即插即用，但是自动化水平不高，当工作面设备较多时，需要人为的对每台设备的通信终端进行拨码站号设置，且如果设备的主从发生改变后还需要人为来调整站号设置，特别是在环境比较恶劣的工况下，不利于生产人员的安全。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种智能本安矿用站号设置系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能本安矿用站号设置系统，所述站号自动设置系统包括上位机通讯主站中的站号设置电路、变频驱动设备中的站号设置电路，以及连接两部分控制电路的多线芯通信电缆三部分组成；
其中上位机通讯主站中的站号设置电路由第一cpu控制单元、矩阵键盘模块，数字量输入模块、数字量输出模块、本安电源、24v开关电源、第一继电器、光耦驱动单元组成；
变频驱动设备中的站号设置电路由第二cpu控制单元、数字量输入模块、数字量输出模块、24v开关电源、第一继电器、第二继电器、光耦驱动单元组成。
进一步地，所述多线芯通信电缆是采用对金属包裹屏蔽线，所述金属包裹屏蔽线外部设置总屏蔽结构。
进一步地，所述变频驱动设备的对外站号设置对外接口为两个。
进一步地，所述变频驱动设备中的站号设置电路采用对称性设计，变频驱动设备的两个对外站号设置对外接口具有一致性。
进一步地，两个所述对外接口中的任意一个接口连接上位机通讯主站，另一个接口连接下一台变频驱动设备。
进一步地，所述上位机通讯主站传送过来的站号信息通过变频驱动设备中第二继电器的两组常闭触点直接驱动光耦驱动单元。
进一步地，所述变频驱动设备中的站号设置电路通过识别上位机通讯主站发送过来的特定频率信号是否为终端设备，控制第一继电器i、第二继电器来进行can通信终端120ω电阻的有无切换。
进一步地，所述本安电源为12v,用于电源输出。
进一步地，所述第一cpu控制单元的can通信线can_h和can_l与对外接口的相接。
本实用新型的工作原理是：
本实用新型智能本安矿用站号设置系统，包括上位机通讯主站中的站号设置电路、变频驱动设备中的站号设置电路和连接两部分控制电路的多线芯通信电缆。上位机通讯主站发起站号设置信息，通过cpu控制单元和数字量输出模块控制继电器以不同的频率输出12v 本安信号，这个本安信号通过多线芯通信电缆传输给变频驱动设备站号设置电路中的继电器和光耦驱动单元，最后信号经过光耦驱动单元隔离后输入给变频驱动设备站号设置电路中的数字量输入模块。
光耦驱动单元会输出给数字量输入模块一个特定频率的电平信号，cpu控制单元会根据这个特定频率的电平信号来设置本机的站号，当站号设置完毕后，cpu控制单元会控制数字量输出模块来控制继电器动作，使原来的两组常闭触点变常开触点，站号信息的传输路径被切换，并且会反馈给上位机通讯主站一个信息，表明站号已设置完毕，上位机通讯主站可以发起下一台设备的站号设置。同时站号设置好的变频驱动设备通过控制继电器切换站号信息传输通道，将新的站号信息传输给与自身有通信连接的另一台变频驱动设备，同理，当站号再次设置完成后，上位机通讯主站可以发起对下一台变频驱动设备的站号设置。
该系统可以对工作面的变频驱动设备进行站号的集中控制设置。在不改变原有变频设备控制拓扑结构的基础上，通过由cpu控制单元、矩阵键盘、数字量输入模块、数字量输出模块、继电器、光耦驱动单元、本安电源、常规电源和通信连接线组成的站号设置系统，可以实现在控制驱动设备运行的远端上位机上进行站号的自动控制设置。该上位机是原有变频驱动设备的控制终端，可以把本安矿用站号自动设置系统集成进去，使其成为一个子系统，也可以单独作为一个站号设置终端。该本安矿用站号自动设置系统可以对工作面的一台或多台驱动设备的主从站号进行自动设置，相较于传统的站号设置方式具有自动化程度高的优点，不需要进入采煤工作面在远端就可以对各台设备的站号进行设置，有效提高了恶劣工况下煤矿作业人员的安全指数。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1）本实用新型的本安矿用站号设置系统具有集成度高、模块化程度高的优点，可以在不改变原有变频设备控制拓扑结构的基础上，方便的集成到变频驱动设备系统中。
2）本实用新型的本安矿用站号设置系统，可以通过操作上位机通讯主站上的矩阵键盘，来实现对远方工作面一台或几台变频驱动设备的站号设置，相较于传统的站号设置方式具有自动化程度高的优点，且不需要进入采煤工作面，在远端就可以对各台设备的站号进行设置，有效减少了煤矿作业人员因站号设置问题在恶劣工况下的作业次数，有效提高了恶劣工况下煤矿作业人员的安全指数。
附图说明
图1为一种智能本安矿用站号设置系统的控制拓扑结构图；
图2为一种智能本安矿用站号设置系统的控制拓扑结构图；
图3为一种智能本安矿用站号设置系统的电路结构图；
图4为一种智能本安矿用站号设置系统的电路结构图。
图中，1.上位机通讯主站，2.多线芯通信电缆，3、4、5、6、7、8.变频驱动设备，9.本安电源，10.24v开关电源，11.数字量输出模块，12.数字量输入模块，13.第一继电器,14.光耦驱动单元,15.第一cpu控制单元,16.第二继电器,16-1.矩阵键盘模块，17、18.对外接口，15-1.第二cpu控制单元，13-1.第一继电器i。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，结合附图对实用新型做出进一步的描述：
如图1至图4，一种智能本安矿用站号设置系统，所述站号自动设置系统包括上位机通讯主站1中的站号设置电路、变频驱动设备3、4、5中的站号设置电路，以及连接两部分控制电路的多线芯通信电缆2；
其中上位机通讯主站1中的站号设置电路由第一cpu控制单元15、矩阵键盘模块16-1，数字量输入模块12、数字量输出模块11、本安电源9、24v开关电源10、第一继电器13、光耦驱动单元14组成；
变频驱动设备3、4、5中的站号设置电路由第二cpu控制单元15、数字量输入模块12、数字量输出模块11、24v开关电源10、第一继电器i13-1、第二继电器16、光耦驱动单元14组成。
根据上述内容，所述多线芯通信电缆2是采用3对金属包裹屏蔽线，所述金属包裹屏蔽线外部设置总屏蔽结构。多线芯通信电缆2共6根线，实际只使用了5根线。
根据上述内容，所述变频驱动设备3、4、5的对外站号设置对外接口17、18为两个。
根据上述内容，所述变频驱动设备3、4、5中的站号设置电路采用对称性设计，变频驱动设备3、4、5的两个对外站号设置对外接口17、18具有一致性。上位机通讯主站中1的站号设置电路对外接口17、18和变频驱动设备中3、4、5的站号设置电路对外接口17、18都有两个，且这两个对外接口17、18的端子功能定义是一致的，可以实现多台变频驱动设备的级联和站号设置。
根据上述内容，两个所述对外接口17、18中的任意一个接口连接上位机通讯主站1，另一个接口连接下一台变频驱动设备3、4、5。
根据上述内容，所述上位机通讯主站1传送过来的站号信息通过变频驱动设备3、4、5中第二继电器16的两组常闭触点直接驱动光耦驱动单元14。
根据上述内容，所述变频驱动设备3、4、5中的站号设置电路通过识别上位机通讯主站1发送过来的特定频率信号是否为终端设备，控制第一继电器13、第二继电器16来进行can通信终端120ω电阻的有无切换。当变频驱动设备3、4、5站号设置完毕后，将反馈一个信号给上位机通讯主站1，上位机通讯主站1接收到反馈信号后准备发起新的站号设置，同时完成站号设置的变频驱动设备3通过控制第二继电器16切换站号信息传输通道，将新的站号信息传输给另一台变频驱动设备4。
根据上述内容，所述本安电源9为12v,用于电源输出。这个本安信号通过多线芯通信电缆2传输给变频驱动设备3站号设置电路中的第二继电器16和光耦驱动单元14，最后信号经过光耦驱动单元14隔离后输入给变频驱动设备3站号设置电路中的数字量输入模块11。
根据上述内容，所述第一cpu控制单元15的can通信线can_h和can_l与对外接口17、18的相接。
上位机通讯主站发起站号设置信息，通过第一cpu控制单元15和数字量输出模块11控制继电器13以不同的频率输出12v 本安信号9，这个本安信号9通过多线芯通信电缆2传输给变频驱动设备3站号设置电路中的第二继电器16和光耦驱动单元14，最后信号经过光耦驱动单元14隔离后输入给变频驱动设备3站号设置电路中的数字量输入模块11。
光耦驱动单元14会输出给数字量输入模块12一个特定频率的电平信号，cpu控制单元会根据这个特定频率的电平信号来设置本机的站号，当站号设置完毕后，cpu控制单元15会控制数字量输出模块11来控制第二继电器16动作，使原来的两组常闭触点变常开触点，站号信息的传输路径被切换，并且会反馈给上位机通讯主站一个信息，表明站号已设置完毕，上位机通讯主站可以发起下一台设备的站号设置。同时站号设置好的变频驱动设备3通过控制继电器切换站号信息传输通道，将新的站号信息传输给与自身有通信连接的另一台变频驱动设备4，同理，当站号再次设置完成后，上位机通讯主站可以发起对下一台变频驱动设备5的站号设置。
其中，图1为单链路站号设置结构，1为上位机通讯主站，设置站号信息的发起者；2为can通信和站号信息传输的多线芯通信电缆，该通信电缆采用三对金属包裹屏蔽线，外加总屏蔽结构设计；3、4、5为变频驱动设备，是设置站号信息的接收者和执行者，并且在站号设置完毕后会给通讯主站反馈一个信息，通讯主站接收到反馈信息后可以对在同一条链路上的驱动设备发起站号设置；图2为双链路站号设置结构，其站号设置原理与单链路站号设置原理一致，上位机通讯主站1与变频驱动设备3、4、5之间，以及变频驱动设备6、7、8之间都是通过一条多线芯通信电缆2连接。
如图3所示，为上位机通讯主站1中的站号设置系统电路结构图，其中9为12v本安电源，10为24v开关电源，11为数字量输出模块，12为数字量输入模块，13为继电器，14为光耦驱动单元，15为cpu控制单元，16-1为矩阵键盘模块，17、18为两个完全一样的can通信和站号设置链路接口。
本安电源9的12v 输出给继电器13的一个常开点p3，该常开点的另一端p4输出到对外接口17、18的l3。本安电源9的12v-输出给光耦驱动单元14的p11和对外接口17、18的l4。24v开关电源的24v 输出给继电器13的a1和光耦驱动单元14的p9。数字量输出模块11的p1与继电器13的a2相接，当数字量输出模块11的p1输出低电平时可以控制继电器13常开触点p3和p4闭合导通，此时对外接口17、18的l3为本安12v 。数字量输入模块12的p1与光耦驱动单元14的p8相接，当光耦驱动单元14的p10端为本安12v 高电平时，光耦驱动单元14的p8和p9导通，此时数字量输入模块12的p1会接收到一个24v 高电平，光耦驱动单元14的p10端与对外接口17、18的l5相接，接收来自变频驱动设备的反馈信号，这个反馈信号最终通过数字量输入模块12传给cpu控制单元15。cpu控制单元15与数字量输出模块11、数字量输入模块12，以及矩阵键盘模块16-1相接，通过矩阵键盘模块16-1可以输入给cpu控制单元15不同的按键信息，cpu控制单元15通过内部已编写定义的软件来根据不同的按键信息控制数字量输出模块11发出频率不同的脉冲信号，从而控制继电器13常开触点p3和p4以相应的频率进行吸合导通。cpu控制单元15的can通信线can_h和can_l与对外接口17、18的l1和l2相接。
如图4所示，为3、4、5等变频驱动设备中的站号设置系统电路结构图，其中10为24v开关电源，11为数字量输出模块，12为数字量输入模块，13为继电器，14为光耦驱动单元，15为cpu控制单元，16也为继电器（因图中两种继电器的结构不同，为便于区分编号13和16），17、18为两个完全一样的can通信和站号设置链路接口，用于接收来自上位机通讯主站1发送过来的can通信信息和站号设置信息。上位机通讯主站1发送的can通信信息会通过多线芯通信电缆2传送给17、18的l1和l2，并最终由cpu控制单元15接收。17、18的l3和l4分别与继电器16的p4、p5，p3、p6相接，其中l4为本安12-，l3为被按照以不同频率控制输出的本安12v ，继电器16的p4、p2和p5、p7为两组常闭触点，光耦驱动单元14的p10和p11分别与继电器16的p2和p7相接，17、18的l5与p2相接，通过第二继电器16的p2点可以将本安12v 信号反馈给l5，并最终通过多线芯通信电缆2传送给上位机通讯主站1中l5，当l3和l4有本安电源信号过来时，可以直接驱动光耦驱动单元14的p9和p8导通，数字量输入模块12的p1会收到按照不同频率导通时的24v 高电平信号，这个信号最终会通过cpu控制单元15来识别，并根据内部软件定义好的程序来进行本机驱动设备的站号设置，站号设置完毕后，cpu控制单元15通过控制数字量输出模块11的p1端口输出低电平来控制继电器16动作，此时继电器16的两组常闭触点p4、p2和p5、p7变常开，两组常开触点p4、p3和p5、p6变常闭，l3和l4的本安信号的传输路径被切换，假如站号设置信息是从端口17输入的，则当本机站号信息设置完毕后，站号信息传输路径会被切换到从端口18输出给下一台变频驱动设备，同理，假如站号设置信息是从端口18输入的，则当本机站号信息设置完毕后，站号信息传输路径会被切换到从端口17输出给下一台变频驱动设备。该电路的对称性设计保证了端口17、18的无差性和易用性。cpu控制单元15可以通过识别是否是终端设备来控制数字量输出模块11的p2端口输出低电平来控制继电器13的常开触点p4和p3吸合，以此来将120ω挂接到can通信总线上。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，包括站号自动设置系统，所述站号自动设置系统包括上位机通讯主站（1）中的站号设置电路、变频驱动设备（3、4、5）中的站号设置电路，以及连接两部分控制电路的多线芯通信电缆（2）；
其中上位机通讯主站（1）中的站号设置电路由第一cpu控制单元（15）、矩阵键盘模块（16-1），数字量输入模块（12）、数字量输出模块（11）、本安电源（9）、24v开关电源（10）、第一继电器（13）、光耦驱动单元（14）组成；
变频驱动设备（3、4、5）中的站号设置电路由第二cpu控制单元（15-1）、数字量输入模块（12）、数字量输出模块（11）、24v开关电源（10）、第一继电器i（13-1）、第二继电器（16）、光耦驱动单元（14）组成。
2.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述多线芯通信电缆（2）是采用3对金属包裹屏蔽线，所述金属包裹屏蔽线外部设置总屏蔽结构。
3.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述变频驱动设备（3、4、5）的对外站号设置对外接口（17、18）为两个。
4.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述变频驱动设备（3、4、5）中的站号设置电路采用对称性设计，变频驱动设备（3、4、5）的两个对外站号设置对外接口（17、18）具有一致性。
5.根据权利要求4所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，两个所述对外接口（17、18）中的任意一个接口连接上位机通讯主站（1），另一个接口连接下一台变频驱动设备（3、4、5）。
6.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述上位机通讯主站（1）传送过来的站号信息通过变频驱动设备（3、4、5）中第二继电器（16）的两组常闭触点直接驱动光耦驱动单元（14）。
7.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述变频驱动设备（3、4、5）中的站号设置电路通过识别上位机通讯主站（1）发送过来的特定频率信号是否为终端设备，控制第一继电器i（13-1）、第二继电器（16）来进行can通信终端120ω电阻的有无切换。
8.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述本安电源（9）为12v,用于电源输出。
9.根据权利要求1所述的智能本安矿用站号设置系统，其特征在于，所述第一cpu控制单元（15）的can通信线can_h和can_l与对外接口（17、18）相接。
技术总结