專利名稱：一種礦用顯示控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦安全監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)控用的礦用顯示控制柜。
背景技術(shù)：
在煤礦井下的瓦斯抽放移動(dòng)泵站、地面上的瓦斯抽放泵站和井下水泵站等幾乎所有的安全監(jiān)控系統(tǒng)中，都要用到礦用顯示控制柜。礦用顯示控制柜用于將安全監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的顯示。目前常見的礦用顯示控制柜，其對于顯示模塊的地址識別采用撥碼開關(guān)方式。所謂撥碼開關(guān)方式，即通過人工配置撥碼開關(guān)為顯示模塊分配地址，使礦用顯示控制柜的上級通信分站可以通過讀取的地址分配數(shù)據(jù)，其所用的485總線通訊模式比較復(fù)雜，模塊成本較高，數(shù)據(jù)更新相對較麻煩:一是因?yàn)橐ㄟ^人工來譯碼、配置模塊地址，因而出錯(cuò)幾率大；二是撥碼開關(guān)進(jìn)行地址分配存在開關(guān)不到位帶來的誤判信息，造成系統(tǒng)可信度低；三是系統(tǒng)因人工操作因而難以做到礦用顯示控制柜地址的自動(dòng)智能識別。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能程度高、工作可靠性好、人機(jī)交互方便的用于煤礦井下瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)的礦用顯示控制柜。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的礦用顯示控制柜，包括柜體，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:還包括設(shè)置在柜體內(nèi)的顯示分站和設(shè)置在柜體外的LED顯示單元；上述的顯示分站包括頻率/開關(guān)量輸入單元、開關(guān)量輸出單元、RS485總線接口單元、單片機(jī)處理單元、第一顯示輸出接口單元和第二顯示輸出接口單元山ED顯示單元包括若干個(gè)LED顯示模塊；LED顯示模塊的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要相應(yīng)設(shè)置；各LED顯示模塊均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；該若干個(gè)LED顯示模塊構(gòu)成第一路LED顯示組和第二路LED顯示組，且該2路LED顯示組內(nèi)的LED顯示模塊均分別由同組內(nèi)的后一級的LED顯示模塊的信號輸入端與前一級的LED顯示模塊的信號輸出端依次相互級聯(lián)；上述的顯示分站的頻率/開關(guān)量輸入單元和開關(guān)量輸出單元均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；RS485總線接口單元設(shè)有對內(nèi)通信端和對外通信端；單片機(jī)處理單元設(shè)有第一信號輸入端、485信號通信端、第一信號輸出端、第三信號輸出端和第四信號輸出端；第一顯示輸出接口單元和第二顯示輸出接口單元均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；上述的單片機(jī)處理單元的第一信號輸入端與頻率/開關(guān)量輸入單元的信號輸出端電連接；單片機(jī)處理單元的485信號通信端與RS485總線接口單元的對內(nèi)通信端雙向信號電連接；開關(guān)量輸出單元的信號輸入端與單片機(jī)處理單元的第一信號輸出端電連接；第一顯示輸出接口單元的信號輸入端與單片機(jī)處理單元的第三信號輸出端雙向信號電連接；第二顯示輸出接口單元的信號輸入端與單片機(jī)處理單元的第四信號輸出端雙向信號電連接；上述的LED顯示單元的第一路LED顯示組和第二路LED顯示組分別由其各自的第一級LED顯示模塊的信號輸入端與顯示分站的第一顯示輸出接口單元和第二顯示輸出接口單元的信號輸出端對應(yīng)雙向信號電連接。[0007]進(jìn)一步的方案是:上述的顯示分站還包括遙控信號接收單元和分站狀態(tài)顯示單元；遙控信號接收單元設(shè)有紅外信號接收端和信號輸出端；單片機(jī)處理單元還設(shè)有第二信號輸入端和第二信號輸出端；分站狀態(tài)顯示單元設(shè)有顯示信號輸入端；單片機(jī)處理單元的第二信號輸入端與遙控信號接收單元的信號輸出端電連接；分站狀態(tài)顯示單元的顯示信號輸入端與單片機(jī)處理單元的第二信號輸出端電連接。進(jìn)一步的方案是:上述的LED顯示單元的第一路LED顯示組包括第一 LED顯示模塊、第二 LED顯示模塊、第三LED顯示模塊和第四LED顯示模塊；第二路LED顯示組包括第五LED顯示模塊、第六LED顯示模塊、第七LED顯示模塊和第八LED顯示模塊；上述的LED顯示單元的第一路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第一 LED顯示模塊；第二路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第五LED顯示模塊。進(jìn)一步的方案是:上述的顯示分站的單片機(jī)處理單元包括微處理器，該微處理器設(shè)有至少2路SPI串行通信端口 ；分站狀態(tài)顯示單元設(shè)有用于顯示分站號、設(shè)備類型、通信波特率信息的LED。進(jìn)一步的方案是:上述的顯示分站的第一顯示輸出接口單元和第二顯示輸出接口單元均設(shè)有74HC165芯片。進(jìn)一步的方案還有:上述的LED顯示單元的各LED顯示模塊均設(shè)有數(shù)碼管、74HC125芯片和74HC595芯片；各LED顯示模塊之間均采用10芯杜邦線級聯(lián)。本實(shí)用新型具有積極的效果:(1)本實(shí)用新型的礦用顯示控制柜，其顯示用的各LED模塊能夠被煤礦井下瓦斯抽放安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)識別，系統(tǒng)智能程度相對較高。(2)本實(shí)用新型的礦用顯示控制柜，通過在顯示分站設(shè)置用于顯示相關(guān)信息的LED顯示單元以及設(shè)置遙控信號接收單元，提高了人機(jī)交互的實(shí)時(shí)性和便捷性。(3)本實(shí)用新型的礦用顯示控制柜，顯示分站的各LED顯示模塊之間均采用10芯杜邦線級聯(lián)，該連接方式的連接思路清晰，連線簡單方便，便于現(xiàn)場人員使用。

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記如下:顯示分站I，頻率/開關(guān)量輸入單兀11，開關(guān)量輸出單兀12,遙控信號接收單兀13, RS485總線接口單元14，單片機(jī)處理單元15，分站狀態(tài)顯示單元16，第一顯示輸出接口單元17，第二顯示輸出接口單元18，LED顯示單元2，第一 LED顯示模塊21，第二 LED顯示模塊22，第三LED顯示模塊23，第四LED顯示模塊24，第五LED顯示模塊25，第六LED顯示模塊26，第七LED顯示模塊21，第八LED顯示模塊28。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。(實(shí)施例1)[0021]見圖1,本實(shí)施例的礦用顯示控制柜,主要由柜體、顯示分站I和LED顯示單元2組成。顯示分站I設(shè)置在柜體內(nèi)，LED顯示單元2設(shè)置在柜體外。顯示分站I主要由頻率/開關(guān)量輸入單元11、開關(guān)量輸出單元12、遙控信號接收單元13、RS485總線接口單元14、單片機(jī)處理單元15、分站狀態(tài)顯示單元16、第一顯示輸出接口單元17和第二顯示輸出接口單元18組成。頻率/開關(guān)量輸入單元11和開關(guān)量輸出單元12均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；遙控信號接收單元13設(shè)有紅外信號接收端和信號輸出端；RS485總線接口單元14設(shè)有對內(nèi)通信端和對外通信端；單片機(jī)處理單元15設(shè)有第一信號輸入端、第二信號輸入端、485信號通信端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端和第四信號輸出端；分站狀態(tài)顯示單元16設(shè)有顯示信號輸入端；第一顯示輸出接口單元17和第二顯示輸出接口單兀18均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端。LED顯示單元2主要由若干個(gè)LED顯示模塊組成，LED顯示模塊的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要相應(yīng)予以設(shè)置。各LED顯示模塊均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端。該若干個(gè)LED顯示模塊構(gòu)成第一路LED顯示組和第二路LED顯示組，且該2路LED顯示組內(nèi)的LED顯示模塊均分別由同組內(nèi)的后一級的LED顯不模塊的信號輸入端與前一級的LED顯不模塊的信號輸出端依次相互級聯(lián)；第一路LED顯示組由其第一級LED顯示模塊的信號輸入端與顯示分站I的第一顯示輸出接口單元17的信號輸出端雙向信號電連接；第二路LED顯示組由其第一級LED顯示模塊的信號輸入端與顯示分站I的第二顯示輸出接口單元18的信號輸出端雙向信號電連接。本實(shí)施例中，LED顯示單元2的第一路LED顯示組由第一 LED顯示模塊21、第二 LED顯示模塊22、第三LED顯示模塊23和第四LED顯示模塊24組成。第二路LED顯示組由第五LED顯示模塊25、第六LED顯示模塊26、第七LED顯示模塊27和第八LED顯示模塊28組成。第一路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第一 LED顯示模塊21 ;第二路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第五LED顯示模塊25。單片機(jī)處理單元15的第一信號輸入端與頻率/開關(guān)量輸入單元11的信號輸出端電連接；單片機(jī)處理單元15的第二信號輸入端與遙控信號接收單元13的信號輸出端電連接；單片機(jī)處理單元15的485信號通信端與RS485總線接口單元14的對內(nèi)通信端雙向信號電連接；開關(guān)量輸出單元12的信號輸入端與單片機(jī)處理單元15的第一信號輸出端電連接；分站狀態(tài)顯示單元16的顯示信號輸入端與單片機(jī)處理單元15的第二信號輸出端電連接；第一顯不輸出接口單兀17的信號輸入端與單片機(jī)處理單兀15的第三信號輸出端雙向信號電連接；第二顯示輸出接口單元18的信號輸入端與單片機(jī)處理單元15的第四信號輸出端雙向信號電連接。LED顯示單元2的第一路LED顯示組的第四LED顯示模塊24的信號輸入端與第三LED顯示模塊23的信號輸出端雙向信號電連接；第三LED顯示模塊23的信號輸入端與第二 LED顯不模塊22的信號輸出端雙向信號電連接；第二 LED顯不模塊22的信號輸入端與第一 LED顯不模塊21的信號輸出端雙向信號電連接；第一 LED顯不模塊21的信號輸入端與顯示分站I的第一顯示輸出接口單元17的信號輸出端雙向信號電連接。LED顯示單元2的第二路LED顯示組的第八LED顯示模塊28的信號輸入端與第七LED顯不模塊27的信號輸出端雙向信號電連接；第七LED顯不模塊27的信號輸入端與第六LED顯不模塊26的信號輸出端雙向信號電連接；第六LED顯不模塊26的信號輸入端與第五LED顯不模塊25的信號輸出端雙向信號電連接；第五LED顯不模塊25的信號輸入端與顯示分站I的第二顯示輸出接口單元18的信號輸出端雙向信號電連接。使用時(shí)，頻率/開關(guān)量輸入單元11的信號輸入端與設(shè)于煤礦井下產(chǎn)生頻率/開關(guān)量信號的設(shè)備，如相關(guān)的監(jiān)控探頭、傳感器等電連接；開關(guān)量輸出單元12的信號輸出端與相關(guān)的控制系統(tǒng)電連接；RS485總線接口單元14的對外通信端與設(shè)于煤礦井下的上級多功能通信電連接。顯示分站I的單片機(jī)處理單元15設(shè)有微處理器(CPU)，該微處理器具有至少2路SPI串行通信端口。顯示分站I的分站狀態(tài)顯示單元16設(shè)有用于顯示的兩位的LED，該兩位的LED用于每隔500ms循環(huán)顯示分站號、設(shè)備類型、通信波特率信息，增強(qiáng)了本實(shí)施例的礦用顯示控制柜的人機(jī)交互性。顯示分站I的遙控信號接收單元13在使用時(shí)與配套設(shè)置的紅外遙控器相配合，接收紅外遙控器發(fā)送的信息。紅外遙控器主要用于發(fā)送配置顯示分站I的分站號、設(shè)備類型、通信波特率等相關(guān)信息，該設(shè)置提高了人機(jī)交互的實(shí)時(shí)性。顯示分站I的第一顯示輸出接口單元17和第二顯示輸出接口單元18均設(shè)有74HC165芯片。該型74HC165芯片是并行輸入、串行輸出的高速CMOS器件，通過一定的控制時(shí)鐘，可以將并行輸入口的8個(gè)管腳狀態(tài)讀入寄存器，并從串行口輸出。LED顯示單元2的各LED顯示模塊均設(shè)有數(shù)碼管、用于波形整形的74HC125芯片和用于驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的74HC595芯片。各LED顯示模塊之間均采用10芯杜邦線級聯(lián)。該連接方式的連接思路清晰，連線簡單方便，便于現(xiàn)場人員使用。LED顯示模塊分為4位LED、6位LED和時(shí)鐘顯示LED。各種顯示模塊的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要予以設(shè)置。本實(shí)施例的礦用顯示控制柜的主要工作原理和工作過程如下述:顯示分站I通過其RS485總線接口單元14經(jīng)RS485總線和多功能通信分站進(jìn)行通信，接收多功能通信分站派發(fā)的數(shù)據(jù)和指令，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)和指令，進(jìn)行LED模塊的判斷和數(shù)據(jù)顯示。顯示分站I的485總線接口單元14工作在被動(dòng)查詢的從站方式；顯示分站I通過其第一顯示輸出接口單元17和第二顯示輸出接口單元18驅(qū)動(dòng)LED顯示單元2中的各LED顯示模塊進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)顯示。顯示分站I的單片機(jī)處理單元15的微處理器通過其2路SPI串行通信端口分別經(jīng)第一顯示輸出接口單元17和第二顯示輸出接口單元18對LED顯示單元2的各LED顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分配，輸入到各LED顯示模塊內(nèi)的信號經(jīng)模塊內(nèi)的74HC125芯片整形后，由鎖存信號鎖存在每個(gè)數(shù)碼管對應(yīng)的74HC595芯片上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。顯示分站I驅(qū)動(dòng)LED顯示單元2內(nèi)的4位LED、6位LED、時(shí)鐘LED等三類LED板進(jìn)行關(guān)于煤礦井下瓦斯抽放過程中監(jiān)視的相關(guān)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的顯示。本實(shí)施例的礦用顯示控制柜的LED顯示單元2中的LED顯示模塊的類型及數(shù)量能夠被其應(yīng)用的礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)識別:LED顯示模塊的自動(dòng)識別與控制是通過顯示分站I的單片機(jī)處理單元15的微處理器的SPI串行通信口和第一顯示輸出接口單元17及第二顯示輸出接口單元18內(nèi)的74HC165芯片予以實(shí)現(xiàn)，通過74HC165芯片，將各LED顯示模塊均分配一個(gè)地址(即將8個(gè)并行輸入管腳按照地址接入高電平或低電平)，然后將74HC165芯片的串行輸出口與單片機(jī)處理單元15的微處理器的SPI電連接，通過控制時(shí)鐘，按照事先約定的類型，即可以得到模塊的類型。礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的上位機(jī)通過多功能通信分站對LED顯示單元2內(nèi)的LED顯示模塊進(jìn)行捕捉，多功能通信分站再根據(jù)LED顯示模塊的類型對相應(yīng)的LED顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分配(多功能通信分站通過485總線將數(shù)據(jù)分發(fā)給顯示分站I，顯示分站I通過SPI串行通信口將數(shù)據(jù)分發(fā)到相應(yīng)的LED顯示模塊上)，從而實(shí)現(xiàn)對顯示單元2的各LED顯示模塊的智能識別和控制。以上實(shí)施例是對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
的說明，而非對本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化而得到相對應(yīng)的等同的技術(shù)方案，因此所有等同的技術(shù)方案均應(yīng)該歸入本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種礦用顯示控制柜，包括柜體，其特征在于:還包括設(shè)置在柜體內(nèi)的顯示分站(I)和設(shè)置在柜體外的LED顯示單元(2);所述的顯示分站(I)包括頻率/開關(guān)量輸入單元(11)、開關(guān)量輸出單元(12)、RS485總線接口單元(14)、單片機(jī)處理單元(15)、第一顯示輸出接口單元(17)和第二顯示輸出接口單元(18) ；LED顯示單元(2)包括若干個(gè)LED顯示模塊；LED顯示模塊的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要相應(yīng)設(shè)置；各LED顯示模塊均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；該若干個(gè)LED顯示模塊構(gòu)成第一路LED顯示組和第二路LED顯示組，且該2路LED顯示組內(nèi)的LED顯示模塊均分別由同組內(nèi)的后一級的LED顯示模塊的信號輸入端與前一級的LED顯示模塊的信號輸出端依次相互級聯(lián)； 所述的顯示分站(I)的頻率/開關(guān)量輸入單元(11)和開關(guān)量輸出單元(12)均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端；RS485總線接口單元(14)設(shè)有對內(nèi)通信端和對外通信端；單片機(jī)處理單兀(15)設(shè)有第一信號輸入端、485信號通信端、第一信號輸出端、第三信號輸出端和第四信號輸出端；第一顯示輸出接口單元(17)和第二顯示輸出接口單元(18)均設(shè)有信號輸入端和信號輸出端； 所述的單片機(jī)處理單元(15)的第一信號輸入端與頻率/開關(guān)量輸入單元(11)的信號輸出端電連接；單片機(jī)處理單元(15)的485信號通信端與RS485總線接口單元(14)的對內(nèi)通信端雙向信號電連接；開關(guān)量輸出單元(12)的信號輸入端與單片機(jī)處理單元(15)的第一信號輸出端電連接；第一顯不輸出接口單兀(17)的信號輸入端與單片機(jī)處理單兀(15)的第三信號輸出端雙向信號電連接；第二顯示輸出接口單元(18)的信號輸入端與單片機(jī)處理單元(15)的第四信號輸出端雙向信號電連接；所述的LED顯示單元(2)的第一路LED顯示組和第二路LED顯示組分別由其各自的第一級LED顯示模塊的信號輸入端與顯示分站(O的第一顯示輸出接口單元(17)和第二顯示輸出接口單元(18)的信號輸出端對應(yīng)雙向信號電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用顯示控制柜，其特征在于:所述的顯示分站(I)還包括遙控信號接收單元(13)和分站狀態(tài)顯示單元(16);遙控信號接收單元(13)設(shè)有紅外信號接收端和信號輸出端；單片機(jī)處理單元(15)還設(shè)有第二信號輸入端和第二信號輸出端；分站狀態(tài)顯示單元(16)設(shè)有顯示信號輸入端；單片機(jī)處理單元(15)的第二信號輸入端與遙控信號接收單元(13)的信號輸出端電連接；分站狀態(tài)顯示單元(16)的顯示信號輸入端與單片機(jī)處理單元(15)的第二信號輸出端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用顯示控制柜，其特征在于:所述的LED顯示單元(2)的第一路LED顯示組包括第一 LED顯示模塊(21)、第二 LED顯示模塊(22)、第三LED顯示模塊(23)和第四LED顯示模塊(24);第二路LED顯示組包括第五LED顯示模塊(25)、第六LED顯示模塊(26)、第七LED顯示模塊(27)和第八LED顯示模塊(28);所述的LED顯示單元(2)的第一路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第一 LED顯示模塊(21);第二路LED顯示組的第一級LED顯示模塊為第五LED顯示模塊(25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用顯示控制柜，其特征在于:所述的顯示分站(I)的單片機(jī)處理單元(15)包括微處理器，該微處理器設(shè)有至少2路SPI串行通信端口 ；分站狀態(tài)顯示單元(16)設(shè)有用于顯示分站號、設(shè)備類型、通信波特率信息的LED。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用顯示控制柜，其特征在于:所述的顯示分站(I) 的第一顯示輸出接口單元(17)和第二顯示輸出接口單元(18)均設(shè)有74HC165芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦用顯示控制柜，其特征在于:所述的LED顯示單元(2)的各LED顯示模塊均設(shè)有數(shù)碼管、 74HC125芯片和74HC595芯片；各LED顯示模塊之間均采用10芯杜邦線級聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種礦用顯示控制柜，包括柜體、設(shè)置在柜體內(nèi)的顯示分站和設(shè)置在柜體外的LED顯示單元；顯示分站包括頻率/開關(guān)量輸入單元、開關(guān)量輸出單元、遙控信號接收單元、RS485總線接口單元、單片機(jī)處理單元、分站狀態(tài)顯示單元、第一顯示輸出接口單元(17)和第二顯示輸出接口單元(18)；LED顯示單元包括由若干個(gè)相互級聯(lián)的LED顯示模塊組成的第一路LED顯示組和第二路LED顯示組；該2路LED顯示組分別由其各自的第一級LED顯示模塊與顯示分站的第一顯示輸出接口單元和第二顯示輸出接口單元對應(yīng)雙向信號電連接。本實(shí)用新型智能程度相對較高，人機(jī)交互實(shí)時(shí)性和便捷性好，連線簡單方便，便于現(xiàn)場人員使用。
文檔編號G05B19/042GK203012404SQ20122067999
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王樹豐, 邱宇, 方斌, 袁鳳培, 謝國軍, 劉健康, 高晴 申請人:天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司, 中煤科工集團(tuán)常州自動(dòng)化研究院