礦用皮帶機集控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦用安全保護裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種礦用皮帶機集控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著煤炭資源勘探和開采的快速發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)已形成了國家重點大型企業(yè)和眾多中小型企業(yè)并舉的態(tài)勢。由于中小型企業(yè)普遍存在的管理水平上的不足以及安全防護措施的缺失，使得礦難事故頻繁發(fā)生，既造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，也給社會帶來了不良的影響。保障煤礦安全生產(chǎn)并杜絕安全事故的隱患，長期以來始終是社會各界特別是本領(lǐng)域技術(shù)人員致力研究解決的問題。
[0003]現(xiàn)行煤礦生產(chǎn)設(shè)備中，公知礦用皮帶機集控裝置的沿線控制多采用多線制方式，即電源驅(qū)動線與信號線分開，電源、檢測、控制分別占用導(dǎo)線，常用的是五線制和七線制，這種方式存在著工程施工布線多、運行成本高、日常維護時故障定位不準、實時監(jiān)測性能不佳等問題，顯然其成本也過高。另一方面，作為一項比較成熟的技術(shù)，采用電源驅(qū)動線與信號線分時復(fù)用的二線制總線結(jié)構(gòu)迄今在火災(zāi)報警等系統(tǒng)中已得到了廣泛的應(yīng)用，但由于該結(jié)構(gòu)具有的特殊性，其應(yīng)用在煤礦環(huán)境中仍存在著一些具體的技術(shù)難題需要克服:首先，沿線模塊(主要是急停開關(guān)模塊)要能夠即插即用并自動編號識別，而不是預(yù)先編寫地址；其次，在總線上還要同時傳送報警語音，且要保證報警語音不與查詢控制信號互相干擾，即要保證報警語音的清晰度和監(jiān)控數(shù)據(jù)實時性。正是由于上述兩個問題造成了目前二線制總線結(jié)構(gòu)技術(shù)在礦用皮帶機集控裝置上難于得到應(yīng)用的現(xiàn)狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實時監(jiān)測性能好、可對皮帶機設(shè)備進行有效保護并便于工程施工和維護的礦用皮帶機集控
目.ο
[0005]為實現(xiàn)以上發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的:所提供的礦用皮帶機集控裝置由控制主機、數(shù)據(jù)采集控制模塊、傳感器模塊、沿線控制模塊、終端以及若干個可在沿線監(jiān)測點即插即用的沿線急停開關(guān)模塊組成，控制主機通過內(nèi)部控制總線分別與數(shù)據(jù)采集控制模塊、語音報警模塊以及沿線控制模塊連接，數(shù)據(jù)采集控制模塊分別與本地設(shè)備輸入輸出模塊和傳感器模塊連接，沿線控制模塊通過外部二線制總線與終端回路連接，各沿線急停開關(guān)模塊通過外部二線制總線依次連接在沿線控制模塊與終端回路間。
[0006]上述技術(shù)方案中，所說的數(shù)據(jù)采集控制模塊包括控制單元、AD采集單元、信號調(diào)理單元、頻率捕捉單元、輸入輸出控制單元和電源單元，控制單元通過SPI總線接口與AD采集單元連接，AD采集單元的輸入端經(jīng)信號調(diào)理單元接至本地設(shè)備輸入輸出模塊和傳感器模塊的模擬量輸出信號端。頻率捕捉單元和輸入輸出控制單元與本地設(shè)備輸入輸出模塊的離散輸入輸出信號相連。
[0007]上述技術(shù)方案中，所說的語音報警模塊包括控制單元、語音合成單元和電源單元，控制單元通過UART總線接口與語音合成單元連接。
[0008]上述技術(shù)方案中，所說的沿線控制模塊包括控制單元、CAN總線通訊單元、二線制總線通訊單元和電源單元，控制單元通過SPI總線接口和CAN總線接口分別與二線制總線通訊單元和CAN總線通訊單元連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，所說的沿線急停開關(guān)模塊包括控制單元、二線制總線通訊單元、急停開關(guān)檢測控制單元、語音功放單元和輸入輸出控制單元，控制單元通過SPI總線接口與二線制總線通訊單元連接，急停開關(guān)檢測控制單元的輸入/輸出端接至控制單元的輸出/輸入端，二線制總線通訊單元的輸出端與語音功放單元的輸入端連接。
[0010]上述技術(shù)方案中，所說的終端包括控制單元、二線制總線通訊單元、AD采集單元和電源單元，控制單元通過SPI總線接口分別與二線制總線通訊單元和AD采集單元連接。
[0011]上述技術(shù)方案中，各沿線急停開關(guān)模塊均以鏈式二進制總線方式依次連接在沿線控制模塊與終端回路間。
[0012]上述技術(shù)方案中，所說的控制主機包括ARM C0RTEX-A8主板、液晶顯示屏和DC-DC電源模塊，ARM主板分別通過ISA總線和LVDS接口與CAN板卡和液晶顯示屏對應(yīng)連接。
[0013]上述技術(shù)方案中，所說的傳感器模塊包括速度傳感器和/或溫度傳感器和/或煙霧傳感器和/或堆煤傳感器和/或跑偏傳感器和/或縱撕傳感器。
[0014]本發(fā)明對沿線的總線結(jié)構(gòu)采用改進型的二線制總線結(jié)構(gòu)，將直流信號、音頻信號和控制通訊信號復(fù)用到電源驅(qū)動線上，在沿線各個模塊上再分離音頻信號和控制通訊信號，同時控制通訊信號采用鏈式二線制總線結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)各沿線急停開關(guān)模塊的即插即用、自動編號識別功能。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可實時監(jiān)測，確保及時檢測到設(shè)備運行中出現(xiàn)的各種故障，從而對皮帶機設(shè)備進行有效地保護，此外，該集控裝置采用二線制總線結(jié)構(gòu)同時利用計算機編程技術(shù)來達到監(jiān)測與控制目的，僅僅通過兩根線就完成了以往多線制結(jié)構(gòu)所實現(xiàn)的功能，便于工程實施和維護，采用地址編碼技術(shù)，也使沿線控制的模塊數(shù)量大為增加，保證煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全高效。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述礦用皮帶機集控裝置的系統(tǒng)原理框圖。
[0017]圖2是該集控裝置中沿線控制模塊、沿線急停開關(guān)模塊及終端部分的原理框圖。
[0018]圖3是該集控裝置中數(shù)據(jù)采集控制模塊部分的原理框圖。
[0019]圖4是該集控裝置中語音報警模塊部分的原理框圖。
[0020]圖5是該集控裝置的沿線模塊編號自動識別處理流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下將結(jié)合附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進一步說明，但本發(fā)明的實際應(yīng)用形式并不僅限于下述的實施例。
[0022]參見附圖1，本發(fā)明所述的礦用皮帶機集控裝置由控制主機、數(shù)據(jù)采集控制模塊、本地設(shè)備輸入輸出模塊、傳感器模塊、沿線控制模塊、終端以及若干個沿線急停開關(guān)模塊組成，控制主機通過內(nèi)部控制總線分別與數(shù)據(jù)采集控制模塊、語音報警模塊以及沿線控制模塊連接，數(shù)據(jù)采集控制模塊分別與本地設(shè)備輸入輸出模塊和傳感器模塊連接，沿線控制模塊通過外部二線制總線與終端回路連接，各沿線急停開關(guān)模塊通過外部二線制總線依次連接在沿線控制模塊與終端回路間。具體結(jié)構(gòu)設(shè)置上，本發(fā)明裝置根據(jù)模塊化、系列化、標準化設(shè)計思想，采用母板加功能模塊的結(jié)構(gòu)，將各個功能單元獨立出來，采用CAN總線作為通訊總線完成功能模塊與控制主機的數(shù)據(jù)交換，沿線采用二線制總線，實現(xiàn)沿線分布式控制功能，因而使集控裝置整體具有高可靠性和較好的糾錯能力。
[0023]控制主機包括ARM C0RTEX-A8主板、液晶顯示屏和DC-DC電源模塊，ARM主板分別通過ISA總線和LVDS接口與CAN板卡和液晶顯示屏對應(yīng)連接。工作中，控制主機可通過控制數(shù)據(jù)采集控制模塊完成對控制器附近的設(shè)備進行控制，也可通過控制沿線控制模塊完成對沿線皮帶設(shè)備的控制和保護。
[0024]沿線控制模塊的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)參見圖2，它包括控制單元(可采用nanoWattXLP低功耗技術(shù)的PIC16系列單片機)、CAN總線通訊單元(如MCP2515單元)、二線制總線通訊單元和電源單元，控制單元通過SPI總線接口和CAN總線接口分別與二線制總線通訊單元和CAN總線通訊單元連接。實際工作中，沿線控制模塊通過二線制總線通訊單元向總線發(fā)送控制和查詢指令，并過濾出控制通訊信號，對將接收的回應(yīng)進行解析以判斷沿線急停開關(guān)模塊的狀態(tài)，進而將結(jié)果發(fā)送到控制主機以做處理。
[0025]沿線急停開關(guān)模塊有若干個(圖2中顯示為一個)，每個沿線急停開關(guān)模塊均包括控制單元、二線制總線通訊單元、急停開關(guān)檢測控制單元、語音功放單元和輸入輸出控制單元，控制單元通過SPI總線接口與二線制總線通訊單元連接，急