基於can總線的掘進機安全保護系統的製作方法
2023-05-27 03:41:01
基於can總線的掘進機安全保護系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型是一種新型的掘進機安全保護系統，能夠對掘進機各種所需物理參數進行實時監測。基於CAN總線的掘進機安全保護系統通過CAN總線通訊技術結合傳感器、嵌入式、信號採集及液晶顯示等技術對掘進機的相關參數進行採集、傳輸、顯示、分析並把數據存儲到IC卡上，根據數據判斷機器的狀況，做出相應的反應，從而達到消除安全隱患的目的，提高了掘進機工作的安全係數。
【專利說明】基於CAN總線的掘進機安全保護系統
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種掘進機安全保護系統，特別涉及一種基於CAN總線的掘進機安全保護系統。
【背景技術】
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[0002]目前礦用機器越來越向著智能化和信息化的方向發展，機器本身的各種監測和控制也越來越多，如何使這些系統或裝置互聯實現信息共享是掘進機安全保護系統研宄和設計亟待解決的關鍵問題之一。特別是井下環境惡劣，系統需採集十多路信號，如何解決多路信號同時傳到控制室而不造成信號幹擾的問題。
[0003]CAN總線具有實時性強、抗幹擾能力強、結構簡單、應用方便、價格低廉等特點，在現場總線中具有很大優勢。將CAN總線技術應用到掘進機安全保護系統中，系統便可對掘進機各種所需參數進行實時監測，同時因CAN總線只需兩根信號線便可實現所有數據的採集傳輸，使得傳輸線束大大簡化，可靠性得到極大提高。
實用新型內容:
[0004]本實用新型的目的在於為解決上述問題而提出基於CAN總線的掘進機安全保護系統。
[0005]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:本實用新型提供了基於CAN總線的掘進機安全保護系統，本實用新型包括8個設備監測節點、綜合顯控終端和CAN總線網絡三個部分。
[0006]所述8個設備監測節點包括4路溫度信號(周圍環境溫度、機油溫度、電機溫度、冷卻水溫度)、1路壓力信號、I路瓦斯濃度信號、I路井下水位信號、I路電機轉速信號。
[0007]所述綜合顯控終端採用的控制器為意法半導體公司的32位微處理器互聯型STM32即STM32F103VCT6，最高時鐘頻率72MHz，具有豐富的硬體接口資源以及強大的DMA控制方式。
[0008]所述CAN總線網絡主要由CAN控制器、光耦隔離電路和CAN收發器三部分組成。
[0009]所述CAN控制器集成於STM32F103VCT6內部，微控制器的CAN模塊與外部的CAN單元通信主要由單片機的CANRX和CANTX兩個引腳完成。
[0010]所述光耦隔離電路採用光電隔離晶片6N137，可增強接點的抗幹擾能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0011]圖1為系統總體結構圖
[0012]圖2為系統工作流程圖
【具體實施方式】
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[0013]本實用新型主要由8個設備監測節點、綜合顯控終端和CAN總線網絡三個部分組成，下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0014]如圖1所示，本實用新型系統總體結構包括處理器1、處理器2、溫度傳感器3、溫度傳感器4、溫度傳感器5、溫度傳感器6、壓力傳感器7、甲烷傳感器8、液位傳感器9、速度傳感器10、CAN接口 11、CAN接口 12、IC卡13、LCD顯示14、聲光報警15。
[0015]所述處理器I主要用於模擬信號轉換，數位訊號處理，將信息經CAN接口 11傳至CAN總線上。
[0016]所述處理器2主要用於數位訊號處理，控制外部操作，數據存儲，將信息經CAN接口 12傳至CAN總線上。
[0017]所述溫度傳感器3、溫度傳感器4、溫度傳感器5、溫度傳感器6分別用於採集周圍環境溫度、機油溫度、電機溫度和冷卻水溫度。
[0018]所述壓力傳感器7用於採集液壓馬達中的液體壓力信號。
[0019]所述甲烷傳感器8用於採集井下瓦斯濃度信號。
[0020]所述液位傳感器9用於採集井下水位信號。
[0021]所述速度傳感器10用於採集掘進機的電機轉速。
[0022]所述CAN接口 11用於將處理器I處理的數據傳至CAN總線上。
[0023]所述CAN接口 12用於將處理器2處理的數據傳至CAN總線上。
[0024]所述IC卡13安裝於掘進機上，用於記錄掘進機運行過程中的相關數據，然後利用後臺管理系統對IC卡中的信息進行分析。
[0025]所述IXD顯示14用於顯示所採集的各類信號。
[0026]所述聲光報警15在所採集的數據大於門限參數時LED燈會不斷閃爍並發出警報。
[0027]本實用新型的工作原理:基於CAN總線的掘進機安全保護系統對掘進機的8路信號進行採集，將採集到的模擬信號經驅動電路放大後傳至AD轉換器轉換成數位訊號，經處理器I處理後由CAN總線的兩根信號線來實現所有數據的傳輸，並將數據信息顯示於控制端的LCD顯示屏上，並經處理器2分析判斷是否超標，超標則啟動聲光報警，未超標則經CAN發送器發送至CAN總線告知處理器I繼續採集傳感器信號。同時將總線上的數據存儲於IC卡內保存數據。其中顯示終端的處理器2還留有接口，便於和上級總線相連。
[0028]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，所有基於本實用新型的基本思想而進行的修改或變動都屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.基於CAN總線的掘進機安全保護系統，其特徵在於:包括8個設備監測節點、綜合顯控終端和CAN總線網絡；所述8個設備監測節點包括4路溫度信號、I路壓力信號、I路瓦斯濃度信號、I路井下水位信號、I路電機轉速信號。
2.根據權利要求1所述的基於CAN總線的掘進機安全保護系統，其特徵在於:所述綜合顯控終端以STM32處理器為核心；包括各類傳感器、驅動電路、微弱信號放大、IXD顯示、聲光報警、CAN通信接口等電路單元。
3.根據權利要求1所述的基於CAN總線的掘進機安全保護系統，其特徵在於:所述CAN總線網絡主要包括CAN控制器、光耦隔離電路和CAN收發器。
【文檔編號】E21C35/24GK204253041SQ201420673802
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】何雙雙, 朱延凱 申請人:安徽理工大學