專利名稱：礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及智能監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的大中型煤礦所采用的皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，不但線路長(zhǎng)且各保護(hù)裝置基本上為非智能型的，同時(shí)還都需要構(gòu)建獨(dú)立的語音通訊回路，不能對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行綜合判斷，實(shí)時(shí)性差，對(duì)煤炭生產(chǎn)效率和礦井經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響。盡管也有不少煤礦結(jié)合自身情況引進(jìn)國(guó)外一些先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了集中式數(shù)字監(jiān)控， 能夠集監(jiān)測(cè)、控制、安全保障、通訊、管理與一體，但是這些系統(tǒng)使用的是自己內(nèi)部專有的系統(tǒng)總線，不能滿足全礦自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的信息集成、匯集及統(tǒng)一傳輸、協(xié)調(diào)處理和聯(lián)動(dòng)控制。而且在語音通訊方面仍然需要增加獨(dú)立回路。因此，只有綜合了多方面的故障信息，利用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和語音通訊的綜合，才能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，提高整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)的安全性、可靠性，實(shí)現(xiàn)礦井?dāng)?shù)字化、智能化控制，提高礦井生產(chǎn)的效率。。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種新型的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，包括做為主站的ARM嵌入式系統(tǒng)和分站系統(tǒng)，所述分站系統(tǒng)包括分站節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控子系統(tǒng)和語音通訊系統(tǒng)，所述監(jiān)控子系統(tǒng)和所述語音通訊系統(tǒng)均與所述分站節(jié)點(diǎn)連接，所述分站節(jié)點(diǎn)通過CAN總線與所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接。所述監(jiān)控子系統(tǒng)包括監(jiān)控模塊、智能傳感器和智能保護(hù)開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護(hù)開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接；所述語音通訊系統(tǒng)包括語音通訊模塊、語音傳輸系統(tǒng)和語音抗噪系統(tǒng)，所述語音傳輸系統(tǒng)和所述語音抗噪系統(tǒng)均通過語音通訊模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接。所述語音傳輸系統(tǒng)包括A/D-D/A模塊、語音處理模塊、單片機(jī)控制器和CAN總線收發(fā)器。所述智能傳感器包括速度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器和溫度傳感器，所述智能保護(hù)開關(guān)包括撕裂開關(guān)、跑偏開關(guān)、打滑開關(guān)、急停拉繩開關(guān)和電機(jī)性能綜合測(cè)試參數(shù)儀。還包括主站PC和路由器，所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接所述主站PC，所述主站PC通過所述路由器連接以太網(wǎng)。所述分站系統(tǒng)至少為兩組。所述分站系統(tǒng)為兩組。還包括安裝于所述ARM嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件模塊，所述系統(tǒng)軟件模塊包括CAN總線接收發(fā)送子模塊、中斷服務(wù)子模塊、皮帶設(shè)備控制子模塊和語音數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)子模塊。本實(shí)用新型以ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的主站作為整個(gè)皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)的思想，把實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全部監(jiān)控功能的一個(gè)較大的程序分成若干個(gè)功能的相互獨(dú)立子程序，滿足在數(shù)據(jù)信號(hào)采集傳送和控制信號(hào)發(fā)送的同時(shí)，能夠保證語音通訊的正常并行工作，對(duì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的程序模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后集成各個(gè)調(diào)試好的子程序模塊。本實(shí)用新型中的皮帶控制子模塊是根據(jù)皮帶機(jī)的特征及參數(shù)、控制要求、相關(guān)設(shè)備的邏輯關(guān)系等要素，對(duì)其特定的生產(chǎn)過程而編制。而語音通訊模塊設(shè)計(jì)是利用該模塊中單片機(jī)控制單元的音頻壓縮算法庫設(shè)計(jì)語音信號(hào)的采樣、量化、壓縮編碼、打包成CAN的數(shù)據(jù)幀格式的語音數(shù)據(jù)發(fā)送，并實(shí)時(shí)接收解碼播放的算法流程。本實(shí)用新型中的速度傳感器用于測(cè)定皮帶運(yùn)行速度，煙霧傳感器用于判斷是否產(chǎn)生煙霧，溫度傳感器用于測(cè)定軸溫，撕裂開關(guān)用于判斷皮帶撕裂情況，堆煤傳感器用于判斷煤倉是否堆煤，跑偏開關(guān)用于判斷皮帶是否跑偏，打滑開關(guān)用于判斷皮帶是否打滑，急停拉繩開關(guān)用于供緊急情況時(shí)使用，電機(jī)性能綜合測(cè)試參數(shù)儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行情況。本實(shí)用新型針對(duì)當(dāng)前井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀，運(yùn)用CAN總線技術(shù)和嵌入式技術(shù)研發(fā)集中監(jiān)控分布式控制的自動(dòng)化系統(tǒng)；綜合實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)流程和監(jiān)控需求分析，研究設(shè)計(jì)皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)軟硬件；利用嵌入式單片機(jī)技術(shù)將語音通訊集成到系統(tǒng)的監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控和語音通訊于一體的皮帶監(jiān)控系統(tǒng)。通過本項(xiàng)目的研究探索建立一套適用于煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的基于CAN現(xiàn)場(chǎng)總線和嵌入式系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的集散控制中對(duì)控制器要求高和線路復(fù)雜的問題，在皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性和通用性方面取得突破。本實(shí)用新型的有益效果如下1，本實(shí)用新型將語音通訊集成到煤礦皮帶監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制、保護(hù)和語音通訊于一體。提高了系統(tǒng)性能可靠性和語音抗干擾能力，減少了電纜鋪設(shè)，降低了開發(fā)成本，利于系統(tǒng)的維護(hù)。2，本實(shí)用新型現(xiàn)場(chǎng)總線采用CAN總線，具有較好的語音抗噪優(yōu)點(diǎn)。3，本實(shí)用新型減少了鋪設(shè)電纜，避免了接線復(fù)雜，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)熱插撥，有利于系統(tǒng)的維護(hù)
圖1所示的是本實(shí)用新型整體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示的是本實(shí)用新型語音通訊模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示的是本實(shí)用新型的主程序軟件的流程圖。圖4所示的是本實(shí)用新型語音通訊模塊軟件的流程圖。圖5所示的是本實(shí)用新型語音抗噪模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下
4結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示的一種礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，包括做為主站的ARM嵌入式系統(tǒng)和兩組分站系統(tǒng)，所述分站系統(tǒng)包括分站節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控子系統(tǒng)和語音通訊系統(tǒng)，所述監(jiān)控子系統(tǒng)和所述語音通訊系統(tǒng)均與所述分站節(jié)點(diǎn)連接，所述分站節(jié)點(diǎn)通過CAN總線與所述 ARM嵌入式系統(tǒng)連接；所述監(jiān)控子系統(tǒng)包括監(jiān)控模塊、智能傳感器和智能保護(hù)開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護(hù)開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接；所述語音通訊系統(tǒng)包括語音通訊模塊、語音傳輸系統(tǒng)和語音抗噪系統(tǒng)，所述語音傳輸系統(tǒng)和所述語音抗噪系統(tǒng)均通過語音通訊模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接；所述語音傳輸系統(tǒng)包括A/D-D/A模塊、語音處理模塊、單片機(jī)控制器和CAN總線收發(fā)器；所述智能傳感器包括速度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器和溫度傳感器，所述智能保護(hù)開關(guān)包括撕裂開關(guān)、跑偏開關(guān)、打滑開關(guān)、急停拉繩開關(guān)和電機(jī)性能綜合測(cè)試參數(shù)儀；還包括主站PC和路由器，所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接所述主站PC，所述主站PC通過所述路由器連接以太網(wǎng)；還包括安裝于所述ARM嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件模塊，所述系統(tǒng)軟件模塊包括CAN總線接收發(fā)送子模塊、中斷服務(wù)子模塊、皮帶設(shè)備控制子模塊和語音數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)子模塊。本實(shí)施例的語音抗噪系統(tǒng)采用低噪音前置放大器LM387來進(jìn)行語音信號(hào)濾波。以上通過具體的和優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)的描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型并不局限于以上所述實(shí)施例，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括做為主站的ARM嵌入式系統(tǒng)和分站系統(tǒng)，所述分站系統(tǒng)包括分站節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控子系統(tǒng)和語音通訊系統(tǒng)，所述監(jiān)控子系統(tǒng)和所述語音通訊系統(tǒng)均與所述分站節(jié)點(diǎn)連接，所述分站節(jié)點(diǎn)通過CAN總線與所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)控子系統(tǒng)包括監(jiān)控模塊、智能傳感器和智能保護(hù)開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護(hù)開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接；所述語音通訊系統(tǒng)包括語音通訊模塊、語音傳輸系統(tǒng)和語音抗噪系統(tǒng)，所述語音傳輸系統(tǒng)和所述語音抗噪系統(tǒng)均通過語音通訊模塊與所述分站節(jié)點(diǎn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述語音傳輸系統(tǒng)包括A/D-D/A模塊、語音處理模塊、單片機(jī)控制器和CAN總線收發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述智能傳感器包括速度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器和溫度傳感器，所述智能保護(hù)開關(guān)包括撕裂開關(guān)、跑偏開關(guān)、打滑開關(guān)、急停拉繩開關(guān)和電機(jī)性能綜合測(cè)試參數(shù)儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還包括主站 PC和路由器，所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接所述主站PC，所述主站PC通過所述路由器連接以太網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述分站系統(tǒng)至少為兩組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述分站系統(tǒng)為兩組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意之一所述的礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于 還包括安裝于所述ARM嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件模塊，所述系統(tǒng)軟件模塊包括CAN總線接收發(fā)送子模塊、中斷服務(wù)子模塊、皮帶設(shè)備控制子模塊和語音數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)子模塊。
專利摘要一種礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，包括做為主站的ARM嵌入式系統(tǒng)和分站系統(tǒng)，所述分站系統(tǒng)包括分站節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控子系統(tǒng)和語音通訊系統(tǒng)，所述監(jiān)控子系統(tǒng)和所述語音通訊系統(tǒng)均與所述分站節(jié)點(diǎn)連接，所述分站節(jié)點(diǎn)通過CAN總線與所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型將語音通訊集成到煤礦皮帶監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制、保護(hù)和語音通訊于一體，提高了系統(tǒng)性能可靠性和語音抗干擾能力，減少了電纜鋪設(shè)，降低了開發(fā)成本，利于系統(tǒng)的維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)總線采用CAN總線，具有較好的語音抗噪優(yōu)點(diǎn)，減少了鋪設(shè)電纜，避免了接線復(fù)雜，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)熱插撥，有利于系統(tǒng)的維護(hù)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202067142SQ20112018431
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者李長(zhǎng)剛, 焦山林, 王桂梅, 胡志軍 申請(qǐng)人:河北工程大學(xué), 邯鄲市康創(chuàng)電氣有限公司