礦井下皮帶運輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案

一種礦井下皮帶運輸?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、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)點連接，所述分站節(jié)點通過CAN總線與所述ARM嵌入式系統(tǒng)連接。本實用新型專利技術(shù)將語音通訊集成到煤礦皮帶監(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制、保護和語音通訊于一體，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，現(xiàn)場總線采用CAN總線，具有較好的語音抗噪優(yōu)點，減少了鋪設(shè)電纜，避免了接線復(fù)雜，同時可實現(xiàn)熱插撥，有利于系統(tǒng)的維護。（*該技術(shù)在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及智能監(jiān)控
，尤其涉及一種礦井下皮帶運輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前現(xiàn)有的大中型煤礦所采用的皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，不但線路長且各保護裝置基本上為非智能型的，同時還都需要構(gòu)建獨立的語音通訊回路，不能對檢測信息進行綜合判斷，實時性差，對煤炭生產(chǎn)效率和礦井經(jīng)濟指標(biāo)有很大的影響。盡管也有不少煤礦結(jié)合自身情況引進國外一些先進技術(shù)實現(xiàn)了集中式數(shù)字監(jiān)控， 能夠集監(jiān)測、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)動控制。而且在語音通訊方面仍然需要增加獨立回路。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)場總線技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)控和語音通訊的綜合，才能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，提高整個輸送機系統(tǒng)的安全性、可靠性，實現(xiàn)礦井?dāng)?shù)字化、智能化控制，提高礦井生產(chǎn)的效率。。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于設(shè)計一種新型的礦井下皮帶運輸?shù)闹悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案如下一種礦井下皮帶運輸?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、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)點連接，所述分站節(jié)點通過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開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點連接；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)和電機性能綜合測試參數(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)接收存儲子模塊。本技術(shù)以ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的主站作為整個皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)軟件部分設(shè)計采用模塊化設(shè)計的思想，把實現(xiàn)系統(tǒng)全部監(jiān)控功能的一個較大的程序分成若干個功能的相互獨立子程序，滿足在數(shù)據(jù)信號采集傳送和控制信號發(fā)送的同時，能夠保證語音通訊的正常并行工作，對實現(xiàn)各個功能的程序模塊分別進行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后集成各個調(diào)試好的子程序模塊。本技術(shù)中的皮帶控制子模塊是根據(jù)皮帶機的特征及參數(shù)、控制要求、相關(guān)設(shè)備的邏輯關(guān)系等要素，對其特定的生產(chǎn)過程而編制。而語音通訊模塊設(shè)計是利用該模塊中單片機控制單元的音頻壓縮算法庫設(shè)計語音信號的采樣、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，并實時接收解碼播放的算法流程。本技術(shù)中的速度傳感器用于測定皮帶運行速度，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)用于供緊急情況時使用，電機性能綜合測試參數(shù)儀用于實時監(jiān)測電機運行情況。本技術(shù)針對當(dāng)前井下皮帶運輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀，運用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化系統(tǒng)；綜合實際現(xiàn)場的生產(chǎn)流程和監(jiān)控需求分析，研究設(shè)計皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)軟硬件；利用嵌入式單片機技術(shù)將語音通訊集成到系統(tǒng)的監(jiān)控中，實現(xiàn)了監(jiān)控和語音通訊于一體的皮帶監(jiān)控系統(tǒng)。通過本項目的研究探索建立一套適用于煤礦皮帶運輸系統(tǒng)的基于CAN現(xiàn)場總線和嵌入式系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的集散控制中對控制器要求高和線路復(fù)雜的問題，在皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的實用性和通用性方面取得突破。本技術(shù)的有益效果如下1，本技術(shù)將語音通訊集成到煤礦皮帶監(jiān)控系統(tǒng)中，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制、保護和語音通訊于一體。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。2，本技術(shù)現(xiàn)場總線采用CAN總線，具有較好的語音抗噪優(yōu)點。3，本技術(shù)減少了鋪設(shè)電纜，避免了接線復(fù)雜，同時可實現(xiàn)熱插撥，有利于系統(tǒng)的維護附圖說明圖1所示的是本技術(shù)整體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示的是本技術(shù)語音通訊模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示的是本技術(shù)的主程序軟件的流程圖。圖4所示的是本技術(shù)語音通訊模塊軟件的流程圖。圖5所示的是本技術(shù)語音抗噪模塊的電路圖。具體實施方式為了使本技術(shù)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)合附圖及實施例，對本技術(shù)進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。如圖1所示的一種礦井下皮帶運輸?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、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)點連接，所述分站節(jié)點通過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開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點連接；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)和電機性能綜合測試參數(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)接收存儲子模塊。本實施例的語音抗噪系統(tǒng)采用低噪音前置放大器LM387來進行語音信號濾波。以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細(xì)的描述了本技術(shù)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本技術(shù)并不局限于以上所述實施例，凡在本技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種礦井下皮帶運輸?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、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)點連接，所述分站節(jié)點通過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開關(guān)，所述智能傳感器和所述智能保護開關(guān)均通過所述監(jiān)控模塊與所述分站節(jié)點連接；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本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
１．一種礦井下皮帶運輸?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、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)點連接，所述分站節(jié)點通過ＣＡＮ總線與所述ＡＲＭ嵌入式系統(tǒng)連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李長剛，王桂梅，胡志軍，焦山林，
申請(專利權(quán))人：邯鄲市康創(chuàng)電氣有限公司，河北工程大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：13