CAN总线在采煤机监控系统中的应用

具有抗干扰自动防错和纠错能力。

8253是一个三通道16位定时/计数器,专门用来实现脉冲相位的精确控制,以减一计数方式工作,三通道刚好能实现可控硅三相定时,且分辨率极高。

(2)脉冲触发控制原理

本方案采用8096单片机为核心的微机控制触发方式,采用定时计数器来进行可控硅控制角 的移相控制。具体方法是:把计算出的 换算成与 相对应的时间t ,从交流电源三相过零换相点开始,由8253定时/计数器进行计时,计时一到便由8096单片机产生触发脉冲到8155输出口,经调制产生一个脉冲序列发给可控硅控制极,使可控硅导通。通过软件方式连续改变定时器的计时常数,方便地实现了移相控制,从而使可控硅斩波由大变小,实现调压调速目的。由于是三相交流电源,故采用三相同步电路。三相同步电源取自同步变压器的副绕组,经R C移相后使其过零点正好都对准6个自然换向点,再经3个电压比较器输出周期为20m s的三相方波同步信号,送至单片机。由于同步信号跳变即为自然换向点,单片机检测这三位状态字,即可用程序认相,并做出 A、 B、 C的标志,以供 角定时和输出触发脉冲控制之用。

触发脉冲的形成可采用双窄脉冲触发功放电路,也可采用脉冲列触发功放电路。为简化电路减少脉冲变压器体积,增强电路抗干扰能力,选用脉冲列触发方式较好。其中6个触发信号经8155A口送出,由外部电路调制成频率为2k H z 的触发脉冲列,再经功放驱动电路分别通过6个脉冲变压器加到6个可控硅的控制极。

单片机数字触发控制器除用于产生可控硅触发脉冲例外,还用于检测各种模拟量输入,经处理后实现软启动开关内部和外部各种保护,以及各种控制操作功能。

3 开关控制回路应用微型可编程序控制技术

可编程序控制器选用了大规模集成电路和微处理器,并在硬件和软件方面采取了隔离和抗干扰措施,能适应恶劣的工作环境,具有很高的可靠性。通过软件编程控制,能取代大量的控制继电器和实现多种控制功能,特别是对输入和输出的开关量控制,应用在交流软起动开关内,能取代启动及联锁模拟电路,大大简化控制回路,实现开关的近控和远控启动停止、联机顺控、点动及复位控制;实现输出为开关量的所有保护跳闸闭锁等功能;实现内部各器件间控制及外部设备联锁控制;具有各种工作及故障状态显示、自动检测及计数功能。

4 实用效果

1999年在西山煤电集团公司西曲矿开始应用了交流软启动开关,并在综采工作面进行了长期试验,取得了良好的效果。在西曲矿综采一队12502工作面将两部带式输送机拆掉极易损坏的液力联轴器,换上软启动开关,用电气软启动代替液力启动方式,另在综采三队工作面转载机和北五集中巷带式输送机也改用软启动开关。通过这几年运行试验探索表明,软启动开关故障很少,有两台各出现一次故障,而其它一直未出现任何毛病,而且平时很少维护。仅消除液力偶合器频繁损坏一项,每年能为西曲矿节约配件费30万元以上,同时避免了事故发生,提高了生产效率。自行开发的软启动开关在综采一队12502工作面刮板输送机上作了试验。工作面刮板输送机属于超重载、冲击大、频繁启动和条件最恶劣的设备,平时最易出故障。改用软起动开关后,由原来使用两台双速电机、双趟电缆模式改为单电机单电缆供电系统,简化了电气系统,且仅此一项就可减少初期投资20万元。经过出煤运行试验,软启动开关的平滑起动加速方式大大优于双速电机的由低速向高速切换方式的启动性能,消除了机械冲击,加大了启动转矩。

(收稿日期:2006-07-17)

文章编号:1001-0874(2006)06-0094-02

CAN总线在采煤机监控

系统中的应用

侯勇涛,邱锦波,秦亮

(煤炭科学研究总院上海分院,上海200030)中图分类号:TN919.2 文献标识码:B

1 问题的提出

目前,采煤机装机功率不断增大,其装备和维护费用也越来越高。除了原有的控制操作和保护动作之外,采煤机监测控制系统记录和存储大量的运行过程数据,现要求实时反映给工作面操作人员,甚至传输到地面监控室,这就对监测控制系统提出了更高的要求。同时,已采用的以PLC为中心的采煤机电控系统中,各种传感器信号经过多次中转接线集中进入PLC处理,强电与弱电同时分布在同一个腔体中不可避免地增加了干扰,使之误动作和信号波动时有发生。CAN(Con tro lA rea N et wo rk)控制器局域网是一种串行数据通信总线,其主要优点为:数据通信可靠、实时、灵活,信号统一性好,容易实现模块化、标准化设计,降低了设计、安装和维护费用。采用现场总线方式,实际布线只需要一条双芯电缆即可,既便于对通讯线进行特殊的保护,又方便扩展。

2 系统结构组成

本系统总体构成如图1所示。

系统由一个主节点单元和七个副节点单元组成。主节点单元主要完成监控保护、紧急停机等重要级别相对较高的任务,平板显示器来显示机器当前的运行状态;副节点单元包括左端头操作站、右端头操作站、机身左侧信号监测站、机身右侧信号监测站、遥控控制处理单元、动力系统监测站和运行数据记录单元。各副节点分别负责采集不同的信号并进行处理,然后通过现场总线与主节点单元通信,将现场信号的处理结果传给主节点单元,并接收主节点传来的数据和

图1 采煤机监测控制系统组成图

命令,执行相应的信号指令,存储数据或控制相应的继电器、电磁阀动作。

(1)主节点单元

主节点单元原理如图2所示。图中中央处理器采用TM S320LF2407,该型号DSP 控制器将实时处理能力和控制器外设功能集于一身,除了片内高达32K 字的FLA S H 程序存储器和高速的运算能力外,片内集成的高速10位A /D 转换器、串行通讯接口(SC I)、16位的串行外设接口模块(SP I)和控制器局域网络(CAN )2.0模块等众多扩展功能,为控制系统应用提供较理想

的解决方案。

图2 主节点单元原理图

开关信号通过光电隔离后进入CPU 的数字输入端口,停机和保护动作由数字量输出端口输出,经光电隔离后,控制相应的继电器动作。牵引电流、截割电流等需要采样后参与保护功能的重要模拟量,经过隔离放大电路后进入A /D 转换后参与控制。液晶显示器可以随时显示当前机器的工作状态或故障诊断时查看数据。C AN 驱动器选用PCA82C250,此器件对C AN 总线提供差动发送能力,又对CAN 控制器提供差动接收能力,具有限流电路和热保护功能。

(2)副节点单元

副节点处理的数据量较小,功能单一。在设计过程中,核心部分在硬件上保持统一,便于生产和安装调试。副节点单元原理示意图如图3所示。CPU 芯片采用8位高性价比的微控制器ATM EGA8,它具有8路模拟量输入通道的10位A /D 转换器和两级优先权的15个中断源。CPU 利用自带的ADC 将采集传感器的各种模拟信号转换成数字信号,经CAN 部件送至系统主节点,并接收主节点传来的输出信号,

控制相应继电器和电磁阀。

图3 副节点单元原理图

3 结语

CAN 总线已成功应用于天地科技股份有限公司上海分公司生产的大功率采煤机上,经实际运行,充分发挥了数据通信高可靠性、灵活性以及线路连接简单、布线简洁等突出优点,取得了良好的社会和经济效益。系统中的主节点和副节点单元的电路设计非常适合于大批量的标准化生产,进一步提高了系统的可靠性。

(收稿日期:2006-08-04)

文章编号:1001-0874(2006)06-0095-02

立井延深后更换主钢丝绳的方法

杨行

(皖北煤电集团任楼煤矿,安徽淮北235123)中图分类号:TD 532 文献标识码:B

任楼煤矿副井为立井,副井2#提升机为塔式多绳摩擦轮提升机,1个1t 双层4车宽罐带平衡锤提升,井筒于2004

年5月延深至-720m 第二水平。2006年8月需要对现用的主提升钢丝绳进行更换。如果采用传统的换绳方法!!!旧绳带新绳一次全部更换完(即:用长板卡和钢丝绳卡把新绳固定在相应的旧绳上,开动绞车把新绳带下去,到位后做好两个容器的勾头用新绳把旧绳替换掉,再反向开动绞车用新绳把旧绳带上来进行回收,这样一个提升循环就可以实行新、旧绳的更换。),6根旧绳带6根新绳到-720m 水平后,其载重量超标,不能满足安全提升的要求,故必须采用新的换绳方法对主提升钢丝绳进行更换。