多级皮带机集中控制系统设计
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一、综合保护装置硬件的设计 3、语音报警电路 本电路采用先进的ISD4002-120P语音芯片，该芯片 应用多电平直接模拟存储技术，语音不必要压缩及模数转 换。采用SPI串行接口技术，方便和外界通信。
TPA3007D1
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计 4、CAN通讯电路 本系统采用的CAN收发器芯片是PCA82C250芯片，该芯 片是CAN协议物理总线及控制器于一身的接口芯片，减少了 外围元器件，简化电路的设计和PCB排版。
皮带机控制系统主要功能
上
位
机 动 态 显 示
连 锁 功 能
功
能
动
态
信 号 处 理 和 联 网
故 障 保 护 功 能
功
能
3、集中控制系统的综合保护装置
综合保护装置是采用P89LPC935单片机及各 类传感器及外围元器件组成。 P89LPC935采用低 成本封装的一块集成微控制器，应用高性能的CPU 结构技术，指令执行一般需要2个时钟周期，是 MCS-51系列的6倍。
国外一些大型皮带机的控制与检测系统功能
已经很完善，这些多级皮带机集中控制系统基本 采用主流的PLC可编程控制器。运用计算机技术 作为上位机进行监控与实时的动态分析，采用高 端新技术。
国内多级皮带机集中控制系统设计成本高可 靠性低。
2、常见多级皮带机集中控制系统
（1）最古老的一种控制系统方式是继电器控制系 统。此控制系统是采用纯硬件控制，通过接触器继电 器相结合实现皮带机控制。由于是采用纯硬件，此系 统的接线和各个元器件的安排较复杂，维修起来很困 难，有一个继电器损坏就会导致整个电路的瘫痪，反 应较慢，性能不稳定。
从站电控
CAN总线
温度传感器 速度传感器 堆煤传感器 撕带传感器 烟雾传感器 跑偏传感器 急停闭锁开关 皮带张力检测 电压电流变送
主电机输出 次电机输出
语言报警 洒水报警
2、常见多级皮带机集中控制系统
本集中控制系统的原理：综合保护装置采集皮带机各类传 感器的参数及皮带运输的状况通过CAN总线传输给PLC主站。 PLC进行数据处理和打包，利用RS485串口通信线传输给上 位机。
机运输煤炭过程的安全，避免因为温度过高引起皮带起火或 燃烧运输的煤炭。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择 3、速度传感器 主要作用是监测皮带机皮带的速度，防止皮带打滑、超速等。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择 4、跑偏传感器 本系统采用GEJ30跑偏传感器具有体积小、本安型、维 护方便等特性。
上位机组态王软 件
RS485
PLC控制主站
CAN
1#
2#
单片机控制 CAN 单片机控制
从站
从站
7#
8#
CAN
单片机控制 CAN 单片机控制
从站
从站
电
电
机
机
各
各
类
类
传
传
感
感
器
器
电
电
机
机
各
各
类
类
传
传
感
感
器
器
2、常见多级皮带机集中控制系统
集中控制系统的主要功能：上位机动态显示功 能；连锁功能，有集控、就地、单台、手动、检修 、闭锁等多种工作方式供选择使用；动态信号处理 和联网功能；语音故障报警。
3、集中控制系统的综合保护装置
P89LPC935功能框图
P3[7 0] P2[7 0] P1[7 0] P0[7 0]
8K Flash ROM
256 加RAM
512 Byte数据 EEPROM
PORT3可配置 I/O口
PORT2可配置 I/O口
PORT1可配置 I/O口
（2）采用工控机来做控制系统。工控机价格昂贵 一般很少应有在皮带机控制系统上。
2、常见多级皮带机集中控制系统
（3）采用先进的单片微机技术，对多条皮带机 系统进行实时监控与控制。其对多台皮带机系统实 现集中控制和单台控制。灵活、体积小、成本低、 可以在各种恶劣环境下可靠的运行。
（4）采用可编程控制器（PLC），实现皮带机 控制系统的设计。PLC广泛应用在工业上，功能稳 定，性能可靠，在一些恶劣的环境下都能正常的运 作。PLC的软件编程采用较为简单的梯形图，被工 程师们广泛采用。
PORT0可配置 I/O口
CPU 内部总线
键盘中断
看门狗及振荡 器
可编程分频振 荡器
可配置振荡器
CPU 时钟
片内RC 振荡器
UART I2C-BUS
SPI 实时时钟/系
统定时器 定时器0 定时器1 模拟比较器
CCU
ADC1/DAC1
ADC2/DAC2
电压监控
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计 1、稳压电路
多级皮带机集中控制系统的设计
姓名： 杨 薛 专业名称： 机械工程 研究方向：机电一体化
导师： 张 新教授
1 绪论 2 常见多级皮带机集中控制系统 3 集中控制系统的综合保护装置 4 集中控制系统的主站 5 集中控制系统的上位机
6 总结与展望
一、研究背景及意义
由于经济的飞速发展，对煤炭需求量的急 剧增加，促使煤矿业采煤规模的扩大，传统的 煤矿运输机已经满足不了现在的发展。提高皮 带机的性能是现在迫切的需要。要保证皮带机 很好稳定的运行，这就要求对皮带机系统的性 能和保护装置的控制也要不断的提高。现有多 级皮带机集中控制还没有普及。
LM317
LM393双电压比较器 12V本安
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计
芯片内部集成了数据锁 存器、MCU数字接口、
2、LED数码管显示电路
LED高压驱动等电路， 还带有LED驱动专用控
显示各个传感器采集的数据、故障的类型等 制电路（键盘扫描接口）
TM1629D
3、集中控制系统的综合保护装置
2、常见多级皮带机集中控制系统
本文设计的多级皮带机集中控制系统采用单片机
和PLC相结合。单片机作为保护装置或称为从站，单 片机加外围元器件及各类传感器完成各项参数的采集 。PLC作为主站，主站实时监测各类参数的变化，并 把数据传给上位机，上位机记录数据并动态分析数据 ，从而做出相应的控制。
主站电控
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择
1、烟雾传感器 烟雾传感器主要作用是监测皮带机运输煤炭过程中皮带
和其他非金属器件燃烧或过热的作用，本保护装置采用的烟 雾传感器是GQQ0.1烟雾传感器。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择
2、温度传感器 主要作用是监测皮带机皮带的温度，很好的保障了皮带
TPA3007D1
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计 4、CAN通讯电路 本系统采用的CAN收发器芯片是PCA82C250芯片，该芯 片是CAN协议物理总线及控制器于一身的接口芯片，减少了 外围元器件，简化电路的设计和PCB排版。
皮带机控制系统主要功能
上
位
机 动 态 显 示
连 锁 功 能
功
能
动
态
信 号 处 理 和 联 网
故 障 保 护 功 能
功
能
3、集中控制系统的综合保护装置
综合保护装置是采用P89LPC935单片机及各 类传感器及外围元器件组成。 P89LPC935采用低 成本封装的一块集成微控制器，应用高性能的CPU 结构技术，指令执行一般需要2个时钟周期，是 MCS-51系列的6倍。
国外一些大型皮带机的控制与检测系统功能
已经很完善，这些多级皮带机集中控制系统基本 采用主流的PLC可编程控制器。运用计算机技术 作为上位机进行监控与实时的动态分析，采用高 端新技术。
国内多级皮带机集中控制系统设计成本高可 靠性低。
2、常见多级皮带机集中控制系统
（1）最古老的一种控制系统方式是继电器控制系 统。此控制系统是采用纯硬件控制，通过接触器继电 器相结合实现皮带机控制。由于是采用纯硬件，此系 统的接线和各个元器件的安排较复杂，维修起来很困 难，有一个继电器损坏就会导致整个电路的瘫痪，反 应较慢，性能不稳定。
从站电控
CAN总线
温度传感器 速度传感器 堆煤传感器 撕带传感器 烟雾传感器 跑偏传感器 急停闭锁开关 皮带张力检测 电压电流变送
主电机输出 次电机输出
语言报警 洒水报警
2、常见多级皮带机集中控制系统
本集中控制系统的原理：综合保护装置采集皮带机各类传 感器的参数及皮带运输的状况通过CAN总线传输给PLC主站。 PLC进行数据处理和打包，利用RS485串口通信线传输给上 位机。
机运输煤炭过程的安全，避免因为温度过高引起皮带起火或 燃烧运输的煤炭。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择 3、速度传感器 主要作用是监测皮带机皮带的速度，防止皮带打滑、超速等。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择 4、跑偏传感器 本系统采用GEJ30跑偏传感器具有体积小、本安型、维 护方便等特性。
上位机组态王软 件
RS485
PLC控制主站
CAN
1#
2#
单片机控制 CAN 单片机控制
从站
从站
7#
8#
CAN
单片机控制 CAN 单片机控制
从站
从站
电
电
机
机
各
各
类
类
传
传
感
感
器
器
电
电
机
机
各
各
类
类
传
传
感
感
器
器
2、常见多级皮带机集中控制系统
集中控制系统的主要功能：上位机动态显示功 能；连锁功能，有集控、就地、单台、手动、检修 、闭锁等多种工作方式供选择使用；动态信号处理 和联网功能；语音故障报警。
3、集中控制系统的综合保护装置
P89LPC935功能框图
P3[7 0] P2[7 0] P1[7 0] P0[7 0]
8K Flash ROM
256 加RAM
512 Byte数据 EEPROM
PORT3可配置 I/O口
PORT2可配置 I/O口
PORT1可配置 I/O口
（2）采用工控机来做控制系统。工控机价格昂贵 一般很少应有在皮带机控制系统上。
2、常见多级皮带机集中控制系统
（3）采用先进的单片微机技术，对多条皮带机 系统进行实时监控与控制。其对多台皮带机系统实 现集中控制和单台控制。灵活、体积小、成本低、 可以在各种恶劣环境下可靠的运行。
（4）采用可编程控制器（PLC），实现皮带机 控制系统的设计。PLC广泛应用在工业上，功能稳 定，性能可靠，在一些恶劣的环境下都能正常的运 作。PLC的软件编程采用较为简单的梯形图，被工 程师们广泛采用。
PORT0可配置 I/O口
CPU 内部总线
键盘中断
看门狗及振荡 器
可编程分频振 荡器
可配置振荡器
CPU 时钟
片内RC 振荡器
UART I2C-BUS
SPI 实时时钟/系
统定时器 定时器0 定时器1 模拟比较器
CCU
ADC1/DAC1
ADC2/DAC2
电压监控
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计 1、稳压电路
多级皮带机集中控制系统的设计
姓名： 杨 薛 专业名称： 机械工程 研究方向：机电一体化
导师： 张 新教授
1 绪论 2 常见多级皮带机集中控制系统 3 集中控制系统的综合保护装置 4 集中控制系统的主站 5 集中控制系统的上位机
6 总结与展望
一、研究背景及意义
由于经济的飞速发展，对煤炭需求量的急 剧增加，促使煤矿业采煤规模的扩大，传统的 煤矿运输机已经满足不了现在的发展。提高皮 带机的性能是现在迫切的需要。要保证皮带机 很好稳定的运行，这就要求对皮带机系统的性 能和保护装置的控制也要不断的提高。现有多 级皮带机集中控制还没有普及。
LM317
LM393双电压比较器 12V本安
3、集中控制系统的综合保护装置
一、综合保护装置硬件的设计
芯片内部集成了数据锁 存器、MCU数字接口、
2、LED数码管显示电路
LED高压驱动等电路， 还带有LED驱动专用控
显示各个传感器采集的数据、故障的类型等 制电路（键盘扫描接口）
TM1629D
3、集中控制系统的综合保护装置
2、常见多级皮带机集中控制系统
本文设计的多级皮带机集中控制系统采用单片机
和PLC相结合。单片机作为保护装置或称为从站，单 片机加外围元器件及各类传感器完成各项参数的采集 。PLC作为主站，主站实时监测各类参数的变化，并 把数据传给上位机，上位机记录数据并动态分析数据 ，从而做出相应的控制。
主站电控
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择
1、烟雾传感器 烟雾传感器主要作用是监测皮带机运输煤炭过程中皮带
和其他非金属器件燃烧或过热的作用，本保护装置采用的烟 雾传感器是GQQ0.1烟雾传感器。
3、集中控制系统的综合保护装置
二、综合保护装置传感器的选择
2、温度传感器 主要作用是监测皮带机皮带的温度，很好的保障了皮带