基于CAN总线的地下自主铲运机控制系统设计

基 于 Ｃ Ｎ总 线的 地 下 自主铲 运机 控 制 系统设 计 Ａ
迟 洪鹏 战 凯 ， ， 李建 国 何 建 成 ，
（ ． 京 科技大 学 ， 京 １０ ８ ； ２ 北京矿 冶研 究总院 ， 京 １０ ７ ） １北 北 ０ ３ ． ０ 北 ０ ０ ０
摘 要 ： 在分 析 现 场 Ｃ ＡＮ总 线控 制 系统 特 点 的基 础 上 ， 出 以 Ｃ 提 ＡＮ总 线 为 基 础 的地 下 自主 铲 运 机 现 场 总 线 控 制 系 统 的 结 构 模 型 ， 析 现场 Ｃ Ｎ总 线 控 制 系 统各 功能 模 块 （ 分 Ａ 总线 管 理 控 制 模块 、 本 控 制 模 块 、 基 备用 控 制模 块 、 无线 通 信 模 块 ） 结 构 和 功 的 能 ， 在 此 基 础 卜 训＿ 并 设 各模 块 的 基本 控 制 电路 。
检 测 出任 何 错 误 。Ｃ Ｎ总 线 的 数据 通 讯 具 有 突 出 Ａ 的可靠性 、 实时性 和灵 活性 ， 目前 已经广泛应 用在各
个 自动 化 控 制 系 统 中 。
现无人 操纵 的 自主采掘铲 运 。 自主铲 运机通 过计算
机 控 制 ， 通 过 叶 控 室 直 接 监 视 控 制 一 台 或 多 台 地 人 １ 下铲运 机作业 。 地 下 自 主 铲 运 机 车 载 控 制 系 统 需 要 完 成 的 控 制
系 统
远距 离超 视距遥 控技 术可使 操作者 远离 危险 的作 业
现场 ， 以在安 全 、 适 、 敞的控制 室进 行操纵 ， 可 舒 宽 操 纵 控 制 也 可 由地 下 转 至 地 而 上 。 自主 铲 运 机 能 够 实
Ｃ Ｎ总线是 一种多 主 方式 的 串行通 讯总 线 ， Ａ 基 本 设 计 规 范 要 求 位 速 率 、 抗 电 磁 干 扰 性 ， 且 能 够 高 而
运机 控制 的实 时性要求 很 高 ， 以传 统 的“ 对 点 ” 所 点
式 的模 拟 信 号 或 数 字 模 拟 信 号 控 制 很 难 高 质 量 地 完 成 上 述 任 务 。现 场 总 线 控 制 系 统 是 一 种 全 分 布 式 、
全 数 字 、 开 放 的 系 统 ， 场 总 线 控 制 系 统 具 有 较 高 全 现
ｋ ， ｍ） 高速 的数 据传输 速率 （ 高达 １ ｐ ） 采 用 多主 Ｍｂ ｓ ； 方式工 作 ， 网络上任 一 节点 可 在任 一 时刻 主 动地 向 网上其他 节点 发送信 息 ； 主结 构 依据 优 先权 进行 多
总 线 访 问 ； 送 的 信 息 遭 到 破 坏 后 可 自动 重 发 ； 根 发 可 据 报文 的 Ｉ Ｄ决 定 接 收 或 屏 蔽 该 报 文 ； 线 节 点 数 取 总 决 于 总 线 驱 动 电路 ， 达 １０个 ； 靠 的 错 误 处 理 和 可 １ 可 检 错 机 制 ， 点 在 错 误 严 重 的 状 态 下 具 有 自动 退 出 节 总 线 的 功 能 ； 文 不 包 含 源 地 址 或 目标 地 址 ， 用 标 报 仅 志 符 来 指 示 功 能 信 息 、 先 级 信 息 。 优 由 于 Ｃ Ｎ总 线 在 通 讯 能 力 、 靠 性 、 时 性 、 Ａ 可 实 灵 活 性 等 方 面 有 明 显 的优 势 ， Ｃ Ｎ 总 线 越 来 越 受 到 使 Ａ 业界 的重视 ， 公 认 为 最具 发 展前 途 的现 场 总线之 被
关键词 ： 采矿工程 ； 铲运机 ； Ａ Ｃ Ｎ总线 ； 模块
中 图 分 类 号 ：Ｄ ２ ； Ｄ ３ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ １— ２ １ ２ １ ） ２— ２ ０— ４ Ｔ ４ １ Ｔ ６４ Ａ １０ ０ １ （ ０ １ ０ ０ ６ ０
引 言
自动化 技 术 在采 矿 设备 上 的应 用 ， 以提 高采 可 矿 的生产 效率 ， 低 采矿 成 本 ， 善采 矿 作业 环 境 ， 降 改
第６ ３卷
第 ２期
有 色 金 属
Ｎｏ ｆ ｒ ｕ ｅ ａｓ ｎ ｅＴ ｓＭ ｔ ｔ ０
Ｖｏ ６ ．ＮＯ． ｌ ３ ２
２ １ 年 ５ ０ １
Ｍａ ２０ １ ｖ １
ＤＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ： ０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ １—０ １ ． ０ １ ０ ． ６ ｓ ２ ２ １ ．２ ０３ １
Ｃ Ｎ总 线 主 要 特 点 有 ： 信 介 质 支 持 双 绞 线 、 Ａ 通 同轴 电 缆 或 光 纤 ； 远 的 数 据 传 输 距 离 （ 达 １ 很 长 Ｏ
任 务包括 ： ） 收来 自中控 室 的无 线 电信 号并 进 １接
行 解 码 和 校 验 ； ） 现 自 主 点 火 和 熄 火 ； ） 紧 急 ２ 实 ３ 在 情况 下 实 现 紧 急 制 动 ； ） 制 油 门 、 档 换 向 、 ４ 控 换 制
特 别 是 保 证 现 场 作 、 员 的 安 全 。 地 下 铲 运 机 采 用 人
的可靠 性 和 灵 活 性 。根 据 实 际 需 要 ， 出 了基 于 提
Ｃ Ｎ 总 线 的地 下 自主 铲 运 机 控 制 系统 。 Ａ
１ 基 于 现 场 Ｃ Ｎ 总 线 的 分 布 式 控 制 Ａ
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２０ ０—１ ３ 基 金 项 目 ： 家 高技 术 研 究 发 展 计 划 “６ ” 日（０ ６ Ａ ６ Ｉ７ 国 ８３ 项 ２０Ａ ＯＺ３ ）
一
动、 动臂 和铲斗等 各 自动执 行 机构 的独 立 动作 及 复
合 动 作 ； ） 限 位 置 传 感 器 信 号 的 预 处 理 ； ） 车 ５极 ６对
载 发Baidu Nhomakorabea动 机 的转 速 、 液 系 统 力 和 温 度 、 系 统 温 度 冷
进 行 榆 测 及 监 视 ； ）自 动 控 制 系 统 故 障 诊 断 及 报 ７ 警。 由 于 地 下 巷 道 环 境 比 较 复 杂 恶 劣 ， 一 方 面 铲 另