礦用通訊控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、煤炭工業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，它作為高危行業(yè)之一，安全生產(chǎn)始終是生產(chǎn)領(lǐng)域的頭等大事。由于煤炭生產(chǎn)主要是地下作業(yè)，煤礦的地質(zhì)條件也是復(fù)雜多變的，經(jīng)常受到水、火、煤塵、瓦斯、頂板等災(zāi)害的威脅。礦用通訊控制系統(tǒng)-MCCS（Mine-used Communi--cation& Control System）就是為了保證煤礦工業(yè)的安全生產(chǎn)所提出的研究課題。MCCS是集通訊和控制于一體的系統(tǒng)，通訊主要體現(xiàn)在煤礦傳輸沿線上的任意一點(diǎn)都可以和監(jiān)控中心進(jìn)

2、行數(shù)字通信和語音通話；控制主要體現(xiàn)在該系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)煤礦皮帶傳輸現(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)境參數(shù)（如甲烷，煙霧，風(fēng)速，負(fù)壓等）及生產(chǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)（如皮帶速度，轉(zhuǎn)向，打滑，跑偏，斷帶，料位，電機(jī)電壓，電流，頻率等），并采取相應(yīng)的控制措施，提高煤炭生產(chǎn)的安全性，系統(tǒng)具有很高的通用性、安全性和可靠性。 本文首先提出了礦用通訊控制系統(tǒng)的整體技術(shù)方案和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件搭建以及各部分電路原理圖的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)包括主控制器、語音單元、急停系統(tǒng)

3、、智能I/O和通信電纜五個(gè)組成部分。其中主控制器是本系統(tǒng)的控制核心，它采用32位嵌入式處理器LPC2292為控制器的CPU，并配備符合本安要求的大屏幕的液晶顯示器。語音模塊采用微處理器和硬件邏輯并行冗余方式設(shè)計(jì)，并且可以在系統(tǒng)掉電后獨(dú)立工作。急停系統(tǒng)通過采用恒流源的控制信號(hào)，提高了可靠性，并配合數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)了故障定位功能。智能I/O在急停開關(guān)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了模擬量和數(shù)字量的輸入輸出功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)控。急停和智能I/O都采用C8

4、051F單片機(jī)，C8051F不但具有很好的低功耗特性，還具有高度的集成性，配合控制軟件，大大降低了系統(tǒng)功耗。 MCCS的控制軟件是基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ進(jìn)行設(shè)計(jì)的。首先完成了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在LPC2292的移植，設(shè)計(jì)了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，編寫了軟件服務(wù)程序，包括：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、VT100終端服務(wù)、GUI界面服務(wù)，并在此基礎(chǔ)上劃分了各個(gè)系統(tǒng)任務(wù)以及優(yōu)先級(jí)，完成了各個(gè)任務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)。 通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬