本文關(guān)鍵詞：基于MC9S12XDP512的液壓支架電液控制系統(tǒng)端頭控制器的開發(fā)

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【摘要】：本課題是國家國際科技合作專項(xiàng)項(xiàng)目“無人值守工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)的研制”(項(xiàng)目編號:2013DFA70750)和山西省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目“全自動(dòng)國產(chǎn)無人綜采工作面技術(shù)裝備研發(fā)”(項(xiàng)目編號:20111101024)的重要組成部分。本課題以開發(fā)一套運(yùn)行可靠、安全性高、自動(dòng)化程度高、操作方便的液壓支架端頭控制器集中控制系統(tǒng)為目標(biāo),設(shè)計(jì)了基于MC9S12XDP512單片機(jī)的端頭控制器,與防爆計(jì)算機(jī)、支架控制器組成了具有3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的液壓支架控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了綜采工作面液壓支架的自動(dòng)控制、支架狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、系統(tǒng)參數(shù)在線修改、程序在線升級、集中控制系統(tǒng)熱備份等功能。本文的主要研究內(nèi)容如下:通過查閱國內(nèi)外液壓支架控制系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn),分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并多次對煤礦井下綜采工作面進(jìn)行實(shí)地考察,了解了當(dāng)前我國煤礦的生產(chǎn)實(shí)際以及工作現(xiàn)場對液壓支架控制系統(tǒng)的實(shí)際需求,由此確定了由防爆計(jì)算機(jī)、端頭控制器和支架控制器組成具有3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的液壓支架控制系統(tǒng),并明確了本文的研究對象端頭控制器的功能要求和性能指標(biāo)�；赗S485/Modbus通訊總線設(shè)計(jì)了端頭控制器的通訊系統(tǒng),并就液壓支架的動(dòng)作控制提出了3種控制模式,分別為就地控制模式、遠(yuǎn)程控制模式和集中控制模式;設(shè)計(jì)了系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置方案,提高了液壓支架電液控制系統(tǒng)對煤礦復(fù)雜工況環(huán)境的適應(yīng)能力;設(shè)計(jì)了基于IAP技術(shù)的程序在線升級方案,并增加XRAM儲存校驗(yàn)環(huán)節(jié),提供了一種穩(wěn)定、快速的系統(tǒng)程序升級方案;設(shè)計(jì)了基于端頭控制器的集中控制系統(tǒng)熱備份方案,在主端頭控制器或是通訊電纜出現(xiàn)故障后可以進(jìn)行相應(yīng)的工作模式切換,保證了綜采工作面生產(chǎn)的連續(xù)性。針對端頭控制器的功能要求和煤礦井下的特殊環(huán)境,設(shè)計(jì)了基于MC9S12XDP512單片機(jī)的端頭控制器硬件電路,包括最小系統(tǒng)電路、矩陣鍵盤電路、LCD顯示電路、RS485通訊電路、聲光報(bào)警電路、XRAM儲存電路。根據(jù)硬件電路原理圖設(shè)計(jì)了PCB電路板并完成了樣機(jī)制作,然后對硬件電路進(jìn)行了功能測試,并通過熱老化試驗(yàn)排除了硬件電路焊接不良、電子元器件參數(shù)不匹配、溫漂等一些初期問題,提高了電路板的穩(wěn)定性。接著對整機(jī)進(jìn)行了EMC電磁干擾試驗(yàn),測試結(jié)果表明端頭控制器具有良好的抗電磁干擾能力�；贑odeWarrior IDE軟件開發(fā)平臺,設(shè)計(jì)了端頭控制器的軟件,根據(jù)系統(tǒng)功能的特點(diǎn)確定了基于中斷模式的軟件總體結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行了總線時(shí)鐘、運(yùn)行監(jiān)視、中斷資源等軟件配置,并采用模塊化的設(shè)計(jì)理念編寫了端頭控制器的功能模塊的程序,包括通訊系統(tǒng)程序、3種控制模式下的集中控制程序、系統(tǒng)參數(shù)在線修改程序、程序在線升級程序、端頭控制器雙機(jī)熱備份程序以及人機(jī)交互程序。在實(shí)驗(yàn)室搭建了液壓支架控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺,將防爆計(jì)算機(jī)、端頭控制器和支架控制器等設(shè)備聯(lián)調(diào)進(jìn)行模擬試驗(yàn),對端頭控制器進(jìn)行了綜合的調(diào)試和測評。經(jīng)過測試,端頭控制器運(yùn)行穩(wěn)定,能夠達(dá)到各功能的設(shè)計(jì)要求,滿足液壓支架控制系統(tǒng)的使用要求。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD355.4

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1 于亞運(yùn);基于MC9S12XDP512的液壓支架電液控制系統(tǒng)端頭控制器的開發(fā)[D];太原理工大學(xué);2016年

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本文編號：1292893