【摘要】：采煤機(jī)電控系統(tǒng)是采煤機(jī)的核心部分,整個(gè)控制涉及大量輸入輸出信號(hào),且信號(hào)節(jié)點(diǎn)分布在不同的空間位置。CAN總線是近年來迅速發(fā)展的,可靠性強(qiáng),高容錯(cuò)性的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。本文以采煤機(jī)電控系統(tǒng)的研制為背景,采用CAN總線通訊技術(shù)構(gòu)建采煤機(jī)分布式電控系統(tǒng),應(yīng)對(duì)我國煤礦復(fù)雜工況環(huán)境下采煤機(jī)電控系統(tǒng)穩(wěn)定性及系統(tǒng)擴(kuò)展能力的要求,課題研究具有一定的理論意義和工程價(jià)值。本文首先通過對(duì)采煤機(jī)工況進(jìn)行分析,結(jié)合采煤機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要求,確定采煤機(jī)電控系統(tǒng)總體方案。結(jié)合采煤機(jī)實(shí)際工作環(huán)境,充分考慮空間位置分布,合理劃分電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),為采煤機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。然后依據(jù)采煤機(jī)電控系統(tǒng)外設(shè)的類型,提出了模塊化的硬件系統(tǒng)方案。整個(gè)硬件系統(tǒng)分為主控制模塊、開關(guān)量采集模塊、開關(guān)量輸出模塊和模擬量采集模塊,每個(gè)模塊均采用ARM7處理器作為控制核心,并選用CAN總線實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的互聯(lián)通訊,并給出了CAN總線通訊方案以及各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)過程。由于各個(gè)控制器具有相同的主控制器和通信要求,本文采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μCOS-II進(jìn)行各個(gè)模塊程序開發(fā),保證系統(tǒng)可移植性能。CAN總線通訊程序采用CANOPEN協(xié)議,并對(duì)各個(gè)模塊的差異化軟件部分如圖形用戶界面,數(shù)字濾波,模擬量采樣進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡釋。結(jié)合軟硬件設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),給出了提升采煤機(jī)可靠性的措施。最后,對(duì)全文的工作和取得的進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)接下來的工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD632
【圖文】：

牽引采煤機(jī)電控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)verall Design of Electrical Control System forarer煤機(jī)是機(jī)械化采煤的主要設(shè)備。當(dāng)前在煤礦上應(yīng)用最廣泛的是滾筒筒采煤機(jī)是以螺旋滾筒作為工作機(jī)構(gòu)，以滾削的原理實(shí)現(xiàn)落煤的采煤以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)采煤機(jī)以一定牽引速度運(yùn)行，滾筒旋轉(zhuǎn)并旋滾筒上的截齒從煤壁上截割下煤體，破落下的煤在螺旋葉片的作板運(yùn)輸機(jī)中。煤機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，采煤機(jī)由滾筒、搖臂、截割電機(jī)、行、變頻器箱、變壓器箱等部分組成。其中開關(guān)箱是采煤機(jī)動(dòng)力電的責(zé)整機(jī)電源的通斷。變頻器箱是電控系統(tǒng)的核心，主要由采煤機(jī)主號(hào)采集板和變頻器組成，控制采煤機(jī)的左右行走，搖臂升降等功能有牽引變壓器，負(fù)責(zé)給變頻器供電。

碩士學(xué)位論文2）系統(tǒng)采用先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng) CAN 總線通信在 80 年代初，CAN 總線是由德國博世公司開發(fā)的通信協(xié)議。這種通信協(xié)議是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。這種協(xié)議解決了汽車內(nèi)的各種各樣的儀器之間的通信問題，在此之間這種通信問題一直沒有得到很好解決。CAN 總線通信速率可達(dá)1M，具有良好的開放性，通信數(shù)據(jù)包短，有通信問題可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且只需 3 芯電纜既可以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)�？梢栽谝欢ǔ潭葦U(kuò)展，具有很高的成本優(yōu)勢(shì)。

碩士學(xué)位論文近年來隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，多種型號(hào)的微處理器（如 TI、NXP）開始集成 CAN 控制器，再配合 CAN 收發(fā)器芯片實(shí)現(xiàn) CAN 網(wǎng)絡(luò)的電平轉(zhuǎn)換，便能夠組建 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)。采用該方案能夠提升系統(tǒng)集成度，并提升系統(tǒng)可靠性能。本系統(tǒng)各個(gè)單元均需要主控處理器和 CAN 總線，因此采用第二種控制方案，即選擇集成 CAN 控制器的微處理器，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、數(shù)據(jù)采集和控制功能。為實(shí)現(xiàn) CAN 控制器的電平轉(zhuǎn)換，為進(jìn)一步保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 CAN 網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性能，本系統(tǒng)每個(gè) CAN 節(jié)點(diǎn)采用專用的隔離 CAN 總線收發(fā)器，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部分原理圖如圖 3-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 張河新;王曉輝;黃曉東;;基于STM32和CAN總線的智能數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J];化工自動(dòng)化及儀表;2012年01期

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本文編號(hào)：2780613