0 引言
带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备,与其他运输设备(如机车类)相比,具有输送距离长、运量大、连续输送等优点,而且运行可靠,易于实现自动化和集中化控制,尤其对高产高效矿井,带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。由于煤矿井下环境恶劣,带式输送机设备易损坏,一旦输送带与滚筒之间发生打滑及输送带温度升高会严重威胁井下人员生命安全,目前国内对输送带温度精确检测问题一直没有得到很好解决。
随着DSP芯片技术与新型非接触式红外温度传感器技术的不断发展以及总线控制系统(FCS)逐渐取代传统集散控制系统(DCS)为设计一种新型井下带式输送机温度检测系统提供了可能。本系统采用TMS320F2812作为信号采集和处理的核心,外接CAN收发器TJAl050。当温度传感器检测到滚筒温度过高时,DSP2812对温度信号进行处理并通过CAN总线传输给远程监控站,现场子站PLC降低输送机转速同时打开喷淋系统降低输送带温度。
1 系统的硬件结构
1.1 系统结构组成
带式输送机多路温度检测系统结构示意图示于图1。
1.2 核心控制器TMS
TMS
DSP2812芯片内部集成了32位完全功能的CAN控制器eCAN控制器模块。当采用DSP2812处理器作为CAN总线的智能节点时,只要在CAN总线与处理器之间增加CAN收发器即可接入网络。
DSP2812芯片内部还集成了一个12位带流水线的模数转换器(ADC)模块。ADC模块共有16个通道,可配置为两个独立的8通道模块,分别服务于事件管理器A和B,也可级联构成一个16通道模块。ADC模块可以对采样序列进行自动排序,每当ADC模块收到开始转换请求能够自动完成多路转换,此外也可以对同一通道进行多次采样,可以有效提高转换的精度。当发现某一探测区域温度异常时调整设置即可对该区域进行连续监测。
1.3 红外热电偶温度传感器
由实验可知当带式输送机滚筒打滑40min后输送带温度可达到
本系统选用西安永泰公司C-50-B-1型低温红外热电偶探头。此种传感器既具有传统热电偶传感器结构简单、制造方便、测温范围宽、准确度高、信号易于远传的优点,又实现非接触式测温,具有抗干扰能力强、便于安装的特点。C-50-B-l型低温红外热电偶探头具有0~300℃的测温范围,分辨率可达 O.
1.4 CAN现场总线控制系统
现场总线系统(FCS)相比传统的DCS系统具有系统结构简单、抗干扰能力强、节省连接电缆与维护费用的特点。作为生产现场最前端的现场总线可以支持双绞线、同轴电缆、光缆等连线,具有较强的抗干扰性,可以满足本征防爆安全要求,特别适合在井下使用。CAN总线作为一种实时控制的串行通信网最大通信距离可达
2 系统软件设计
系统主站主要完成远程监控与数据存储、打印、显示,与下位机通讯显示输送机温度,转送,故障报警等功能。现场DSP程序主要包括两部分功能:温度检测 ADC转换与CAN总线通信。DSP2812温度采集与传输流程图如图5所示。CAN总线通信时各智能节点通过CAN总线不断向上位机发送测试数据,上位机通过指令方式设置温度上下限并对报警温度做出处理。
3 结论
基于DSP2812的带式输送机多路温度检测系统充分利用了DSP2812的强大运算能力,结合新型红外热电偶温度探测器改进了传统带式输送机滚筒温度测量精度不高、测量数据不可靠的问题。高速CAN总线网络大大提高了数据传输速率,增强了系统监控的实时性。由于各智能节点均挂载于同一总线上,节省了井下布线工作量,采用光纤作为传输介质可以保证数据抗干扰与安全生产的需要。