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矿用乳化液泵监控分站的设计与研发

发布时间:2019-01-01 19:47
【摘要】:乳化液泵监测监控对保障乳化液泵站自动运行和乳化液泵实时保护具有重要作用,现有煤矿井下用乳化液泵站监控系统主要采用集中控制模式和分布式控制模式两种,这两种监控系统存在如下缺陷:集中控制模式下,当集控中心出现故障时,整个系统会陷入瘫痪;基于全PLC的分布式控制模式存在乳化液泵监控分站体积大,运输和维护困难等难题。借鉴国内外最新技术,提出基于单片机的乳化液泵监控分站设计思路,并通过通信电路设计实现和乳化液泵站主站通讯,为采用PLC+单片机架构的分布式乳化液泵站监控系统奠定基础。论文以无锡煤矿机械厂有限公司生产的BRW400/31.5型乳化液泵为对象,分析矿用乳化液泵监测监控的功能要求,在此基础上,进行乳化液泵监控分站的总体方案设计,涉及的内容包括开发平台、控制方式、监控参数、人机接口和通信等设计方案,构建基于单片机的乳化液泵监控分站完善的总体方案。乳化液泵监控分站硬件设计方面:选择LPC1788单片机作为硬件平台的核心,硬件设计包括功能电路设计,信号采集电路设计和通讯电路设计三块。功能电路设计涵盖复位电路、时钟电路、电源电路、键盘电路等电路设计,信号采集电路设计了热电阻PT100、4-20mA电流和干接点三种信号的采集、转换电路;通讯电路的设计包括RS485通讯电路的设计和以太网通讯电路的设计。乳化液泵监控分站的软件设计开发包括主程序设计、信号采集程序设计、LCD显示程序设计和键盘程序设计。对上述程序均进行了程序流程图设计和软件实现;通信程序设计方面:选择RS485通讯和以太网通讯两种通讯方式实现单片机分站与PLC主站通讯,单片机基于Modbus RTU协议的实现了通讯;使用Modbus TCP协议作为以太网通讯协议,实现了单片机和S7-300 PLC的通信。
[Abstract]:The monitoring and monitoring of emulsion pump plays an important role in ensuring the automatic operation of emulsion pump station and the real-time protection of emulsion pump. There are two main types of monitoring system of emulsion pump station for underground coal mine: centralized control mode and distributed control mode. The defects of these two monitoring systems are as follows: under the centralized control mode, the whole system will be paralyzed when the centralized control center fails; The distributed control mode based on full PLC has many problems such as large volume, difficult transportation and maintenance of emulsion pump monitoring sub-station. Referring to the latest technology at home and abroad, this paper puts forward the design idea of Emulsion pump monitoring sub-station based on single chip microcomputer, and communicates with the main station of Emulsion pump Station through the design of communication circuit. It lays a foundation for the monitoring system of distributed emulsion pump station based on PLC single chip computer. Taking the BRW400/31.5 emulsion pump produced by Wuxi Coal Mine Machinery Factory as the object, this paper analyzes the functional requirements of the monitoring and monitoring of the emulsion pump used in the mine. On the basis of this, the overall scheme design of the monitoring sub-station of the emulsion pump is carried out. The contents include development platform, control mode, monitoring parameters, man-machine interface and communication, etc. The overall scheme of Emulsion pump monitoring sub-station based on single chip microcomputer is constructed. The hardware design of the Emulsion pump monitoring sub-station: the LPC1788 single chip microcomputer is selected as the core of the hardware platform. The hardware design includes three parts: the functional circuit design, the signal acquisition circuit design and the communication circuit design. The design of functional circuit includes reset circuit, clock circuit, power circuit, keyboard circuit and so on. The signal acquisition circuit designs three kinds of signal acquisition and conversion circuit: thermal resistance PT100,4-20mA current and dry contact. The design of communication circuit includes RS485 communication circuit and Ethernet communication circuit. The software design of Emulsion pump monitoring sub-station includes main program design, signal acquisition program design, LCD display program design and keyboard program design. The program flow chart design and software implementation are carried out. In the aspect of communication program design, two communication modes, RS485 communication and Ethernet communication, are selected to realize the communication between the MCU sub-station and the PLC master station. The MCU realizes the communication based on the Modbus RTU protocol. Using Modbus TCP protocol as Ethernet communication protocol, the communication between SCM and S7-300 PLC is realized.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD76

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本文编号:2398035

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