基于ARM的胶带运输机控制器设计与实现
发布时间：2020-12-18 20:18
煤炭是我国主要的能源之一,煤炭工业是我国传统支柱型产业。胶带运输机是煤炭企业生产过程中的重要设备之一,胶带运输机是利用单条或多条皮带将井下生产的煤炭运输到地面的重要设备。在煤矿生产过程中,如何提高煤矿胶带输送机的效率,减少故障,越来越受到人们的重视。为此一系列的科技新技术被广泛的应用到胶带运输系统设备之中。传统的胶带运输系统大多采用控制与保护分离的形式,其组建成本大、控制精度低、保护不够全面,并且胶带运输机采用工频拖动,液压耦合传动,运行效率低、维修成本高。针对存在的保护与控制分离的问题本文提出基于ARM-Linux的高效胶带运输控制系统。该控制器主要以ARM9作为主核心处理器,以嵌入式平台为基础,搭建胶带运输系统框架,通过变频器对胶带运输装置进行集中控制,来完成控制与保护功能,该硬件部分主要采用功耗低、处理速度快、片内资源丰富的S3C2440A为核心处理器,应用外围数据采集、以太网口等接口电路;软件部分主要由Linux平台开发了系统软件的移植及应用程序设计等部分组成;在完成上述工作的基础上,基于原课题组开发的上位界面进行了测试,并利用所设计的控制器模拟了现有的胶带运输机变频调速节能控...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胶带运输机物理结构图
2 系统总体方案设计2.6 现场系统控制及保护方案设计2.6.1 现场系统总方案设计根据现场勘查及企业需求，该矿采用皮带保护集控节能系统，它由原有上位软件和硬件设备共同组成，信息服务器作为信息桥梁转发数据，使用上位软件可以对系统方便的进行操作并且可以快速集成到矿方已有的大型系统软件中。考虑到厂区现有的工业以太网设施，处理器处理完数据后通过工业以太网与上位机服务器之间进行数据通信，以图 2.2 为系统结构图，其中井下以及地面的系统可就近连接到井下、地面环网上，从而实现不受区域限制、不受搭接关系限制，可自由组态。通过环网，地面上操作员可对网络上的任意一台或者全部的系统进行组态、配置、监控、故障检测等；服务器可对网络上的所有系统上传的数据进行存储，自动生成相应文件；服务器还可实现 WEB 发布功能，将整个系统的运行状态以及数据上传至网络；服务器还可通过远程访问的形式实现远程故障诊断。
图 2.3 单条胶带运输机的正常动作以及保护硬件方案单条胶带需要采集模拟量信号 5 路，开关量信号 35 路。系统通过传感器将采集的模拟量经调理电路进行调理，通过电子开关按照一定的规则进行顺序选通，所选通的信号经过 AD 采集电路进行采集转换，将转换后的结果送入到处理器中进行对应的处理；开关量信号经过调理模块调理后送入到处理器中；通过 JATG 电路完成对应程序的烧写、调试功能；以太网通信模块接收上位机发出的对应指令或者将各对应数据上传到服务器并将数据显示在上位机 LCD 屏上。2.6.3 胶带运输机保护方案设计通过胶带运输机常见故障分析，对各种故障逐一进行预测识别，从而达到保护功能，完成胶带运输机的安全高效运行[19]。（1）胶带打滑故障保护方案针对胶带打滑故障采用速度传感器进行识别，其安装与识别方案是采用胶带上多点式安装，并且在驱动滚筒上安装速度传感器，从而同一时间获取不同位置的胶带速度以
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析煤矿井下胶带机输送自动控制系统设计与应用[J]. 杨利军. 科技展望. 2016(15)
[2]煤炭生产中胶带输送机集中控制系统的研究及应用[J]. 蔡冬雪. 才智. 2016(14)
[3]煤矿皮带运输机调速系统变频技术应用[J]. 张晶. 煤炭与化工. 2016(02)
[4]基于PLC的变频器调速系统设计[J]. 范春明. 机械管理开发. 2015(06)
[5]基于SOPC工业现场测控以太网通信系统的设计[J]. 张琴,柳秀山,程骏,蒋祖进. 广东技术师范学院学报. 2015(05)
[6]基于Simulink的变频电动机仿真[J]. 孙英杰,彭敏俊. 煤矿机械. 2015(04)
[7]煤矿胶带输送机变频调速技术改造方案[J]. 陈铁魁. 山东工业技术. 2015(07)
[8]基于ARM6410嵌入式数码相框的设计与实现[J]. 鄢梦林,殷张发,高心宽,叶翔,姚莉. 黄冈职业技术学院学报. 2013(06)
[9]考虑CVT效率的混合动力汽车再生制动控制策略[J]. 秦大同,陈斌,杨阳,邓涛. 世界科技研究与发展. 2012 (06)
[10]光纤倏逝波生物传感器系统研究[J]. 李维,许雪梅,刘茜倩. 仪表技术与传感器. 2009(03)
硕士论文
[1]电动汽车增程器控制器研究[D]. 李东江.北京交通大学 2017
[2]基于ARM的喷气涡流纺监测系统设计[D]. 刘金杰.西安科技大学 2015
[3]钟罩炉气氛控制系统的研究[D]. 仲园.南京林业大学 2015
[4]基于ARM和3G的湿地鸟鸣采集与传输系统开发[D]. 任嘉琛.西北农林科技大学 2015
[5]基于PLC的皮带机运行状态监测与综合保护系统开发[D]. 刘江辉.北京工业大学 2014
[6]矿用胶带输送机自动控制系统研究[D]. 李晓静.中北大学 2014
[7]基于ARM9嵌入式智能家居控制系统研究与设计[D]. 李翔.电子科技大学 2013
[8]基于ARM的烟气脱硫在线监测系统的研究[D]. 毛宏.西安科技大学 2013
[9]基于神经网络控制的带式输送机功率平衡系统设计[D]. 高雄雄.西安科技大学 2013
[10]基于ARM和WiFi的大麦田间图像采集和无线传输系统设计[D]. 毛红玉.甘肃农业大学 2013
本文编号：2924550
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胶带运输机物理结构图
2 系统总体方案设计2.6 现场系统控制及保护方案设计2.6.1 现场系统总方案设计根据现场勘查及企业需求，该矿采用皮带保护集控节能系统，它由原有上位软件和硬件设备共同组成，信息服务器作为信息桥梁转发数据，使用上位软件可以对系统方便的进行操作并且可以快速集成到矿方已有的大型系统软件中。考虑到厂区现有的工业以太网设施，处理器处理完数据后通过工业以太网与上位机服务器之间进行数据通信，以图 2.2 为系统结构图，其中井下以及地面的系统可就近连接到井下、地面环网上，从而实现不受区域限制、不受搭接关系限制，可自由组态。通过环网，地面上操作员可对网络上的任意一台或者全部的系统进行组态、配置、监控、故障检测等；服务器可对网络上的所有系统上传的数据进行存储，自动生成相应文件；服务器还可实现 WEB 发布功能，将整个系统的运行状态以及数据上传至网络；服务器还可通过远程访问的形式实现远程故障诊断。
图 2.3 单条胶带运输机的正常动作以及保护硬件方案单条胶带需要采集模拟量信号 5 路，开关量信号 35 路。系统通过传感器将采集的模拟量经调理电路进行调理，通过电子开关按照一定的规则进行顺序选通，所选通的信号经过 AD 采集电路进行采集转换，将转换后的结果送入到处理器中进行对应的处理；开关量信号经过调理模块调理后送入到处理器中；通过 JATG 电路完成对应程序的烧写、调试功能；以太网通信模块接收上位机发出的对应指令或者将各对应数据上传到服务器并将数据显示在上位机 LCD 屏上。2.6.3 胶带运输机保护方案设计通过胶带运输机常见故障分析，对各种故障逐一进行预测识别，从而达到保护功能，完成胶带运输机的安全高效运行[19]。（1）胶带打滑故障保护方案针对胶带打滑故障采用速度传感器进行识别，其安装与识别方案是采用胶带上多点式安装，并且在驱动滚筒上安装速度传感器，从而同一时间获取不同位置的胶带速度以
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析煤矿井下胶带机输送自动控制系统设计与应用[J]. 杨利军. 科技展望. 2016(15)
[2]煤炭生产中胶带输送机集中控制系统的研究及应用[J]. 蔡冬雪. 才智. 2016(14)
[3]煤矿皮带运输机调速系统变频技术应用[J]. 张晶. 煤炭与化工. 2016(02)
[4]基于PLC的变频器调速系统设计[J]. 范春明. 机械管理开发. 2015(06)
[5]基于SOPC工业现场测控以太网通信系统的设计[J]. 张琴,柳秀山,程骏,蒋祖进. 广东技术师范学院学报. 2015(05)
[6]基于Simulink的变频电动机仿真[J]. 孙英杰,彭敏俊. 煤矿机械. 2015(04)
[7]煤矿胶带输送机变频调速技术改造方案[J]. 陈铁魁. 山东工业技术. 2015(07)
[8]基于ARM6410嵌入式数码相框的设计与实现[J]. 鄢梦林,殷张发,高心宽,叶翔,姚莉. 黄冈职业技术学院学报. 2013(06)
[9]考虑CVT效率的混合动力汽车再生制动控制策略[J]. 秦大同,陈斌,杨阳,邓涛. 世界科技研究与发展. 2012 (06)
[10]光纤倏逝波生物传感器系统研究[J]. 李维,许雪梅,刘茜倩. 仪表技术与传感器. 2009(03)
硕士论文
[1]电动汽车增程器控制器研究[D]. 李东江.北京交通大学 2017
[2]基于ARM的喷气涡流纺监测系统设计[D]. 刘金杰.西安科技大学 2015
[3]钟罩炉气氛控制系统的研究[D]. 仲园.南京林业大学 2015
[4]基于ARM和3G的湿地鸟鸣采集与传输系统开发[D]. 任嘉琛.西北农林科技大学 2015
[5]基于PLC的皮带机运行状态监测与综合保护系统开发[D]. 刘江辉.北京工业大学 2014
[6]矿用胶带输送机自动控制系统研究[D]. 李晓静.中北大学 2014
[7]基于ARM9嵌入式智能家居控制系统研究与设计[D]. 李翔.电子科技大学 2013
[8]基于ARM的烟气脱硫在线监测系统的研究[D]. 毛宏.西安科技大学 2013
[9]基于神经网络控制的带式输送机功率平衡系统设计[D]. 高雄雄.西安科技大学 2013
[10]基于ARM和WiFi的大麦田间图像采集和无线传输系统设计[D]. 毛红玉.甘肃农业大学 2013
本文编号：2924550
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