本实用新型专利技术涉及一种基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置。针对现有提升机信号设备性价比不高，抗干扰能力不强的问题，设计了一种采用嵌入式单片机和CAN总线通讯技术的矿山运输提升机信号装置。包括车房信号箱、上井口信号箱和水平信号箱，各信号箱之间利用CAN总线进行信号传输。上井口信号箱通过通讯电缆连接1至31台水平信号箱，接收水平发送来的信号，并连接车房信号箱，将提升方式和转发的提升信号传给车房信号箱，实现提升机沿线各水平与上井口及提升机车房之间信号发送、显示和闭锁等功能。该装置具有结构简单，成本低廉，工作可靠等特点。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种矿山运输提升机信号控制装置，属于矿山提升设备
技术介绍
矿井提升机是联系矿山井上和井下的“ 咽喉” 设备, 主要用于提运煤炭和煤矸石、运送物料、提升人员和设备。矿井提升机信号系统是矿井提升机的重要组成部分，提升机的运行全靠信号系统的信号发出。矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。《煤矿安全规程》第393条规定每一提升装置，必须装有从井底发给井口信号工和从井口信号工发给绞车司机的信号装置。目前，国内提升机信号主要有以下两种控制方式：一种是利用PLC作为主控进行信号处理和传送的装置；另一种是利用单片机作为主控进行信号处理和传送的装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC具有可靠性高，功能完善，适用性强，维护方便的特点，但是对于提升机信号这种技术成熟、简单的系统，PLC较高的价格使得采用PLC作为主控信号系统性价比不高。有很多使用PLC的信号系统只在上井口配一套PLC，车房和沿线各水平信号箱均通过电缆传给上井口PLC，这就需要用到大量多芯电缆，进一步降低了其性价比。而利用单片机作为主控的信号装置具有声光兼备、汉字显示、数字存储、故障诊断、安全闭锁保护等特点。但由于矿山工作环境恶劣,各种电机尤其是变频器的频繁启动与运行引起的电磁干扰以及电网的不稳定,对通讯信号和通讯装置都有较大的影响。
技术实现思路
为克服现有提升机信号系统的不足，本技术提供了一种基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，该装置既能满足提升机运行需要的信号、闭锁、显示等功能，又节约元件成本和电缆成本，同时还安全可靠，使用简便。本技术所采用的技术方案是：一种基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，由上井口信号箱（1）、车房信号箱(2)和1至31台水平信号箱(3)组成。上井口信号箱（1）通过通讯电缆（4）连接水平信号箱（3），接收水平分站发送上来的信号，并连接车房信号箱（2），将提升方式和转发的提升信号传给车房信号箱（2），实现提升机沿线各水平分站与上井口及提升机车房之间信号发送、显示和闭锁等功能。所述上井口信号箱包括上井口主机模块（101）、上井口扩展模块（102）、上井口信号显示屏（103）、指示灯和音响喇叭（104）、按钮（105）和闭锁接口（106）。上井口主机模块（101）由STM32嵌入式单片机（107）、开关量输入通道（110）、开关量输出通道(111)、CAN总线通讯接口（108）、5位地址拨码（109）和1个扩展接口（112）组成。上述通道和接口与单片机一起集成在上井口主机模块（101）中。开关量输入通道（110）连接上井口信号箱上相对应的按钮（105）和闭锁接口（106）；开关量输出通道（111）连接显示屏（103）上相对应的指示灯和音响喇叭（104）；CAN总线通讯接口（108）连接车房分站模块和所有水平分站模块，实现各分站之间的相关数据交换；5位地址拨码（109）用来设置水平分站的数量；扩展接口（112）一端连接STM32嵌入式单片机（107），另一端连接上井口扩展模块（102）的扩展接口（113），负责建立STM32嵌入式单片机（107）与上井口扩展模块的输入/输出通道的连接。上井口扩展模块（102）包括开关量输入通道（114）、开关量输出通道（115）和扩展接口（113）。开关量输入通道（114）用于紧急时上井口取消闭锁功能；开关量输出通道（115）用来连接上井口接收到的水平信号及水平分站通讯故障地址编码。扩展接口（113）一端连接开关量输入、输出通道，另一端连接上井口主机模块（101）的扩展接口（112），负责建立输入、输出通道与上井口主机模块的STM32嵌入式单片机的连接。上井口信号显示屏（103）连接上井口主机模块（101）和上井口扩展模块（102）的开关量输出通道，用来显示提升信号、提升方式、信号发送方式、信号发送地址等。所述车房信号箱（2）包括车房分站模块（201）、车房信号显示屏（203）、指示灯和音响喇叭（204）、按钮（205）和闭锁接口（206）。车房分站模块(201)由STM32嵌入式单片机（202）、开关量输入通道（207）、开关量输出通道（208）和CAN总线通讯接口（209）组成。上述通道和接口与单片机一起集成在车房分站模块中。开关量输入通道（207）连接车房信号箱上对应的按钮（205）；开关量输出通道（208）连接显示屏（203）上对应的指示灯和音响喇叭（204）以及闭锁接口（206）；CAN总线通讯接口（209）连接上井口主机模块。车房信号显示屏（203）连接车房分站模块的开关量输出通道（208），车房信号显示屏显示提升信号、提升方式、信号发送方式、信号发送地址等。所述水平信号箱（3）包括水平分站模块（301）、水平信号显示屏（303）、指示灯和音响喇叭（304）、按钮（305）、闭锁接口（306）和信号输出接点（307）。水平分站模块（301）由STM32嵌入式单片机（302）、开关量输入通道（308）、开关量输出通道（309）、CAN总线通讯接口（310）和5位地址拨码（311）组成。上述通道和接口与单片机一起集成在水平分站模块（301）中。开关量输入通道（308）连接水平信号箱上对应的按钮（305）和闭锁接口（306）；开关量输出通道（309）连接显示屏（303）上对应的指示灯和音响喇叭（304）以及信号输出接点（307）；5位地址拨码（311）用来设置本水平分站的地址；CAN总线通讯接口（310）连接上井口主机模块。在典型的实施方式中，所述上井口信号箱（1）通过按钮选择好提升方式、信号发送方式并且闭锁条件全部满足以后，各水平信号箱（3）都可以发送提升信号。但是某一水平信号箱发出提升信号后，其它水平就不能再发出提升信号，此水平提升信号只能发到上井口信号箱（1），然后上井口信号箱（1）才能向车房信号箱（2）转发来自水平信号箱（3）的相同信号，当上井口信号箱（1）未接到水平信号箱（3）发来的开车信号时，则不能向车房信号箱（2）发出提升信号；提升信号包括“信号2”、“信号3”、“信号4”、“信号5”，某一水平发出其中一个提升信号后，就不能再发出其它信号，除非通过打“停止信号”复位。进一步，某一水平信号箱（3）的开关量输入通道接收到按钮发出的提升信号后，该水平分站模块（301）有提升信号、信号发送地址等信号的输出，并伴有两下音响输出脉冲；其它各水平分站模块的输出状态与该水平一样；上井口主机模块（101）通过CAN总线通讯接口（108）接收到来自该水平分站模块（301）的信号以后，有与之相同的水平提升信号、信号发送地址等信号的输出，并伴有两下音响输出脉冲；车房分站模块（201）有信号发送地址输出。在上述状态下，即上井口主机模块（101）接收到水平分站模块（301）的信号后，如果上井口主机模块（101）的开关量输入通道（110）接收到上井口信号箱相同的提升信号按钮（105）的输入信号，上井口主机模块（101）将增加本地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，包括上井口信号箱(1)、车房信号箱(2)和1至31台水平信号箱(3)，其特征是：上井口信号箱（1）通过CAN总线通讯接口与车房信号箱（2）和水平信号箱（3）连接，并传输与提升机相关的信号。
【技术特征摘要】
1.一种基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，包括上井口信号箱(1)、车房信号箱(2)和1至31台水平信号箱(3)，其特征是：上井口信号箱（1）通过CAN总线通讯接口与车房信号箱（2）和水平信号箱（3）连接，并传输与提升机相关的信号。
2.根据权利要求1所述的基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，其特征在于：所述上井口信号箱(1)包括上井口主机模块、上井口扩展模块、信号显示屏、指示灯和音响喇叭、按钮和闭锁接口， 上井口主机模块通过信号线分别与上井口扩展模块、信号显示屏、指示灯和音响喇叭、按钮和闭锁接口相连，信号显示屏与上井口扩展模块相连。
3.根据权利要求2所述的基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，其特征在于：所述的上井口主机模块由STM32嵌入式单片机、开关量输入通道、开关量输出通道、CAN总线通讯接口、5位地址拨码和1个扩展接口组成，上述通道和接口与STM32嵌入式单片机一起集成在上井口主机模块中。
4.根据权利要求1所述的基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置，其特征在于：所述车房信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：许开成，裴文良，张旭华，姚春清，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：唐山开诚电控设备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13
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