基于CAN总线的智能化采煤机控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，包括电控箱、近端监控单元和远端监控单元，近端监控单元和远端监控单元均与电控箱进行通信，电控箱包括防爆箱体和控制单元，控制单元包括控制器、供电系统、第一CAN总线通信模块、第二CAN总线通信模块和以太网通信模块，第二CAN总线通信模块通过光电隔离模块与控制器相接，近端监控单元包括传感器组件、主变频器、从变频器、左截割电机和右截割电机，远端监控单元包括显示终端和多个预留接口。本实用新型专利技术设计新颖，可将采煤机分散的模块通过CAN总线连接，操作简单，实现电控系统的优化，维护方便，满足远近外部设备的最大通信速率，稳定可靠，实用性强。

Intelligent control system of Shearer Based on CAN bus

The utility model discloses a control system based on CAN bus intelligent mining machine, electric control box, including the near end monitoring unit and the remote monitoring unit, proximal monitoring unit and remote monitoring unit communicates with the control box, control box comprises a explosion-proof box and a control unit, the control unit comprises a controller, power supply system, the first CAN bus communication module, second CAN bus communication module and Ethernet communication module, CAN bus communication module second photoelectric isolation module is connected with the controller through the proximal monitoring unit includes a sensor module, main inverter, inverter, motor cutting from left and right cutting motor, remote control unit comprises a display terminal and a plurality of reserved interface. The utility model has the advantages of novel design, the shearer dispersed module are connected through the CAN bus has the advantages of simple operation, realize the optimization of electronic control system, easy maintenance, to meet the maximum communication rate, and the external device is stable and reliable, strong practicability.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于CAN总线通信
，具体涉及一种基于CAN总线的智能化采煤机控制系统。
技术介绍
采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，其集机械、电气和液压为一体，工作环境恶劣，如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断，造成巨大的经济损失，随着煤炭工业的发展，采煤机的功能越来越多，其自身的结构、组成愈加复杂，因而发生故障的原因也随之复杂，现有的采煤机控制系统控制复杂，各个控制模块摆放分散，布线分散，查找问题困难，检修的费时费力，不利于统一管理以及维护。通过使用CAN总线技术，可以把较为分散的模块通过总线进行连接，此外，由于井下环境恶劣，干扰因素导致数据在传输过程中通信中断，通过设置隔离电路提高抗干扰能力，但是在设置隔离电路的同时也会延长总线有效回路信号的传输延迟时间，减小通信速率。采煤机监控中，数据采集传输有近有远，因此，现如今缺少一种设计合理的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，实现电控系统的优化，维护方便的同时，满足远近外部设备的最大通信速率，稳定可靠。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其设计新颖合理，可将采煤机分散的模块通过CAN总线连接，操作简单，实现电控系统的优化，维护方便，满足远近外部设备的最大通信速率，稳定可靠，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：包括电控箱、用于近距离监控采煤机工作状态的近端监控单元和用于远距离监控采煤机工作状态的远端监控单元，所述近端监控单元和所述远端监控单元均通过CAN总线方式与所述电控箱进行通信，所述电控箱包括防爆箱体和设置在所述防爆箱体内的控制单元，控制单元包括控制器、供电系统以及与控制器相接的第一CAN总线通信模块、第二CAN总线通信模块和用于连接远程计算机的以太网通信模块，第二CAN总线通信模块通过光电隔离模块与控制器相接，所述近端监控单元包括用于采集采煤机工作参数的传感器组件、用于调节采煤机主电动机转速的主变频器、用于调节采煤机从电动机转速的从变频器、用于控制采煤机左摇臂动作的左截割电机和用于控制采煤机右摇臂动作的右截割电机，传感器组件、主变频器、从变频器、左截割电机和右截割电机均通过第一CAN总线通信模块与控制器进行通信，所述远端监控单元包括用于远程显示采煤机工作状态参数的显示终端和多个用于远程控制采煤机动作的预留接口，显示终端和多个预留接口均通过第二CAN总线通信模块和光电隔离模块与控制器进行通信。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述电控箱还包括设置在所述防爆箱体外的多个快速接头，多个所述快速接头包括与传感器组件配合的第一快速接头、与主变频器配合的第二快速接头、与从变频器配合的第三快速接头、与左截割电机配合的第四快速接头、与右截割电机配合的第五快速接头和与显示终端配合的第六快速接头，所述第一快速接头、所述第二快速接头、所述第三快速接头、所述第四快速接头和所述第五快速接头均与第一CAN总线通信模块的信号输出端相接；所述第六快速接头与第二CAN总线通信模块的信号输出端相接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述以太网通信模块通过千兆网线与远程计算机连接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述控 制器为PLC模块M1。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述以太网通信模块包括网口U3，所述网口U3的TD+管脚、TD-管脚、RD-管脚、RD+管脚、LEDG管脚和LEDY管脚均与PLC模块M1连接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述第一CAN总线通信模块包括CAN总线通信模块U1，所述CAN总线通信模块U1的TXD管脚和RXD管脚均与PLC模块M1连接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述光电隔离模块包括光电隔离芯片G1和光电隔离芯片G2，所述光电隔离芯片G1的第2管脚与PLC模块M1连接，所述光电隔离芯片G2的第4管脚与PLC模块M1连接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述第二CAN总线通信模块包括CAN总线通信模块U2，所述CAN总线通信模块U2的TXD管脚与所述光电隔离芯片G1的第4管脚连接，所述CAN总线通信模块U2的RXD管脚与所述光电隔离芯片G2的第2管脚连接。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述供电系统为本安电源。上述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述传感器组件包括布设在采煤机上的温度传感器、速度传感器和倾角传感器，所述温度传感器、所述速度传感器和所述倾角传感器的数量均为一个或多个。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术采用CAN总线通信方式，可以把较为分散的模块通过总线进行连接，维护方便，便于统一管理。2、本技术通过设置第一CAN总线通信模块，实现采煤机近距离的数据监控，减少光电隔离电路的使用，满足系统最大通信速率；同时设置第一CAN总线通信模块，实现远距离数据传输，避免长距离数据传输过程中数据 的失真，可靠稳定，使用效果好。3、本技术设计新颖合理，可通过以太网通信模块将CAN总线传输回来的数据快速传输给远程计算机，实现不用网关的数据通信，另外，设置防爆箱体，采用本安电源，保证系统使用安全，实用性强，便于推广使用。综上所述，本技术设计新颖合理，可将采煤机分散的模块通过CAN总线连接，操作简单，实现电控系统的优化，维护方便，满足远近外部设备的最大通信速率，稳定可靠，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术控制单元的电路连接关系示意图。附图标记说明:1—控制单元； 1-1—控制器； 1-2—供电系统；1-3—第一CAN总线通信模块； 1-4—光电隔离模块；1-5—第二CAN总线通信模块； 1-6—以太网通信模块；2—传感器组件； 3—主变频器； 4—从变频器；5—左截割电机； 6—右截割电机； 7—预留接口；8—显示终端。具体实施方式如图1所示，本技术包括电控箱、用于近距离监控采煤机工作状态的近端监控单元和用于远距离监控采煤机工作状态的远端监控单元，所述近端监控单元和所述远端监控单元均通过CAN总线方式与所述电控箱进行通信，所述电控箱包括防爆箱体和设置在所述防爆箱体内的控制单元1， 控制单元1包括控制器1-1、供电系统1-2以及与控制器1-1相接的第一CAN总线通信模块1-3、第二CAN总线通信模块1-5和用于连接远程计算机的以太网通信模块1-6，第二CAN总线通信模块1-5通过光电隔离模块1-4与控制器1-1相接，所述近端监控单元包括用于采集采煤机工作参数的传感器组件2、用于调节采煤机主电动机转速的主变频器3、用于调节采煤机从电动机转速的从变频器4、用于控制采煤机左摇臂动作的左截割电机5和用于控制采煤机右摇本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：包括电控箱、用于近距离监控采煤机工作状态的近端监控单元和用于远距离监控采煤机工作状态的远端监控单元，所述近端监控单元和所述远端监控单元均通过CAN总线方式与所述电控箱进行通信，所述电控箱包括防爆箱体和设置在所述防爆箱体内的控制单元(1)，控制单元(1)包括控制器(1‑1)、供电系统(1‑2)以及与控制器(1‑1)相接的第一CAN总线通信模块(1‑3)、第二CAN总线通信模块(1‑5)和用于连接远程计算机的以太网通信模块(1‑6)，第二CAN总线通信模块(1‑5)通过光电隔离模块(1‑4)与控制器(1‑1)相接，所述近端监控单元包括用于采集采煤机工作参数的传感器组件(2)、用于调节采煤机主电动机转速的主变频器(3)、用于调节采煤机从电动机转速的从变频器(4)、用于控制采煤机左摇臂动作的左截割电机(5)和用于控制采煤机右摇臂动作的右截割电机(6)，传感器组件(2)、主变频器(3)、从变频器(4)、左截割电机(5)和右截割电机(6)均通过第一CAN总线通信模块(1‑3)与控制器(1‑1)进行通信，所述远端监控单元包括用于远程显示采煤机工作状态参数的显示终端(8)和多个用于远程控制采煤机动作的预留接口(7)，显示终端(8)和多个预留接口(7)均通过第二CAN总线通信模块(1‑5)和光电隔离模块(1‑4)与控制器(1‑1)进行通信。...

【技术特征摘要】
1.基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：包括电控箱、用于近距离监控采煤机工作状态的近端监控单元和用于远距离监控采煤机工作状态的远端监控单元，所述近端监控单元和所述远端监控单元均通过CAN总线方式与所述电控箱进行通信，所述电控箱包括防爆箱体和设置在所述防爆箱体内的控制单元(1)，控制单元(1)包括控制器(1-1)、供电系统(1-2)以及与控制器(1-1)相接的第一CAN总线通信模块(1-3)、第二CAN总线通信模块(1-5)和用于连接远程计算机的以太网通信模块(1-6)，第二CAN总线通信模块(1-5)通过光电隔离模块(1-4)与控制器(1-1)相接，所述近端监控单元包括用于采集采煤机工作参数的传感器组件(2)、用于调节采煤机主电动机转速的主变频器(3)、用于调节采煤机从电动机转速的从变频器(4)、用于控制采煤机左摇臂动作的左截割电机(5)和用于控制采煤机右摇臂动作的右截割电机(6)，传感器组件(2)、主变频器(3)、从变频器(4)、左截割电机(5)和右截割电机(6)均通过第一CAN总线通信模块(1-3)与控制器(1-1)进行通信，所述远端监控单元包括用于远程显示采煤机工作状态参数的显示终端(8)和多个用于远程控制采煤机动作的预留接口(7)，显示终端(8)和多个预留接口(7)均通过第二CAN总线通信模块(1-5)和光电隔离模块(1-4)与控制器(1-1)进行通信。2.按照权利要求1所述的基于CAN总线的智能化采煤机控制系统，其特征在于：所述电控箱还包括设置在所述防爆箱体外的多个快速接头，多个所述快速接头包括与传感器组件(2)配合的第一快速接头、与主变频器(3)配合的第二快速接头、与从变频器(4)配合的第三快速接头、与左截割电机(5)配合的第四快速接头、与右截割电机(6)配合的第五快速接头和与显示终端(8)配合的第六快速接头，所述第一快速接头、所述第二快速接头、所述第三快速接头、所述第四快速接头和所述第五快速接头均与第一CAN总...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志明，赵友军，徐建军，符大利，党景锋，
申请(专利权)人：西安煤矿机械有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61