基于arm的矿井提升机后备保护系统的制作方法
【专利摘要】矿井提升机是工矿生产中重要组成部分，实现了将矿物资源从矿底安全运出，矿井提升机的后备保护系统为提升机的安全运行提供了保障；本实用新型公开了一种基于ARM的矿井提升机后备保护系统，采用ARM作为微处理器，其保护系统具备结构简明、人机界面友好、能够实现远程监控、易于扩展等优点，且具有较高的可靠性，抗干扰性，实用性，实时监控矿井提升机运行状况，最大程度减少财产损失和人员伤亡。
【专利说明】
基于ARM的矿井提升机后备保护系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿安全和智能高效技术领域，具体是一种基于ARM的矿井提升机后备保护系统。
【背景技术】
[0002]矿难的不断发生时刻对煤矿的安全生产敲着警钟，国家对煤矿的安全开采也十分重视，矿井提升机是工矿生产中重要组成部分，实现了将矿物资源从矿底安全运出，矿井提升机的后备保护系统为提升机的安全运行提供了保障，基于单片机和PLC控制的监测保护功能不足，其会带来运行故障，造成损失。
[0003]本实用新型公开了一种更加精确、可靠、智能的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，采用ARM作为微处理器，由其构成的保护系统具有结构简明、人机界面友好、能够实现远程监控、易于扩展等优点，且具有较高的可靠性，抗干扰性，实用性，实时监控矿井提升机运行状况，最大程度减少财产损失和人员伤亡。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供具体是一种基于ARM的矿井提升机后备保护系统，已解决现有技术上的稳定性和智能性问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为:基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源、位置传感器、速度传感器以及拉力传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，其中位置传感器作用是采集提升机容器的实时位置信号，速度传感器作用是采集提升机容器瞬时速度信号，将采集的信号传至数据处理模块中A/D模块处理，拉力传感器检测钢绳受力大小信号，将采集的信号传至数据处理模块中光电耦合电路处理;数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和CAN总线;数据处理模块包括ARM、A/D模块、光电耦合电路、SDRAM、IXD、上位机以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与ARM处理芯片相连，ARM通过Zigbee无线传输模块连接上位机进行数据传输，光电耦合电路、SDRAM和LCD是与ARM连接的外围电路;数据输出模块包括复位抱闸电路和报警电路模块，复位抱闸电路和报警电路模块都与ARM连接;当相应数据经传感器采集送入ARM分析处理，通过Zigbee无线传输模块连接到上位机，由LCD显示进行实时监控，当位置、速度或拉力信号出现异常时，控制报警电路模块进行报警，工作人员通过键盘操作使复位抱闸电路动作，起到后备保护作用。
[0006]所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:供电模块及数据采集模块包括防爆电源、位置传感器、速度传感器以及拉力传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，位置传感器作用是采集提升机容器的实时位置信号，其型号为3000XS，速度传感器作用是采集提升机容器瞬时速度信号，其型号为SZ-6，拉力传感器检测钢绳受力大小信号，其型号为CXLOl。
[0007]所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和CAN总线;CAN总线实现A/D模块与ARM的连接，实现数据传送；Zigbee无线传输模块核心芯片选择TI公司的CC2530芯片和射频前端芯片CC2591。
[0008]所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:数据处理模块包括ARM、A/D模块、光电耦合电路、SDRAM、LCD、上位机以及键盘;A/D模块作用是将采集的提升机位置和速度信号由16位AD模块进行模数转换，光电耦合电路作用是对钢绳受力大小信号进行转换，ARM是系统的微处理器，其选用了选择三星公司的S3C2440 ； IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息;上位机用于对数据信息分析处理;键盘用于数据程序输入。
[0009]所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:数据输出模块包括复位抱闸电路和报警电路模块，复位抱闸电路用于故障时控制提升机后备保护动作，报警电路模块的核心芯片为广州唯创公司WT588D语音芯片。
[0010]本实用新型首先由传感器和速度传感器将采集的提升机位置信号和速度信号送入A/D模块中，经A/D模块处理后通过CAN总线传送到ARM中，拉力传感器采集钢绳受力大小信号，由光电耦合电路转换传送到ARM中，ARM将传来的数据经Zigbee无线传输模块连接到上位机分析处理，由LCD显示进行实时监控，其中防爆电源给ARM进行供电，SDRAM用于存储大量数据信息，当位置、速度或拉力信号出现异常时，控制报警电路模块进行报警，工作人员通过键盘操作使复位抱闸电路动作，起到后备保护作用。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构框图
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，基于ARM的矿井提升机后备保护系统，供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块，其特征在于:数据采集模块中位置传感器(I)和速度传感器(2)将采集的提升机位置信号和速度信号送入A/D模块(3)中，经A/D模块(3)处理后通过CAN总线(4)传送到ARM(5)中，拉力传感器(7)采集钢绳受力大小信号，由光电耦合电路(6)转换传送到ARM(5)中，ARM(5)将传来的数据经Zigbee无线传输模块(9)连接到上位机(10)分析处理，由LCD (12)显示进行实时监控，其中防爆电源(8)给ARM (5)进行供电，SDRAM(13)用于存储大量数据信息，当位置、速度或拉力信号出现异常时，控制报警电路模块(14)进行报警，工作人员通过键盘(11)操作使复位抱闸电路(15)动作，起到后备保护作用。
[0014]原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是信号采集及ARM处理，位置传感器和速度传感器采集位置和速度信号，经A/D模块处理后传送至ARM，拉力传感器采集钢绳受力大小信号，由光电耦合电路转换传送到ARM，ARM将传来的数据经Zigbee无线传输模块连接上位机;第二部分是数据显示并报警处理，数据由LCD显示进行实时监控，SDRAM用于存储大量数据信息，当位置、速度或拉力信号出现异常时，控制报警电路模块进行报警，工作人员通过键盘操作使复位抱闸电路动作，起到后备保护作用。
【主权项】
1.基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源、位置传感器、速度传感器以及拉力传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，位置传感器采集提升机容器的实时位置信号，速度传感器作用是采集提升机容器瞬时速度信号，将采集的信号传至数据处理模块中A/D模块处理，拉力传感器检测钢绳受力大小信号，将采集的信号传至数据处理模块中光电耦合电路处理;数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和CAN总线;数据处理模块包括ARM、A/D模块、光电耦合电路、SDRAM、LCD、上位机以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与ARM处理芯片相连，ARM通过Zigbee无线传输模块连接上位机进行数据传输，光电耦合电路、SDRAM和LCD是与ARM连接的外围电路，上位机通过Zigbee无线传输模块与ARM连接，键盘与上位机连接;数据输出模块包括复位抱闸电路和报警电路模块，复位抱闸电路和报警电路模块与ARM连接，当位置、速度或拉力信号出现异常时，控制报警电路模块进行报警，工作人员通过键盘操作使复位抱闸电路动作，起到后备保护作用。2.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:位置传感器作用是采集提升机容器的实时位置信号，其型号为3000XS，速度传感器作用是采集提升机容器瞬时速度信号，其型号为SZ-6，拉力传感器检测钢绳受力大小信号，其型号为CXLOl。3.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:Zigbee无线传输模块核心芯片选择CC2530芯片和射频前端芯片CC2591。4.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井提升机后备保护系统，其特征在于:数据处理模块中ARM是系统的微处理器，其型号选用了 S3C2440。
【文档编号】B66B5/00GK205634515SQ201620348463
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】向彬彬, 李敬兆, 刘骏, 费钊, 高伟康, 任娄春
【申请人】安徽理工大学