一种地下矿铲运机的数据采集系统的制作方法

本实用新型属自动控制技术领域，具体涉及一种地下矿铲运机的数据采集系统。

背景技术：

在金属矿山开采作业中，大量使用铲运机等大型车辆，为了实现生产调度和设备管理，采集这些车辆的作业信息和车辆状态信息成为了一个关键的技术环节。

大型车辆上需要监控的核心为发动机、变速箱的参数，包括：发动机冷却液温度、发动机油温油压、发动机转速、油耗、设备速度、变速箱油温油压等，车辆的这些参数由发动机电子控制单元和变速箱电子控制单元进行采集，而这些电子控制单元通常采用SAE J1939通信接口。SAE J1939是美国汽车工程师协会推荐的广泛应用于车辆的工业总线标准，其物理层和数据链路层符合CAN 2.0B的规定，并在此技术上定义了适用于车辆系统的应用层。

为了对发动机、变速箱的电子控制单元进行通信，大型车辆上需要装配微型PLC，参数的显示需要在车辆上装配触摸屏。而问题在于实际中各大自动化厂商提供的微型PLC系统通常提供的是Modbus、Profibus DP、Ethernet TCP/IP等通信协议，都不能与车辆系统所使用的J1939接口进行通讯，因此微型PLC与发动机和变速箱的电子控制单元是无法实现直接通讯的。因此迫切的需要一种数据采集系统来解决微型PLC系统与车辆系统之间的通讯，对铲运机等大型车辆的作业信息和状态信息进行通信，从而实现生产调度和设备管理。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种地下矿铲运机的数据采集系统。

本实用新型的技术方案是：

一种地下矿铲运机的数据采集系统，包括协议转换网关、微型PLC和触摸屏；

所述协议转换网关与地下矿铲运机的电子控制单元提供的J1939接口相连接，所述协议转换网关与微型PLC相连接，所述微型PLC与触摸屏相连接；

所述协议转换网关，用于读取地下矿铲运机提供的J1939协议数据，将其转换成以太网协议数据；

所述微型PLC，用于读取以太网协议数据并将以太网协议数据从字节数据流解码为对应的数据结构类型；

所述触摸屏，用于显示读取转换后的数据结构类型并将数据以图文的形式显示。

可选地，所述的协议转换网关与微型PLC相连接具体方式为：

所述协议转换网关的一端作为以太网从站与微型PLC相连接。

可选地，所述地下矿铲运机提供的J1939协议数据包括：发动机冷却液温度、发动机油温油压、发动机转速、油耗、设备速度、变速箱油温油压。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出一种地下矿铲运机的数据采集系统，包括：协议转换网关、微型PLC和触摸屏。本实用新型系统将地下矿铲运机中的发动机和变速箱等设备的信息通过协议转换送入微型PLC，再通过触摸屏将微型PLC中的数据以图文的形式直观的显示给使用者，完成对地下矿铲运机等大型车辆的作业信息和状态信息进行采集的功能，从而实现生产调度和设备管理。

附图说明

图1为地下矿铲运机的数据采集系统的结构示意图；

图2为协议转换网关的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式加以详细的说明。

一种地下矿铲运机的数据采集系统，如图1所示，包括协议转换网关、微型PLC和触摸屏。

协议转换网关与地下矿铲运机的发动机的电子控制单元和变速箱的电子控制单元提供的J1939接口相连接，协议转换网关与微型PLC相连接，微型PLC与触摸屏相连接。

协议转换网关，采用瑞典HMS工业网络有限公司的Anybus产品或兼容网关，用于将地下矿铲运机提供的J1939协议数据转换成以太网协议数据。

本实施方式中，协议转换网关的一端作为J1939节点与地下矿铲运机的J1939接口相连接。

协议转换网关的另一端作为以太网从站与微型PLC相连接。

协议转换网关的两端网络独立工作，但共享IO数据区，通过对协议转换网关的配置实现地下矿铲运机与微型PLC的数据交互。

对协议转换网关的配置包括：以太网的配置、J1939的配置、输入数据和输出数据的配置。

以太网配置包括：网络超时时间设定、IP地址设定、子网掩码设定、网关设定。

J1939的配置包括：协议转换网关作为J1939节点的波特率设定、地址设定、设备名称的设定。

输入数据和输出数据的配置包括：根据实际需求接收和发送的SPN，在输入数据区域和输出数据区域设定输入输出报文。

输入数据区域和输出数据区域设定输入输出报文包括：PGN设定、数据偏移和数据长度设定、目标地址的设定。

协议转换网关的工作原理如图2所示，微型PLC接口为Ethernet TCP/IP协议，协议转换网关接收并解析来自于J1939网络上发动机和变速箱的J1939格式的报文，根据配置提取其中需要的输入数据，并将输入数据置于网关Ethernet TCP/IP端的输入区，等待Ethernet TCP/IP网络上的主站即微型PLC的读取。

微型PLC，用于读取以太网协议数据并将以太网协议数据的从字节数据流解码为对应的数据结构类型。

本实施方式中，在微型PLC下位机软件中设定服务器参数和设定客户端参数、编辑微型PLC程序。

设定服务器参数和设定客户端参数的方法如下：

设定服务器参数包括：设定所述微型PLC设备的IP地址、设定超时时间、设定从站端口。

设定客户端参数包括：设定客户端的IP地址即协议转换网关的IP地址、设定单元ID、设定链接超时时间。

微型PLC硬件配置为按照实际的模块型号在下位机软件中进行相应的硬件组态。

利用梯形图语言在下位机软件中进行编程，读取协议转换网关的输出数据的存储地址，赋值给微型PLC的存储地址并建立相应的变量。

相应的变量包括：变量的名称、所述变量的地址、所述变量的类型、所述变量的描述。

变量的名称为：由英文字母和符号组成能够成为所述变量的标识，用来区别于其他变量。

变量的地址为：所述变量在所述微型PLC中对应的存储地址，变量和地址一一对应。

变量的类型为：所述微型PLC内变量的数据类型，根据实际需求可以定义为布尔型、整型、浮点型等。

变量的描述为：可以用中英文对所述变量进行描述，以方便使用者对程序的阅读。

触摸屏，用于显示读取转换后的数据结构类型并将数据以图文的形式显示。

本实施方式中，将触摸屏的数据线连接至微型PLC，通过配置实现微型PLC与触摸屏的通讯。

触摸屏读取转换后的数据类型并将数据以图文的形式显示包括：在上位机软件中建立变量与微型PLC程序中的变量一一对应，读取微型PLC程序中的变量值并显示在触摸屏上。

在触摸屏上位机软件中安装针对所述微型PLC的通讯卡和驱动程序，在通讯卡中设定所述微型PLC的品牌型号、网络地址、网络协议。

本实施方式中，地下矿铲运机提供的J1939协议数据包括：发动机冷却液温度、发动机油温油压、发动机转速、油耗、设备速度、变速箱油温油压。

采用上述地下矿铲运机的数据采集系统进行地下矿铲运机的数据采集的方法如下：

通过所述协议转换网关将所述地下矿铲运机提供的J1939协议数据转换成以太网协议数据；通过所述微型PLC读取以太网协议数据并将以太网协议数据从字节数据流解码为对应的数据结构类型；通过所述触摸屏显示读取转换后的数据结构类型并将数据以图文的形式显示。