电力载波通信的喷雾降尘控制系统设计

2012-03-14 09:43:05来源: 互联网
近年来,电力载波通信技术和LED井下照明技术发展迅速。本文利用这些技术,根据矿井实际环境的各种要求,设计了一套实用有效的自动喷雾降尘控制系统。

  1 喷雾降尘控制系统总体设计

  基于电力载波通信的煤矿喷雾降尘控制系统总体结构如图1所示。系统有若干个喷雾降尘控制器和执行电磁阀组成。每个控制器控制两个电磁阀,控制器之间通过电力载波通信。控制器依次安装在采煤工作面支架上,当采煤机运行时,安装在采煤机上的红外定位装置发射定位信号,接收到采煤信号的控制器作为主控制器控制其他控制器动作,电磁阀完成喷雾降尘任务。

  

 

  2 喷雾降尘控制系统硬件设计

  2.1 喷雾降尘控制器硬件结构

  如图2所示,喷雾降尘控制器包括电源模块、电力载波通信模块、喷雾时间设定模块、控制器地址设定模块、移架和放煤信号接收模块、采煤机尘源跟踪红外定位信号接收模块、LED照明、电磁阀驱动控制模块等。电源模块给单片机、电磁阀和大功率LED供电。通信模块负责将主控制器的控制信号发送给其他控制器,通过电力线载波来实现。控制器上的定位信号接收模块负责接收来自采煤机、支架和放煤手柄上的信号,并做出相应的动作,开启电磁阀实施喷雾作业。

  

 

  2.2 喷雾降尘控制器硬件电路

  喷雾降尘控制器硬件电路图如图3所示。控制器选用AVR系列高性能、低功耗的8位AVR微控制器ATmega88。它具有先进的RISC结构和8 KB系统内可编程的Flash,数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,可以缓解系统功耗和处理速度之间的矛盾;工作温度范围比较宽(-40~85℃,完全满足井下环境要求;控制器电路具有地址设定和喷雾模式设定模块。

  

 

  电力载波通信模块硬件电路如图4所示。采用载波信号调制解调器BWP08。它是一款单相电力线载波调制解调器,采用5~12 V宽电压设计,载波波特率为100~600 bps可调;有多种按口方式可供选择,包括UART、SPI等接口,可以方便地与单片机连接进行数据通信。模块采用扩频编码方式,抗干扰能力强,数据传输可靠,通信距离在200 m内。控制信号从单片机的串口发送给调制解调器,调制后的信号通过功率放大,然后输出耦合到电力线上;电力线上的载波信号通过输入耦合、滤波、放大后,经过调制解调器解调后送至单片机的串口。

 

  红外定位信号发射电路如图5所示。当采煤机运行时,通过安装在采煤机上的红外定位装置发射红外定位信号,控制器上的接收部分接收到信号后即可确定采煤机的位置。接收到采煤机信号的控制器作为主控制器,控制位于采煤工作面下风向的控制器实施喷雾降尘作业。红外

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关键字:电力载波  通信  喷雾降尘  控制系统

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0314/article_15068.html
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