[实用新型]基于单片机和CAN总线通讯的矿用提升机信号装置

说明书

技术领域

 本实用新型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领域。

背景技术

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。

发明内容

为克服现有提升机信号系统的不足，本实用新型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。

本实用新型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）。