基于VDSL2技術(shù)和LIN總線的采煤機遠程控制數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著我國科技水平的不斷提高，煤礦自動化水平也取得了長足的進步，但是在煤炭綜采技術(shù)裝備的性能指標(biāo)、自動化技術(shù)水平等方面，我國與國際先進水平仍然有著明顯的差距。由于我國綜采工作面設(shè)備繁多、環(huán)境復(fù)雜，而且工作人員眾多，給煤炭安全生產(chǎn)帶來了較大的威脅和壓力。因此加大在煤礦綜采技術(shù)裝備研發(fā)方面的投入，實現(xiàn)煤炭綜采工作面無人化，成為當(dāng)前煤礦井下自動化采掘技術(shù)發(fā)展的必然要求。而采煤機作為綜采工作面的主要設(shè)備，能否實現(xiàn)其遠程控制對實現(xiàn)無人綜采工

2、作面有著重要的意義。
　　本課題來自2011年太原市一流自主創(chuàng)新基地建設(shè):30套/年智能化綜采工作面控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化項目(2011CXJD0219)，作為該項目的重要子課題，本文設(shè)計研發(fā)了一套采煤機遠程控制數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，系統(tǒng)包括了基于VDSL2(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Loop2)技術(shù)的遠程通訊設(shè)備、基于LIN(Local Interconnect Network)總線技術(shù)的采煤機

3、控制鍵盤以及基于力控組態(tài)軟件的采煤機監(jiān)控軟件。該系統(tǒng)實現(xiàn)了采煤機控制信息的采集、采煤機工況信息的反饋以及信息的雙向遠程傳輸，主要研究內(nèi)容如下:
　　第一，針對目前遠程通訊技術(shù)的不足，本文創(chuàng)新性地將最新的寬帶接入技術(shù)VDSL2應(yīng)用到礦用自動化設(shè)備。選用國內(nèi)首款VDSL2核心芯片，根據(jù)其特點研究確定了VDSL2核心芯片同前端混合電路及以太網(wǎng)FHY(物理層）芯片結(jié)合的設(shè)計方案，并完成了電路板原理圖和PCB板的設(shè)計。
　　第二，創(chuàng)新

4、性地將LIN總線技術(shù)應(yīng)用到采煤機控制鍵盤。根據(jù)設(shè)計需求研究采用飛思卡爾微控制器和LIN總線接口芯片結(jié)合的方案設(shè)計了基于LIN總線的數(shù)字量采集模塊DI和數(shù)字量輸出模塊DO，包括其硬件電路的設(shè)計和軟件程序的開發(fā)，并結(jié)合已成熟應(yīng)用的DP-LIN轉(zhuǎn)換模塊，研究實現(xiàn)了通過LIN總線傳輸控制信息并轉(zhuǎn)化為DP總線信號后與PLC通訊的技術(shù)方案，減少了進口數(shù)據(jù)采集設(shè)備和信號輸出設(shè)備的購買，降低了生產(chǎn)成本。
　　第三，根據(jù)綜采工作面實時監(jiān)控的要求并結(jié)

5、合組態(tài)軟件的特點，設(shè)計了基于力控組態(tài)軟件的采煤機監(jiān)控軟件，完成了監(jiān)控界面的設(shè)計和腳本程序的開發(fā)。
　　第四，考慮到采煤機遠程控制數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將面向市場，筆者對系統(tǒng)進行了大量的試驗和修正工作。首先測試了VDSL2遠程通訊模塊的帶寬、抗疲勞性和抗干擾性;然后對采煤機控制鍵盤與PLC主機的數(shù)據(jù)交換情況進行了測試;最后搭建系統(tǒng)并編寫PLC測試程序，測試了系統(tǒng)的基本功能。測試結(jié)果表明系統(tǒng)達到了現(xiàn)場應(yīng)用的要求。
　　采煤機遠程控制數(shù)據(jù)通