CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用技术方案

本发明专利技术公开了一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，包括CAN总线及多个水泵电机测控分站，所述水泵电机测控分站采集的数据依次通过所述CAN总线、CAN-Ethernet通信网关传递至井上监测控制人员进行计算分析。该系统在设备层采用了CAN总线进行通信，利用ARM的实时处理能力，通过监测分站和井上监控人员的数据通信，将水泵电机的各项数据参数进行采集计算并分析。一旦各项数据发生异常则进行声光报警，并将各种状态数据传送达井上人员。处理突发情况的能力大大提高，降低了事故的发生率概率。

Application of CAN-BUS in the control system of mine pump motor based on ARM

The invention discloses an application of CAN-BUS in the control system of mine pump motor based on ARM, including the CAN bus and a plurality of water pump motor control station, the pump motor control station data sequentially through the CAN bus communication gateway, CAN-Ethernet transfer to the well analyzed monitoring control personnel. The system in the equipment layer using CAN bus communication, the real-time processing ability of ARM, data communication through the monitoring personnel monitoring station and wells, the data acquisition parameters of pump motor are calculated and analyzed. Once the data is abnormal, the sound and light alarm is carried out, and all kinds of status data are transmitted to the personnel on the well. The ability to deal with unexpected situations is greatly improved, and the probability of accidents is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机控制系统，具体而言，涉及一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用。
技术介绍
井下水泵电机的平稳运行一直是煤矿安全生产的重要因素之一，对水泵电机的实时控制是其中的关键。早期的井下水泵电机的监控系统一般都是分散运行，采用RS485集散控制方式在后期被采用。但是随着煤炭开采的深入发展，各个采煤地点距井上越来越远，通信距离最大值仅为1200米和通信速率降低的RS485不能满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，使处理突发情况的能力大大提高，降低了事故的发生率概率。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，包括CAN总线及多个水泵电机测控分站，所述水泵电机测控分站采集的数据依次通过所述CAN总线、CAN-Ethernet通信网关传递至井上监测控制人员进行计算分析；所述水泵电机测控分站的监测电路包括一ARM处理器，所述ARM处理器连接有电源电路、时钟电路、复位电路、存储器系统、CAN总线接口和数据采集转换模块；所述CAN总线接口连接于所述CAN总线。优选的，所述水泵电机测控分站采集的数据包括开停状态、水仓水位情况、水泵出口流量数据、电机轴的温度。优选的，所述水泵电机测控分站的监测电路还包括连接于所述ARM处理器的LED显示模块和声光报警模块。本专利技术的有益效果是：1、该系统在设备层采用了CAN总线进行通信，采用以太网在用户层面进行管理，利用ARM的实时处理能力，通过监测水泵电机测控分站和井上监测控制人员的数据通信，将水泵电机的各项数据参数进行采集计算并分析。一旦各项数据发生异常则进行声光报警，并将各种状态数据传送达井上人员。在实施监测过程中，通过CAN-Ethernet通信网关向服务器发送数据，井上监控人员可以进行井下水泵电机的实时监控，处理突发情况的能力大大提高，降低了事故的发生率概率。2、CAN总线是一种全数字化、双向与多主的现场总线结构。与传统的RS485总线结构相比较，CAN总线具有多主结构、数据传输率高、通信距离远、总线利用率高等优点，并且有很强的抗电磁干扰能力。与光纤通信相比，CAN总线的性价比更高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本实用控制系统的系统总体框架图；图2为本实用控制系统的监控终端硬件电路。图中标号说明：1、CAN总线，2、水泵电机测控分站，201、ARM处理器，202、电源电路，203、时钟电路，204、复位电路，205、存储器系统，206、CAN总线接口，207、数据采集转换模块，208、LED显示模块，209、声光报警模块，3、CAN-Ethernet通信网关，4、井上监测控制人员。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。参照图1所示，一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，包括CAN总线1及多个水泵电机测控分站2，所述水泵电机测控分站2采集的数据依次通过所述CAN总线1、CAN-Ethernet通信网关3传递至井上监测控制人员4进行计算分析。参照图2所示，所述水泵电机测控分站2的监测电路包括一ARM处理器201，所述ARM处理器201连接有电源电路202、时钟电路203、复位电路204、存储器系统205、CAN总线接口206和数据采集转换模块207，为了能够直观的监测，添加了LED显示模块208和声光报警模块209。所述CAN总线接口206连接于所述CAN总线1。所述水泵电机测控分站2采集的数据包括开停状态、水仓水位情况、水泵出口流量数据、电机轴的温度。ARM处理器201采用S3C44BOX作为主控芯片，这是一款基于ARM7TDMI内核技术的16/32位RISC处理器，扩展了一系列完整的通用外围器件，使系统的费用降至最低，减低了硬件开发的难度。本嵌入式系统配置了2MB的FLASH存储器以及8MB的SDRM存储器。S3C44BOX提供了丰富的内置部件，其中包括8KBCache和内部SRAM，LCD控制器，带自动握手的2通道UART，4通道DMA，系统管理器。带PWM功能的5通道定时器和一个内部定时器，I/O端口，RTC，8通道10位ADC，IIC_BUS接口，同步SIO接口和PLL倍频器，这就使得该芯片能够同时完成多种采集功能。S3C44BOX不带CAN总线控制器，所以系统采用符合CAN2.0A协议SJA1000芯片扩展CAN总线接口206，TJA1040芯片是CAN总线1的收发器，负责CAN控制器和物理总线间接口和对总线发送和接收。在多路水泵电机控制系统中，ARM处理器201完成接收控制信息、数据的检测、参数的输入和显示、远传数据等功能。CAN总线1通信的软件设计主要包括三大部分：SJA1000初始化、S3C44BOX外部中断设置、报文的发送与接收。对软件编程进行简单描述：SJA1000具有BASIECAN模式和PELICAN模式。在BASIECAN模式下支持CAN2.0A协议，在PELICAN模式下支持CAN2.0B协议，功能更加强大。本实施例是将SJA1000设置成PELICAN模式。SJA1000的初始化只有在复位模式下才可以进行，具体的初始化流程和S3C44BOX外部。本实施例工作原理如下：监测水泵出口流量及电机轴的温度、监测井底水仓水位经过电桥检测单元转换为直流电压输出信号，和水泵电机的各相电压和各相电流参数以及水泵开停状态通过运放单元进行放大送入数据采集转换模块207。ARM处理器201将转换结果与设定的报警极限参数值进行比较分析，超出时则声光报警模块209报警。报警参数、水泵电机状态参数、检测地点、当前时间等参数通过LCD显示模块208显示。监控终端与监控中心人员进行以太网通讯，监控终端受监控中心控制，并执行监控中心的各种命令，同时将监测到的各种参数和工作状态传送到监控中心。为了井上能实时集中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CAN‑BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，其特征在于：包括CAN总线(1)及多个水泵电机测控分站(2)，所述水泵电机测控分站(2)采集的数据依次通过所述CAN总线(1)、CAN‑Ethernet通信网关(3)传递至井上监测控制人员(4)进行计算分析；所述水泵电机测控分站(2)的监测电路包括一ARM处理器(201)，所述ARM处理器(201)连接有电源电路(202)、时钟电路(203)、复位电路(204)、存储器系统(205)、CAN总线接口(206)和数据采集转换模块(207)；所述CAN总线接口(206)连接于所述CAN总线(1)。

【技术特征摘要】
1.一种CAN-BUS在基于ARM的矿用水泵电机控制系统中的应用，其特征
在于：包括CAN总线(1)及多个水泵电机测控分站(2)，所述水泵电机测控
分站(2)采集的数据依次通过所述CAN总线(1)、CAN-Ethernet通信网关(3)
传递至井上监测控制人员(4)进行计算分析；
所述水泵电机测控分站(2)的监测电路包括一ARM处理器(201)，所述
ARM处理器(201)连接有电源电路(202)、时钟电路(203)、复位电路(204)、
存储器系统(205)、CAN总线接口(206)和数据采集转换模...

【专利技术属性】
技术研发人员：严毅，宫磊，孙平，孙飞龙，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34