基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法技术方案

本发明专利技术涉及基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法，属于煤矿自动化技术领域。系统由主站、子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连接器、通信终端等总线设备和8芯总线电缆组成。主站和总线设备以及总线设备之间的单总线均采用点对点通信，避免总线地址冲突；通过单总线主站发出初始化命令并逐级传输到通信终端，实现总线设备地址自动分配，设备状态上传、命令下发和RS485地址自动分配。本发明专利技术解决了煤矿长距离带式输送机的保护控制系统通信时延大、手动配置RS485地址繁琐、不能自适应总线设备变化等难题，提高了系统稳定性、可靠性，保障主煤流运输安全。保障主煤流运输安全。保障主煤流运输安全。

【技术实现步骤摘要】
基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法


[0001]本专利技术属于煤矿自动化
，涉及基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法。

技术介绍

[0002]矿用带式输送机作为矿井主要运输工具，其安全、高效运行直接影响煤矿企业经济效益。现有煤矿胶带运输监控系统采用RS485、CAN等现场总线通信方式，通过总线在长距离带式输送机沿线铺设总线电缆，沿线设备相互串接，最后通过集中控制器进行集控，但现场总线通信需要通信地址，需要手动设置，在长距离带式输送机沿线所有设备人工设置耗时耗力，一旦地址错误易引起总线地址冲突、通信故障，无法准确排查错误地址位置，严重影响煤矿主煤流运输系统正常运行。虽然目前也有通过硬件电路实现上电逐级分配地址方法，但该方法增加额外硬件成本、功耗开销，无法自动获取总线设备类型、统计设备数量，像顺槽带式输送机长度变化时沿线总线设备也需要跟着变化的场合，需要人工修改现场软件，无法自适应变化。按照煤矿带式输送机保护控制相关标准要求，间隔一定距离(如：50米)须安装急停闭锁开关，全线要实现预警、报警和通话联络，煤矿长距离带式输送机沿线设备数量众多，RS485等现场总线通信轮询时间长，存在无法及时获取保护传感器状态、紧急停机的安全隐患；长距离带式输送机沿线设备数量多，一路总线本安电源往往不能满足沿线所有设备供电要求，需要分段供电，多条带式输送机存在多种搭接关系，需要实现树型结构的总线线路。因此迫切需要一种矿用带式输送机保护控制系统及总线通信地址自动配置方法，自动分配总线设备地址，自适应现场设备变化，及时采集八大保护传感器状态和可靠保护控制，全线广播预警、报警和语音通话联络。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法。系统由主站、子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连接器、通信终端等总线设备和8芯总线电缆等组成，带式输送机沿线的总线设备通过8芯总线电缆接口相互串联构成一条总线线路，通过主站或中继器可构建多条树型总线线路，总线线路具有总线设备本安直流供电、通信、语音通话、硬件闭锁等功能。主站和总线设备以及总线设备之间的单总线均采用点对点通信，避免总线地址冲突；通过单总线主站发出初始化命令并逐级传输到通信终端，实现总线设备地址自动分配，设备状态上传、命令下发和RS485地址自动分配。本专利技术解决了煤矿长距离带式输送机的保护控制系统通信时延大、手动配置RS485地址繁琐、不能自适应总线设备变化等难题，提高了系统稳定性、可靠性，保障主煤流运输安全。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法，该方法包括如下步骤：
[0006]S1：所述控制系统包括主站、子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连
接器、通信终端、8芯总线电缆和配套设备，具有总线设备本安直流供电、通信、语音通话和硬件闭锁的功能，通过主站或中继器构建树型总线线路；设备间通过其接口单元和8芯总线电缆相连，接口单元由电源、单总线、闭锁线、音频线和RS485总线组成，8芯总线电缆由8芯航插头、矿用8芯电缆组成，矿用8芯电缆包括电源线2芯、单总线1芯、闭锁线1芯、音频线2芯屏蔽绞对、RS485线2芯屏蔽绞对，接口单元和8芯航插座相连并固定在设备外壳上，8芯航插座与8芯总线电缆的航插头直接插接后用U型插销锁紧，通信终端直接插接到前级设备的8芯航插座上；8芯电缆线序：1电源线正、2电源线负、3音频线、4音频线、5闭锁线、6单总线、7RS485负、8RS485正；
[0007]S2：所述总线设备由主站供电或由中继器分段独立供电延长供电距离；
[0008]所述单总线串接总线上所有设备，实现设备通信地址自动配置与急停、跑偏和撕裂的状态传输及控制命令下发；
[0009]所述RS485总线并联输入输出设备，实现输入状态采集及控制输出；
[0010]所述闭锁线串接子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器和通信终端，实现硬件闭锁紧急停机及状态检测；
[0011]所述音频线并联组合扩音电话、通信终端实现带式输送机沿线语音对讲、广播及状态检测；
[0012]所述主站或中继器通过其多个8芯总线接口构成树型总线线路，满足煤矿多条带式输送机的保护控制要求；
[0013]S3：所述单总线采用点对点通信方式，其通信协议帧格式包括：1字节的帧头、1或2字节的帧长、1或3字节的地址、0～6字节的DATA、2字节的CRC16；
[0014]发送初始化命令无DATA字段，获取设备状态、状态查询命令DATA字段包括命令状态、]设备类型和功能码，配置参数DATA字段为1字节；
[0015]应答消息DATA字段为：
[0016]设备类型为急停闭锁开关，高字节包括急停状态、设备类型、异常状态，低字节为空；
[0017]设备类型为子站，高字节包括设备类型、异常状态，低字节为空；
[0018]设备类型为组合扩音电话，高字节包括急停、设备类型、异常状态，低字节包括通道4、通道3、通道2和通道1的值；
[0019]设备类型为中继器，高字节包括闭锁线状态、设备类型、异常状态，低字节包括前段末端总线电压；
[0020]设备类型为通信终端，高字节包括设备类型、异常状态，低字节包括终端电压；
[0021]所述单总线采用点对点通信方式包括如下步骤：
[0022]S3.1：主站发起初始化命令，自动分配总线设备地址，直到收到通信终端信息后，初始化成功，保存所有总线设备信息表；
[0023]S3.2：初始化成功后，主站发起获取设备状态命令，得到总线设备急停、跑偏、撕裂、终端电压/前段末端电压、通信断线等状态，并更新设备信息表，直到收到通信终端信息后，获取设备状态结束；
[0024]S3.3：获取设备状态命令完成后，主站发起状态查询命令，获取状态变化的总线设备信息，并更新设备信息表；
[0025]S3.4：若主站配置某台设备或同类型设备参数，发起配置命令，包含单总线地址、参数长度、参数，总线设备收到该命令后判断本级地址或设备类型是否和命令相同，若相同就更新参数，否则转发命令到后级设备，主站直到收到该地址或最末端该类型设备的应答信息后，参数配置结束；
[0026]S3.5：若总线设备出现通信断线或总线设备数量、设备类型发生变化，主站重新执行步骤S3.1～S3.3；
[0027]S4：所述单总线的通信过程步骤如下：
[0028]S4.1：主站向所有8芯总线线路上的设备发送命令，命令包含帧头1字节、帧长2字节、地址3字节、数据0～6字节、CRC16校验2字节；命令帧的帧头高4位值表示帧类型，从16开始，对应不同类型的帧；数据最高位表示命令类型，其次3位表示设备类型，包括子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连接器和通信终端，最低4位表示功能码从1开始；
[0029]S4.2：8芯总线线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于矿用带式输送机控制系统的总线通信地址配置方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1：所述控制系统包括主站、子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连接器、通信终端、8芯总线电缆和配套设备，具有总线设备本安直流供电、通信、语音通话和硬件闭锁的功能，通过主站或中继器构建树型总线线路；设备间通过其接口单元和8芯总线电缆相连，接口单元由电源、单总线、闭锁线、音频线和RS485总线组成，8芯总线电缆由8芯航插头、矿用8芯电缆组成，矿用8芯电缆包括电源线2芯、单总线1芯、闭锁线1芯、音频线2芯屏蔽绞对、RS485线2芯屏蔽绞对，接口单元和8芯航插座相连并固定在设备外壳上，8芯航插座与8芯总线电缆的航插头直接插接后用U型插销锁紧，通信终端直接插接到前级设备的8芯航插座上；8芯电缆线序：1电源线正、2电源线负、3音频线、4音频线、5闭锁线、6单总线、7RS485负、8RS485正；S2：所述总线设备由主站供电或由中继器分段独立供电延长供电距离；所述单总线串接总线上所有设备，实现设备通信地址自动配置与急停、跑偏和撕裂的状态传输及控制命令下发；所述RS485总线并联输入输出设备，实现输入状态采集及控制输出；所述闭锁线串接子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器和通信终端，实现硬件闭锁紧急停机及状态检测；所述音频线并联组合扩音电话、通信终端实现带式输送机沿线语音对讲、广播及状态检测；所述主站或中继器通过其多个8芯总线接口构成树型总线线路，满足煤矿多条带式输送机的保护控制要求；S3：所述单总线采用点对点通信方式，其通信协议帧格式包括：1字节的帧头、1或2字节的帧长、1或3字节的地址、0～6字节的DATA、2字节的CRC16；发送初始化命令无DATA字段，获取设备状态、状态查询命令DATA字段包括命令状态、设备类型和功能码，配置参数DATA字段为1字节；应答消息DATA字段为：设备类型为急停闭锁开关，高字节包括急停、设备类型、异常状态，低字节为空；设备类型为子站，高字节包括设备类型、异常状态，低字节为空；设备类型为组合扩音电话，高字节包括急停状态、设备类型、异常状态，低字节包括通道4、通道3、通道2和通道1的值；设备类型为中继器，高字节包括闭锁线状态、设备类型、异常状态，低字节包括前段末端总线电压；设备类型为通信终端，高字节包括设备类型、异常状态，低字节包括终端电压；所述单总线采用点对点通信方式包括如下步骤：S3.1：主站发起初始化命令，自动分配总线设备地址，直到收到通信终端信息后，初始化成功，保存所有总线设备信息表；S3.2：初始化成功后，主站发起获取设备状态命令，得到总线设备急停、跑偏、撕裂、终端电压/前段末端电压、通信断线等状态，并更新设备信息表，直到收到通信终端信息后，获取设备状态结束；
S3.3：获取设备状态命令完成后，主站发起状态查询命令，获取状态变化的总线设备信息，并更新设备信息表；S3.4：若主站配置某台设备或同类型设备参数，发起配置命令，包含单总线地址、参数长度、参数，总线设备收到该命令后判断本级地址或设备类型是否和命令相同，若相同就更新参数，否则转发命令到后级设备，主站直到收到该地址或最末端该类型设备的应答信息后，参数配置结束；S3.5：若总线设备出现通信断线或总线设备数量、设备类型发生变化，主站重新执行步骤S3.1～S3.3；S4：所述单总线的通信过程步骤如下：S4.1：主站向所有8芯总线线路上的设备发送命令，命令包含帧头1字节、帧长2字节、地址3字节、数据0～6字节、CRC16校验2字节；命令帧的帧头高4位值表示帧类型，从16开始，对应不同类型的帧；数据最高位表示命令类型，其次3位表示设备类型，包括子站、组合扩音电话、急停闭锁开关、中继器、电缆连接器和通信终端，最低4位表示功能码从1开始；S4.2：8芯总线线路上的总线设备有两个单总线接口，总线设备先收到命令的接口自动设置为从模式，另外一个接口自动设置为主模式；S4.3：该设备执行收到的命令，并修改命令地址后把缓存信息和自身信息封装后通过从模式接口发送主站或前级设备应答消息；应答消息的帧头高4位值从32开始，对应不同功能的帧；地址最高位为断线标志位；数据内容、长度根据设备类型不同；S4.4：该设备通过主模式接口向后级设备转发命令；S4.5：该设备主模式接口收到后级设备应答消息后，数据解析，根据设备地址重新封装后缓存到该设备中；S4.6：所有总线设备重复执行S4.2～S4.5；S5：所述S3.1中，自动配置单总线地址具体包括步骤如下：S5.1：总线设备存有主站地址，主站向8芯总线线路上的设备发送包含主站地址的单总线初始化命令；S5.2：树型总线线路上设备地址编号由3字节组成，包括1字节的ADDR、1字节的SUBCOM和1字节的SUBADDR；接收到命令的...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘影，罗明华，方崇全，朱兴林，向兆军，秦伟，张海峰，周斌，黄春，李一文，张先锋，游磊，陈雨，孙柳军，刘晏驰，饶俊宏，郑双朋，薛彦波，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：