电动铲运机电量采集计算转换传输方法技术

本发明专利技术涉及电动铲运用电量采集计算转换传输的方法，包括在铲运机上安装电量采集模块

【技术实现步骤摘要】
电动铲运机电量采集计算转换传输方法


[0001]本专利技术涉及铲运机运行数据采集计算转换传输
，尤其涉及一种电动铲运机电量采集计算转换传输方法
。

技术介绍

[0002]目前，地下铲运机的主流产品还是以传统柴油发动机作为动力源
。
电动铲运机分为两种产品，一种是外接配电柜的电动铲运机，通过电缆连接配电柜，为铲运机电机供电，电机为铲运机的动力源
。
第二种是在铲运机上安装电池，电池为电机提供能源，电机作为铲运机的动力源
。
电池铲运机在国内矿山领域还未得到广泛的应用，国外及国内各大厂商都尚处于研发实验阶段，其电量计量主要在电池管理系统进行，暂不对其进行研究
。
现阶段电动铲运机接入配电柜在矿上运行，其用电数据鲜有统计记录，不利于矿方统计每吨矿石开采成本
。
[0003]电量计量在的电力行业应用广泛，其通讯规约满足电力行业要求，通信协议为
Modbus
‑
RTU
协议，通信接口为
RS485
总线
。
而铲运机及车辆行业均使用
CAN
总线，
Modbus
‑
RTU
与
CAN
总线协议需要“桥梁”来实现信息传递
。
所以本专利技术在电动铲运机安装电量采集模块计量用电信息时，设计
Modbus
与
CAN
协议转换器以实现电量信息能在车辆及后台显示r/>、
分析及存储
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对电动铲运机运行工况进行研究，专利技术一种电动铲运机电量采集计算转换传输方法，解决电动铲运机用电量数据空缺问题，为矿方统计每吨矿石开采成本及探讨其与传统燃油动力铲运机能耗高低提供数据支撑，实现铲运机的智能控制以及自动进行矿物运输
。
[0005]实现上述目的，本专利技术提供的一种电动铲运机电量采集计算转换传输方法，包括以下步骤：
[0006]S1
：在铲运机上安装电量采集模块
、
电压互感器及电流互感器采集电动铲运机实时电压
、
电流参数；
[0007]S2
：对电压电流波形滤波处理，对处理后的数据进行功率因数计算，得到功率因数
[0008]S3
：计算出有功功率
P
和无功功率
Q
，对时间积分得到有功电能和无功电能；
[0009]S4
：设计
Modbus
与
CAN
‑
bus
协议转换器对用电量信息进行协议转换，在
CAN
总线上得到铲运机用电量信；
[0010]S5
：在铲运机显示屏上显示，且将用电量信息通过总线传至矿方设备管理平台显示
。
[0011]本专利技术可以解决以下技术问题：
(1)
实现电动铲运机用电数据采集；
(2)
对采集的电压电流数据进行运算得到功率因数及有功电能及无功电能；
(3)
设计
Modbus
与
CAN
‑
bus
协
议转换器对用电量信息进行协议转换，将电量采集模块使用的
Modbus
协议转换为电动铲运机可以识别的
CAN
总线信息；
(4)
将电量模块采集的电量信息
(Modbus
‑
RTU
协议
)
通过转换后的
CAN
协议发送到车辆显示屏及矿方车辆数据管理平台
。
[0012]本专利技术设计合理
、
成本低廉
、
结实耐用
、
安全可靠
、
操作简单
、
省时省力
、
节约资金
、
结构紧凑且使用方便
。
附图说明
[0013]图1为本专利技术换方法的流程图
。
[0014]图2为本专利技术接线图
。
[0015]图3为本专利技术的协议转换器工作原理结构图
。
[0016]图4为本专利技术的协议转换数据收发原理图
。
[0017]图5为本专利技术的显示屏上显示电量信息图
。
具体实施方式
[0018]如图1‑5所示，本实施例的电动铲运机电量采集计算转换传输方法，包括以下步骤，
[0019]S1
：在铲运机上安装电量采集模块
、
电压互感器及电流互感器采集电动铲运机实时电压
、
电流参数；
[0020]在铲运机上安装电压互感器，将输入铲运机的高压
u1
转换成电量采集模块可以识别的低压
u2
，变比为
n1
，
[0021]其中：
[0022]其中，
[0023]u1
为电压互感器一次侧电压，即为电动铲运机输入电压；
[0024]u2
为电压互感器二次侧电压，即为电量采集模块输入电压
。
[0025]在铲运机上安装流互感器，将输入铲运机的大电流
i1
转换成电量采集模块可以识别的小电流
i2
，变比为
n2
，
[0026][0027]其中，
[0028]i1
为电流互感器一次侧电流，即为电动铲运机输入电流；
[0029]i2
为电流互感器二次侧电流，即为电量采集模块输入电流
。
[0030]S2
：对电压电流波形滤波处理，对处理后的数据进行功率因数计算，得到功率因数
[0031]利用通过电流电压瞬时值乘积的均值除以电流电压有效值的方法计算得到，所述计算公式为为：
[0032][0033]其中：
[0034]ui
avg
为电压电流瞬时值乘积的均值；
[0035]u1i1为第1个采样点电压电流瞬时值乘积；
[0036]u2i2为第2个采样点电压电流瞬时值乘积；
[0037]u
n
i
n
为第
n
个采样点电压电流瞬时值乘积；
[0038][0039]U
rms
为电压有效值；
[0040]I
rms
为电流有效值
。
[0041]S3
：计算出有功功率
P
和无功功率
Q
，对时间积分得到有功电能和无功电能；
[0042]利用计算出有功功率
P
和无功功率
Q
，对时间积分得到有功电能和无功电能，包括：
[0043]1)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电动铲运机电量采集计算转换传输方法，其特征在于，所述方法包括：
S1
：在铲运机上安装电量采集模块
、
电压互感器及电流互感器采集电动铲运机实时电压
、
电流参数；
S2
：对电压电流波形滤波处理，对处理后的数据进行功率因数计算，得到功率因数
S3
：利用计算出有功功率
P
和无功功率
Q
，对时间积分得到有功电能和无功电能；
S4
：设计
Modbus
与
CAN
‑
bus
协议转换器对用电量信息进行协议转换，在
CAN
总线上得到铲运机用电量信息；
S5
：在铲运机显示屏上显示用电量信息，且将用电量信息通过总线传至矿方设备管理平台进行显示
、
统计
、
存储
。2.
如权利要求1所述的电动铲运机电量采集计算转换传输方法，其特征在于，在
S1
步骤中，
S1.1
，在铲运机上安装电压互感器，将输入铲运机的高压
u1
转换成电量采集模块可识别的低压
u2
，变比为
n1
；其中：
u1
为电压互感器一次侧电压，即为电动铲运机输入电压；
u2
为电压互感器二次侧电压，即为电量采集模块输入电压；
S1.2
，在铲运机上安装流互感器，将输入铲运机的大电流
i1
转换成电量采集模块可识别的小电流
i2
，变比为
n2
；其中，
i1
为电流互感器一次侧电流，即为电动铲运机输入电流；
i2
为电流互感器二次侧电流，即为电量采集模块输入电流
。3.
如权利要求1所述的电动铲运机电量采集计算转换传输方法，其特征在于，在
S2
步骤中，利用通过电流电压瞬时值乘积的均值除以电流电压有效值的方法计算得到，所述计算公式为：其中：
ui
avg
为电压电流瞬时值乘积的均值；
u1i1为第1个采样点电压电流瞬时值乘积；
u2i2为第2个采样点电压电流瞬时值乘积；
u
n
i
n

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕辉，李达，高正，郑成博，董春花，钟胜男，高立芳，王继顺，
申请(专利权)人：青岛中鸿重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：