无线遥控系统在湿式喷浆机的实现及应用.pdf

第期(总第 期)年月机 械 工 程 与 自 动 化ME CHAN I C A LE N G I N E E R I N G&AUT OMA T I ONN o A u g 文章编号:()无线遥控系统在湿式喷浆机的实现及应用樊妮娜(晋能控股装备制造集团 金鼎山西煤机有限公司,山西晋城 )摘要:为提高喷浆机的喷浆效率、改善操作人员的工作环境、降低劳动强度,设计了湿式喷浆机无线遥控系统.整套遥控系统由车载单元(MU)和手柄单元(S U)组成,分析了MU、S U的软硬件实现方法,并进行了工业性试验,试验结果表明该湿式喷浆机无线遥控系统满足井下喷浆要求.关键词:湿式喷浆机;无线遥控系统;MU;S U中图分类号:T P 文献标识码:A收稿日期:;修订日期:作者简介:樊妮娜(),女,山西运城人,工程师,硕士,从事煤矿机电技术管理工作.引言传统的喷浆机工作效率低,喷涂效果会因操作人员不同而不同,一旦因施工不当造成局部塌方,操作人员很难在第一时间撤离,.而采用了新型湿式喷浆机后,减少了粉尘的产生,降低了劳动强度,解决了施工环境恶劣等问题,为矿井的安全生产和职业病防治提供了保障.但目前湿式喷浆机采用有线操作方式,大量的线缆布置使操作人员站位受到了线缆影响,不方便选择安全的地点站位操作.近年来,随着无线遥控技术的发展,解决了控制线缆的布置难题,作业人员操作位置选择更加灵活,能尽可能地远离粉尘源选择安全地点操作.为此,本文设计了湿式喷浆机无线遥控系统.湿式喷浆机无线遥控系统组成本无线遥控系统需要实现湿式喷浆机的喷浆/行走模式、前/后灯的点亮/熄灭、电铃的蜂鸣/停止、大臂俯/仰/前/后/左/右/伸/缩、左/右 带 进/退、喷 头 俯/仰/上/下等功能,灵活地控制电磁阀实现各种动作,完全代替手动阀的功能.根据需要实现的功能,湿式喷浆机无线遥控 系统主要由 车载单元(M a s t e rU n i t,MU)和手柄单元(S l a v eU n i t,S U)两部分组成,通过拨动手柄单元面板上的开关或扳动手柄远程控制喷浆机进行相应的作业.湿式喷浆机无线遥控系统的设计与实现 MU硬件设计与软件通信设计MU的主要功能是接收遥控器发出的指令并进行相应的处理后执行对应的遥控操作,控制信号通过隔爆箱输出.MU装载在喷浆机上,与各动作相对应的电磁阀进行连接,以准确完成S U发出的动作.MU硬件设计本湿式 喷 浆 机MU以C o r t e x M 内 核 处 理 器L P C 为中央处理单元,主要由电源转换单元、数据保存单元、通信网络接口单元、PWM输出单元、数字输出单元组成,其原理框图如图所示.电源转换单元将 /V交流电转换为内部各模块所使用的V和 V电源;无线数传单元采用C C 芯片,使用W I F I协议,定时接收无线网络控制指令,经MC U逻辑处理后由PWM输出单元和数字输出单元进行控制信号的输出;L E D指示灯(图中未示出)包括电源指示灯、准备指示灯、通信指示灯和故障指示灯,不同的颜色亮起代表不同的通断指示信号,为调试、指示及故障查找做依据.图湿式喷浆机MU原理框图 MU软件通信设计MU需要实现的软件功能为:配置WL AN芯片,确保与S U单元的通信功能;采集各种传感器的返回信号,并组包后发送给S U单元;L E D灯指示电源状态、通信状态和故障状态;接收S U发送过来的数据包,并进行相应的处理.MU单元上电后需要对 MH z无线信号配置,接收S U发送的报文,并随时发送报文给S U,随时统计传输错误次数以确定链路连接状况,如果链路断开,MU应进入一种安全模式,防止湿式喷浆机误动作,同时软件需要具备自动重建链路的功能,以维持数据包的正常收发.S U硬件设计与软件通信设计S U主要功能是将用户的各种操作转换成对应的遥控指令,并发送给车载单元,可以实现不使用任何手动阀的前提下对喷浆机的各种操作.S U硬件设计本湿式喷浆机S U以A RM内核处理器L P C 为中央处理单元,主要由电源转换单元、通信网络接口单元、开关采集单元、手柄采集单元、L E D指示单元及时钟电路组成,其原理框图如图所示.电源转换单元将隔爆电池D C V转化为D C V,然后再转换为内部使用的V和 V电源,供各模块使用;开关采集单元定时进行外部数字输入和模拟输入的采集,数据经过MC U整合后由通信网络接口单元发往车载单元;通信网络接口使用W I F I协议.图湿式喷浆机S U原理框图 S U软件通信设计S U需要实现的软件功能为:配置 MH z无线信号,确保与MU单元的通信功能;采集各种控制开关、模拟量信号,并组包后发送给MU单元;接收MU发送过来的数据包,并进行相应的处理;L E D灯指示电源、通信状态和故障状态.S U单元上电后需要对 MH z无线信号进行配置,发送报文给MU,并随时接收来自MU的报文,随时统计传输错误次数以确定链路连接状况,若链路断开,软件需要具备自动重建链路的功能,以维持数据包的正常收发.S U发送给MU的数据包应包括:S U上启动按钮数字信号的实时状态;S U上手柄模拟信号经过A D C转换的实时数值;S U的t i m e s t a m p.湿式喷浆机无线遥控系统的应用 年月 月期间,湿式喷浆机采用无线遥控系统在平陆晋平煤业的副平硐矿进行了工业性试验,累计喷涂 m,喷涂效果良好,得到矿方领导及工人的一致好评.通过该无线遥控系统的使用,解决了巷道的死角、空间狭小的区域喷浆作业操作困难、安全风险大等难题,喷浆层满足施工强度要求,施工人员能远离喷浆区域粉尘源,降低了操作人员职业病因素接触风险,同时极大地降低了操作人员的劳动强度.结束语本文研究了湿式喷浆机无线遥控系统车载单元、手柄单元的硬件电路和软件实现,经工业性试验表明,这套湿式喷浆机无线遥控系统满足井下喷浆要求.参考文献:王二强 H S PM /湿式喷浆机在锚喷巷道的应用J能源技术与管理,():夏宁宁,赵伟,纪小超 P S I J型湿式喷浆机在新桥煤矿的应用J山西煤炭,():I m p l e m e n t a t i o na n dA p p l i c a t i o no fW i r e l e s sR e m o t eC o n t r o l S y s t e mi nW e t S p r a y i n gM a c h i n eF A NN i n a(J i n d i n gS h a n x iC o a lM a c h i n e r yC o,L t d,J i n n e n gH o l d i n gE q u i p m e n tM a n u f a c t u r i n gG r o u p,J i n c h e n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t o i m p r o v e t h e s p r a y i n ge f f i c i e n c yo f t h e s p r a y i n gm a c h i n e,i m p r o v e t h ew o r k i n ge n v i r o n m e n t o f t h eo p e r a t o r s a n dr e d u c e t h e l a b o r i n t e n s i t y,t h ew i r e l e s sr e m o t ec o n t r o ls y s t e mo f t h ew e ts p r a y i n gm a c h i n ei sd e s i g n e d T h ew h o l er e m o t ec o n t r o ls y s t e mi sc o m p o s e do f v e h i c l eu n i t(MU)a n dh a n d l eu n i t(S U)T h e s o f t w a r e a n dh a r d w a r e i m p l e m e n t a t i o nm e t h o d so fMUa n dS Ua r ea n a l y z e d,a n d i n d u s t r i a l t e s t sa r ec a r r i e do u t T h e t e s t r e s u l t ss h o wt h a t t h ew i r e l e s sr e m o t ec o n t r o l s y s t e mo f t h ew e t s p r a y i n gm a c h i n em e e t s t h er e q u i r e m e n t so fd o w n h o l es h o t c r e t i n g K e y w o r d s:w e t s p r a y i n gm a c h i n e;w i r e l e s sr e m o t ec o n t r o l s y s t e m;MU;S U(上接第 页)C o m p a r a t i v eS t u d yo nC o r r u g a t i o nT r e a t m e n tM e t h o d so fR a i l i nL o n ga n dL a r g eT u n n e lL IQ i n g y u a n(C h i n aR a i l w a yM a t e r i a l sO p e r a t i o na n dM a i n t e n a n c eT e c h n o l o g yC o,L t d,B e i j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T h e r e i sap e r i o d i cc o r r u g a t i o np r o b l e mo f r a i l i nY a n s h a nt u n n e l i nt h eu p l i n ko fT a n g s h a nB a o t o ul i n e,t h eo v e r l i m i ta l a r mo fv e r t i c a la c c e l e r a t i o nf r e q u e n t l ya p p e a r si nv e h i c l e m o u n t e dl i n ec h e c k e r I nv i e w o ft h ep r o b l e m so ns i t e,ad e t a i l e di n v e s t i g a t i o nw a sc a r r i e do u tf r o mt h ea s p e c t so fr a i lp r o f i l e,r a i ls u r f a c es t a t e,f l a t n e s sa n ds oo n,a n dt h ep r o b l e ma r e aw a sm e a s u r e df o rt r a c ki r r e g u l a r i t y A c c o r d i n gt ot h ea c t u a ls i t u a t i o n,t h el i n eg r i n d i n gc a ra n d m i l l i n gc a rw e r eu s e dt od e a lw i t hd i f f e r e n t c o r r u g a t i o ns e c t i o n sr e s p e c t i v e l y,a f t e r t r e a t m e n t,t h e f l a t n e s sw a s c o n t r o l l e dw i t h i n mm,t h e r a i l i n s p e c t i o n i n d e xa n dt h em e a s u r e dv i b r a t i o na c c e l e r a t i o no f t h e c a rb o d yw e r e i m p r o v e do b v i o u s l y B u t u n d e r t h e s a m e t r e a t m e n t e f f e c t t o t h e c o r r u g a t i o n,g r i n d i n gi ss u p e r i o r t om i l l i n g i nc u t t i n gq u a n t i t y,h i g ho p e r a t i n ge f f i c i e n c y,i t c a ne l i m i n a t e c o r r u g a t i o na n dc o r r e c t t h ep r o f i l e a t t h es a m et i m e,i t i sb e n e f i c i a l t o i m p r o v e t h ew h e e l r a i l c o n t a c t r e l a t i o n s h i pa n dd e l a y t h eg e n e r a t i o na n dd e v e l o p m e n t o f f a t i g u ed i s e a s e K e y w o r d s:l o n ga n d l a r g e t u n n e l;c o r r u g a t i o n;r a i l 年第期 机 械 工 程 与 自 动 化