基于C8051F單片機(jī)的煤礦井下監(jiān)控分站的研究.pdf

1、我國是煤炭大國，同時煤炭也是我國主要的能源和重要化工原料，未來幾十年里我國能源主要依靠煤炭的格局不會改變，但近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對煤炭能源的需求量也日益增大，由此帶來的煤炭安全生產(chǎn)問題也日益凸顯，現(xiàn)在高居不下的礦難事故已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)的重大威脅，因此加強(qiáng)對煤礦井下生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測監(jiān)控，切實(shí)保障煤礦井下生產(chǎn)的安全進(jìn)行，對減少甚至避免井下安全事故的發(fā)生具有極其重要的意義。井下監(jiān)控分站是煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分

2、，它不僅要對其上面所配接的各路傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，還承擔(dān)著與地面中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的任務(wù)，因此監(jiān)控分站是井下各傳感監(jiān)測模塊與地面上位機(jī)中心站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通信的樞紐，監(jiān)控分站能否有效可靠工作直接關(guān)系到整個煤礦井下監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)工作能否順利進(jìn)行。
　　 本課題正是在這種背景下提出來的，論文中設(shè)計了一種煤礦井下監(jiān)控分站，與上位機(jī)有RS485和FSK兩種通訊方式，其主核芯片采用的是美國Silabs公司生產(chǎn)的高性能C8051F0

3、20單片機(jī)，分站監(jiān)控容量很大，具有8路模擬量信號輸入口，可以用來接收電流、頻率等符合煤礦行業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的多種信號制式傳感器信息，具有8路開關(guān)量信號輸入口，可以用來采集饋電狀態(tài)、風(fēng)筒開關(guān)、風(fēng)門開關(guān)等信號，以此來監(jiān)測煤礦井下各類電氣設(shè)備的工作運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，1路報警輸出口和4路控制量信號輸出口用于越限報警和斷電輸出控制設(shè)備。
　　 本論文通過查閱研究相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確了井下分站的功能需求，并根據(jù)功能需求確定了監(jiān)控分站的總體設(shè)計

4、方案，論文中所做的主要工作包括:設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了分站的硬件電路，設(shè)計并完成了分站的軟件設(shè)計和程序編寫，制定了分站與上位機(jī)的通訊協(xié)議并實(shí)現(xiàn)了分站與上位機(jī)之間的通訊，進(jìn)行了監(jiān)測分站的硬件和軟件整體聯(lián)調(diào)試驗。試驗結(jié)果表明，本論文中設(shè)計的監(jiān)控分站的各個功能模塊均可以正常工作，分站的16個信號輸入端口可以準(zhǔn)確采集模擬量和開關(guān)量并將其送入到中央處理單元中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，并能在井下濃度超標(biāo)或設(shè)備工作異常時報警斷電，同時可以接收上位機(jī)的配置指令并與上位