應用背景
煤炭行業(yè)是我國重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè),在我國能源工業(yè)和國民經(jīng)濟中占有重要地位,素有“工業(yè)糧食”之稱。在我國的能源需求結(jié)構(gòu)中,煤炭將在相當長的時間內(nèi)居于主導地位。但我國的煤炭工業(yè)長期停留在人工開采水平,生產(chǎn)效率低,安全隱患多,如瓦斯爆炸、地下滲水等事故經(jīng)常發(fā)生。瓦斯事故是當前煤礦生產(chǎn)的主要災害,大多數(shù)煤礦企業(yè)都已經(jīng)或正在進行瓦斯等安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),但由于現(xiàn)有系統(tǒng)的局限性,無法使安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門及時掌握礦井的瓦斯情況,企業(yè)的領(lǐng)導及主要安全責任人無法第一時間獲得瓦斯超限報警信息。隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視,以及礦務局自身現(xiàn)代化管理的需求,煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出其重要性。而煤礦是野外作業(yè),點多、分散、距離長,從技術(shù)和管理的角度出發(fā),煤礦系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)測已是必然趨勢。
要求
MiniARM工控板是可定制的用于工業(yè)生產(chǎn)的控制板,集CAN-bus、RS-485、UART、以太網(wǎng)等通信接口于一身,非常易于系統(tǒng)集成。而且它已經(jīng)固化了TCP/IP協(xié)議棧、CAN-bus協(xié)議棧、MODBus協(xié)議棧、USB協(xié)議棧、FAT文件管理系統(tǒng)、正版μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng),以及帶有模擬量輸入、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、實時時鐘、存儲系統(tǒng)等完整的嵌入式基本硬件系統(tǒng)。致遠電子公司還提供了非常詳細的例子,用MiniARM工控板進行系統(tǒng)設(shè)計時,二次開發(fā)的工作量非常小,只需調(diào)用接口函數(shù)就可輕松完成復雜的操作。
由于煤礦是野外作業(yè),點多、分散、距離長,施工現(xiàn)場與監(jiān)控中心之間的信息交流長期以來沒有好的解決方案,很多地方甚至連電話線都沒有,更談不上采用光纖接入等方式。怎么解決?對,可以通過移動通信的GPRS網(wǎng)絡(luò)無線傳輸。用MiniARM工控板+ZWG-22A,實現(xiàn)基于TCP/IP協(xié)議的監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠程無線傳輸。此方案充分利用當前先進的通信網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù),與監(jiān)控系統(tǒng)緊密結(jié)合,實時采集數(shù)據(jù)、全方位識別、全天候處理,可以及時將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心,同時可以通過SMS短信將瓦斯實時信息發(fā)到各級相關(guān)責任人的手機,為有效防范煤礦瓦斯事故提供了成本低、見效快、高效率的數(shù)據(jù)傳輸平臺,為煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)提供強有力的監(jiān)測手段。
但煤礦分為井上和井下,井下是沒有信號的,如何處理井下信息呢?可以使用國際標準的工業(yè)級現(xiàn)場總線CAN-bus。CAN(Controller Area Network)總線最早由德國BOSCH公司提出,主要用于汽車內(nèi)部測量與控制中心之間的數(shù)據(jù)通信。由于傳輸可靠、實時性高,現(xiàn)已廣泛應用于其他領(lǐng)域當中,如工業(yè)自動化、汽車電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò)、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域,并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。CAN-bus用于煤礦井下通訊系統(tǒng)當中,不僅可以增強系統(tǒng)的通訊可靠性、延長系統(tǒng)的距離、擴充系統(tǒng)的節(jié)點數(shù),還能增強系統(tǒng)的實時性。當井下監(jiān)控裝置檢測到瓦斯?jié)舛取L速超過限定值或主扇開、?;蜻\行負荷變化較大時,可以讓管理者和主控設(shè)備能及時了解和及時處理,避免事故發(fā)生。
注:ZWG-22A是我們公司生產(chǎn)的GPRS模塊,詳見GPRS通訊設(shè)備(DTU)簡介。
MiniARM工控板的功能是可裁剪的,您可以聯(lián)系致遠電子公司,讓致遠電子公司 為您的系統(tǒng)定制一套最合適的MiniARM工控板或底板。
應用方案
下面的功能框圖是廣州某公司采用我們的MiniARM工控板作為控制器的交通信號控制系統(tǒng)的方案。由于MiniARM工控板以32位飛利浦ARM芯片LPC2220作為核心主控芯片,將ARM最小系統(tǒng)、以太網(wǎng)控制器、USB控制器、低功耗RTC及海量存儲設(shè)備高度集成于一塊尺寸僅為70mm×50mm的PCB板上,并直接以固件形式提供致遠公司自主開發(fā)的FAT文件管理系統(tǒng)、USB協(xié)議棧、TCP/IP協(xié)議棧、MODBus協(xié)議棧、CAN-bus協(xié)議棧以及正版μC/OS-II實時操作系統(tǒng)。用MiniARM開發(fā)時,您只須調(diào)用幾個函數(shù)接口,就可“填空式”地完成一些比較復雜的操作。同時,致遠電子提供了大量的應用案例,使您的開發(fā)非常輕松。
MiniARM工控板功能特點
●32位工業(yè)級ARM7芯片LPC2220,最大工作頻率75MHz;
●8M RAM / 2M NOR Flash / 64M NAND Flash;
●雙UART,UART1符合16C550標準;
●內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧、USB協(xié)議棧、FAT文件管理系統(tǒng);
●內(nèi)置CAN-bus協(xié)議棧、MODBus協(xié)議棧;
●以太網(wǎng)控制器;
●USB控制器;
●I2C、SPI、PWM、帶隔離的CAN-bus接口;
●多達20個可用GPIO;
●低功耗RTC、看門狗;
●支持24位地址和16位數(shù)據(jù)總線擴展;
●程序代碼可加密,有效保護用戶知識產(chǎn)權(quán);
注:MiniARM工控板的軟、硬件均可裁剪,可聯(lián)系致遠電子公司定制。