CN204689522U - 一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，包括数据采集终端和监控主机；数据采集终端包括第一PSoC微控制芯片、供电电源和第一CAN收发器，第一PSoC微控制芯片的输入端接有用于采集提升机闸瓦间隙的第一电涡流传感器、用于采集提升机制动盘偏摆量的第二电涡流传感器、用于采集提升机制动油压的压力变送器、用于采集提升机闸瓦温度的温度传感器和用于记录提升机制动器安全制动空行程时间的计时电路；监控主机包括第二PSoC微控制芯片、第二CAN收发器和数据存储器，第二PSoC微控制芯片的输出端接有显示器和报警电路，本实用新型设计新颖，结构简单，采集提升机制动参数速度快，精度高，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于制动保护技术领域，具体涉及一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置。
背景技术
根据矿井提升机的运行经验和现场测试统计，提升过程中导致制动失效的故障最多，而一旦制动失效，则直接导致致命的事故后果，从而造成人员的严重伤亡和经济的巨大损失，研究煤矿提升机制动系统保护装置具有非常重大的实际意义，传统的制动系统保护装置是将采集数据直接送入单片机监测数据，通过RS485总线将其远距离传输到主控机进行处理的，抗干扰性差，数据传输缓慢，投入成本高，处理运算复杂，且采集端口扩展性差，给后续硬件扩展带来很大的麻烦，因此，现如今缺少一种结构简单、安装布设方便、成本低、设计合理、数据传输速度快的煤矿提升机制动系统保护装置，采用内置滤波放大以及模数转换电路的可编程片上系统PSoC作为多路数据采集卡，对多个传感器采集的数据进行快速滤波去噪并将模拟信号变换为数字信号，提高了采样速度，满足了对信号采集实时性的要求，且不需要在外接转换模块，降低保护装置的制作成本，简单灵活；同时选用相同型号的另外一片可编程片上系统PSoC作为监控主机，采用CAN总线通信方式数据传输，抗干扰性强，可扩展性好，且数据传输的速度和准确性得到了保证，解决煤矿提升机制动系统保护装置抗干扰性差，数据传输缓慢，投入成本高，处理运算复杂，采集端口扩展性差，可靠性低，安装布设均不方便和控制操作复杂等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其设计新颖合理，结构简单，采用两片PSoC微控制器分别用于多路数据采集和数据处理，可靠性高，且采用CAN总线通信方式，抗干扰性强，数据传输速度快，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：包括用于采集煤矿提升机制动参数的数据采集终端和用于监测所述数据采集终端采集的数据并报警提醒的监控主机；所述数据采集终端包括第一PSoC微控制芯片、供电电源和与所述第一PSoC微控制芯片相接的第一CAN收发器，所述第一PSoC微控制芯片的输入端接有用于采集提升机闸瓦间隙的第一电涡流传感器、用于采集提升机制动盘偏摆量的第二电涡流传感器、用于采集提升机制动油压的压力变送器、用于采集提升机闸瓦温度的温度传感器和用于记录提升机制动器安全制动空行程时间的计时电路；所述监控主机包括第二PSoC微控制芯片以及与所述第二PSoC微控制芯片相接的第二CAN收发器和数据存储器，所述第二PSoC微控制芯片的输出端接有显示器和报警电路；所述第一CAN收发器与所述第二CAN收发器相接；所述第一PSoC微控制芯片包括型号为CY8C3866的芯片U1，所述第二PSoC微控制芯片包括型号为CY8C3866的芯片U2。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一电涡流传感器包括电涡流传感器RP6625，所述电涡流传感器RP6625的输出端OUT与芯片U1的第69管脚相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二电涡流传感器包括电涡流传感器RP6606，所述电涡流传感器RP6606的输出端OUT与芯片U1的第70管脚相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述压力变送器包括压力传感器PTS703，所述压力传感器PTS703的输出端与芯片U1的第82管脚相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述温度传感器为热电偶PT100K。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一CAN收发器包括型号为PCA82C250的芯片U4，所述芯片U4的TXD管脚与芯片U1的第84管脚相接，芯片U4的RXD管脚与芯片U1的第83管脚相接，芯片U4的VCC管脚与5V电源输出端相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二CAN收发器包括型号为PCA82C250的芯片U3，所述芯片U3的TXD管脚与芯片U2的第84管脚相接，芯片U3的RXD管脚与芯片U2的第83管脚相接，芯片U3的VCC管脚与5V电源输出端相接，芯片U3的CANH管脚与芯片U3的CANH管脚相接，芯片U3的CANL管脚与芯片U3的CANL管脚相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述报警电路包括芯片AQW214和扬声器SPEAK，所述芯片AQW214的1V+管脚与三极管Q1的集电极相接，三极管Q1的发射极与5V电源输出端相接，三极管Q1的基极通过电阻R5与芯片U2的第44管脚相接，芯片AQW214的O1管脚分两路，一路与所述扬声器SPEAK的负极-相接，另一路经二极管D1与12V电源输出端相接；扬声器SPEAK的正极+接12V电源输出端，芯片AQW214的O2管脚接发光二极管LED0的阴极，发光二极管LED0的阳极通过电阻R4与5V电源输出端相接。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一电涡流传感器还包括第一探头，所述第一探头安装在所述电涡流传感器RP6625上。
上述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二电涡流传感器还包括第二探头，所述第二探头安装在所述电涡流传感器RP6606上。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置第一PSoC微控制芯片作为多路数据采集卡，接收多个传感器采集回来的煤矿提升机制动参数，设置第二PSoC微控制芯片监测第一PSoC微控制芯片采集回来的提升机制动参数，每个PSoC微控制芯片其内部均集成了信号放大电路、低通滤波电路、ADC转换电路和DAC转换电路，减少了大量硬件调理电路，采集处理数据速度快，精度高，电路简单,干扰噪音小，投入成本低，便于推广使用。
2、本实用新型通过设置第一CAN收发器和第二CAN收发器实现第一PSoC微控制芯片与第二PSoC微控制芯片之间的数据传输，其中第一PSoC微控制芯片与第二PSoC微控制芯片内均集成有CAN控制器模块，连线简单，可扩展性好，运行可靠稳定，使用效果好。
3、本实用新型通过设置数据存储器、报警电路和显示器，在数据存储器中提前设置好每一个制动参数的阈值，当任意一个超过设定的阈值时，均驱动报警电路报警提醒，且数据通过显示器实时显示，操作简单，控制有效。
4、本实用新型设计新颖合理，体积小，安装布设方便，操作简单，实用性强，便于推广使用。
综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，采用两片PSoC微控制器分别用于多路数据采集和数据处理，可靠性高，且采用CAN总线通信方式，抗干扰性强，数据传输速度快，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型第一PSoC微控制芯片的电路原理图。
图3为本实用新型第一CAN收发器的电路原理图。
图4为本实用新型第一电涡流传感器的电路原理图。
图5为本实用新型第二电涡流传感器的电路原理图。
图6为本实用新型第二PSoC微控制芯片的电路原理图。
图7为本实用新型第二CAN收发器的电路原理图。
图8为本实用新型报警电路的电路原理图。
附图标记说明:
1—数据采集终端； 1-1—第一PSoC微控制芯片；
1-2—供电电源； 1-3—第一电涡流传感器；
1-4—第二电涡流传感器； 1-5—压力变送器；
1-6—温度传感器； 1-7—计时电路； 1-8—第一CAN收发器；2—监控主机； 2-1—第二PSoC微控制芯片；
2-2—第二CAN收发器； 2-3—数据存储器； 2-4—显示器；
2-5—报警电路。
具体实施方式
如图1、图2和图6所示，本实用新型包用于采集煤矿提升机制动参数的数据采集终端1和用于监测所述数据采集终端1采集的数据并报警提醒的监控主机2；所述数据采集终端1包括第一PSoC微控制芯片1-1、供电电源1-2和与所述第一PSoC微控制芯片1-1相接的第一CAN收发器1-8，所述第一PSoC微控制芯片1-1的输入端接有用于采集提升机闸瓦间隙的第一电涡流传感器1-3、用于采集提升机制动盘偏摆量的第二电涡流传感器1-4、用于采集提升机制动油压的压力变送器1-5、用于采集提升机闸瓦温度的温度传感器1-6和用于记录提升机制动器安全制动空行程时间的计时电路1-7；所述监控主机2包括第二PSoC微控制芯片2-1以及与所述第二PSoC微控制芯片2-1相接的第二CAN收发器2-2和数据存储器2-3，所述第二PSoC微控制芯片2-1的输出端接有显示器2-4和报警电路2-5；所述第一CAN收发器1-8与所述第二CAN收发器2-2相接；所述第一PSoC微控制芯片1-1包括型号为CY8C3866的芯片U1，所述第二PSoC微控制芯片2-1包括型号为CY8C3866的芯片U2。
如图4所示，本实施例中，所述第一电涡流传感器1-3包括电涡流传感器RP6625，所述电涡流传感器RP6625的输出端OUT与芯片U1的第69管脚相接。
如图5所示，本实施例中，所述第二电涡流传感器1-4包括电涡流传感器RP6606，所述电涡流传感器RP6606的输出端OUT与芯片U1的第70管脚相接。
本实施例中，所述压力变送器1-5包括压力传感器PTS703，所述压力传感器PTS703的输出端与芯片U1的第82管脚相接。
本实施例中，所述温度传感器1-6为热电偶PT100K。
如图3所示，本实施例中，所述第一CAN收发器1-8包括型号为PCA82C250的芯片U4，所述芯片U4的TXD管脚与芯片U1的第84管脚相接，芯片U4的RXD管脚与芯片U1的第83管脚相接，芯片U4的VCC管脚与5V电源输出端相接。
如图7所示，本实施例中，所述第二CAN收发器2-2包括型号为PCA82C250的芯片U3，所述芯片U3的TXD管脚与芯片U2的第84管脚相接，芯片U3的RXD管脚与芯片U2的第83管脚相接，芯片U3的VCC管脚与5V电源输出端相接，芯片U3的CANH管脚与芯片U3的CANH管脚相接，芯片U3的CANL管脚与芯片U3的CANL管脚相接。
如图8所示，本实施例中，所述报警电路2-5包括芯片AQW214和扬声器SPEAK，所述芯片AQW214的1V+管脚与三极管Q1的集电极相接，三极管Q1的发射极与5V电源输出端相接，三极管Q1的基极通过电阻R5与芯片U2的第44管脚相接，芯片AQW214的O1管脚分两路，一路与所述扬声器SPEAK的负极-相接，另一路经二极管D1与12V电源输出端相接；扬声器SPEAK的正极+接12V电源输出端，芯片AQW214的O2管脚接发光二极管LED0的阴极，发光二极管LED0的阳极通过电阻R4与5V电源输出端相接。
本实施例中，所述第一电涡流传感器1-3还包括第一探头，所述第一探头安装在所述电涡流传感器RP6625上。
本实施例中，所述第二电涡流传感器1-4还包括第二探头，所述第二探头安装在所述电涡流传感器RP6606上。
本实用新型使用时，通过供电电源1-2为数据采集终端1中的各个用电模块供电，第一电涡流传感器1-3通过第一探头采集提升机闸瓦间隙，第二电涡流传感器1-4通过第二探头采集提升机制动盘偏摆量，压力变送器1-5采集提升机制动油压，温度传感器1-6采集提升机闸瓦温度，计时电路1-7记录提升机制动器安全制动空行程时间，采集到的多个数据均送入到第一PSoC微控制芯片1-1中，第一PSoC微控制芯片1-1通过第一CAN收发器1-8将采集的提升机制动数据传输给监控主机2，监控主机2通过第二CAN收发2-2接受数据并送入到第二PSoC微控制芯片2-1中，在数据存储器2-3中提前设置各个参数的阈值，当被测金属与第一探头之间的闸瓦间隙距离阈值、被测金属与第二探头之间的制动盘偏摆量距离阈值、制动油压压力阈值、闸瓦温度阈值或空动时间阈值中的任意一个数据超过自身阈值时，显示器2-4显示数据，报警电路2-5提示及时调整制提升机工作状态，避免事故的发生，使用效果好。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：包括用于采集煤矿提升机制动参数的数据采集终端(1)和用于监测所述数据采集终端(1)采集的数据并报警提醒的监控主机(2)；所述数据采集终端(1)包括第一PSoC微控制芯片(1-1)、供电电源(1-2)和与所述第一PSoC微控制芯片(1-1)相接的第一CAN收发器(1-8)，所述第一PSoC微控制芯片(1-1)的输入端接有用于采集提升机闸瓦间隙的第一电涡流传感器(1-3)、用于采集提升机制动盘偏摆量的第二电涡流传感器(1-4)、用于采集提升机制动油压的压力变送器(1-5)、用于采集提升机闸瓦温度的温度传感器(1-6)和用于记录提升机制动器安全制动空行程时间的计时电路(1-7)；所述监控主机(2)包括第二PSoC微控制芯片(2-1)以及与所述第二PSoC微控制芯片(2-1)相接的第二CAN收发器(2-2)和数据存储器(2-3)，所述第二PSoC微控制芯片(2-1)的输出端接有显示器(2-4)和报警电路(2-5)；所述第一CAN收发器(1-8)与所述第二CAN收发器(2-2)相接；所述第一PSoC微控制芯片(1-1)包括型号为CY8C3866的芯片U1，所述第二PSoC微控制芯片(2-1)包括型号为CY8C3866的芯片U2。
2.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一电涡流传感器(1-3)包括电涡流传感器RP6625，所述电涡流传感器RP6625的输出端OUT与芯片U1的第69管脚相接。
3.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二电涡流传感器(1-4)包括电涡流传感器RP6606，所述电涡流传感器RP6606的输出端OUT与芯片U1的第70管脚相接。
4.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述压力变送器(1-5)包括压力传感器PTS703，所述压力传感器PTS703的输出端与芯片U1的第82管脚相接。
5.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述温度传感器(1-6)为热电偶PT100K。
6.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一CAN收发器(1-8)包括型号为PCA82C250的芯片U4，所述芯片U4的TXD管脚与芯片U1的第84管脚相接，芯片U4的RXD管脚与芯片U1的第83管脚相接，芯片U4的VCC管脚与5V电源输出端相接。
7.按照权利要求6所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二CAN收发器(2-2)包括型号为PCA82C250的芯片U3，所述芯片U3的TXD管脚与芯片U2的第84管脚相接，芯片U3的RXD管脚与芯片U2的第83管脚相接，芯片U3的VCC管脚与5V电源输出端相接，芯片U3的CANH管脚与芯片U3的CANH管脚相接，芯片U3的CANL管脚与芯片U3的CANL管脚相接。
8.按照权利要求1所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述报警电路(2-5)包括芯片AQW214和扬声器SPEAK，所述芯片AQW214的1V+管脚与三极管Q1的集电极相接，三极管Q1的发射极与5V电源输出端相接，三极管Q1的基极通过电阻R5与芯片U2的第44管脚相接，芯片AQW214的O1管脚分两路，一路与所述扬声器SPEAK的负极-相接，另一路经二极管D1与12V电源输出端相接；扬声器SPEAK的正极+接12V电源输出端，芯片AQW214的O2管脚接发光二极管LED0的阴极，发光二极管LED0的阳极通过电阻R4与5V电源输出端相接。
9.按照权利要求2所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第一电涡流传感器(1-3)还包括第一探头，所述第一探头安装在所述电涡流传感器RP6625上。
10.按照权利要求3所述的一种基于PSoC的煤矿提升机制动系统保护装置，其特征在于：所述第二电涡流传感器(1-4)还包括第二探头，所述第二探头安装在所述电涡流传感器RP6606上。
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| CN108203033A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-06-26 | 日立电梯（中国）有限公司 | 一种智能电梯制动控制系统 |
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