基于CAN总线的皮带保护装置及控制方法与流程

专利2025-05-27  16


本发明涉及皮带输送机,尤其是一种基于can总线的皮带保护装置及控制方法。


背景技术:

1、目前,皮带输送机己成为各行业散料连续运输的主设备,在煤矿井下运输中也占有主导地位,其运行状况的好坏,直接影响着整个煤矿井下物料的输送,对煤矿生产起着非常重的作用。皮带输送机在运行过程中,其可能产生的打滑、急停(手动开关紧急触发停机)、跑偏、撕裂、温度等问题也一直是厂家和使用单元研究、解决的常见故障。为保障安全生产,《煤矿安全规程》也明文规定:煤矿井下井下使用的皮带输送机必须根据现场条件安装相应的保护装置。

2、现有的皮带保护装置,对于can总线的占用率始终居高不下,使得总线上的通信常常冲突不断,遭遇紧急情况时,也无法做到保护的实时性,不但影响了正常的运输效率,也具有一定的安全隐患。


技术实现思路

1、为解决现有技术中的至少一个技术问题,本发明实施例提供一种基于can总线的皮带保护装置及控制方法,能够有效的改善装置在使用中存在的隐患,更有利于煤矿井下安全管理。为实现以上技术目的,本发明实施例采用的技术方案是:

2、第一方面,本发明实施例提供了一种基于can总线的皮带保护装置,包括:

3、主控设备,设置于皮带机头处,用于获取网关上报的皮带沿线各节点设备发送的状态信息,以及网关监听或检测获得的报警信息,并相应执行启机/停机动作;所述主控设备与网关电连接;

4、网关,设置于皮带机头处,用于获取和汇总各节点设备发送的状态信息,监听或检测can总线以获得报警信息,并向主控设备发送;所述网关通过线路连接各节点设备和终端;所述线路包括供电线和can总线;

5、节点设备,多个节点设备间隔分布于皮带沿线,采集各分布位置皮带的状态信息,并向网关发送;

6、终端,设置在皮带机尾处,用于通过can总线向节点设备和网关发送巡检命令。

7、进一步地,所述报警信息包括触发报警信息和断线报警信息;网关通过监听can总线上节点设备发送的报警命令获得触发报警信息,网关通过检测can总线上巡检命令超时不存在获得断线报警信息。

8、第二方面,本发明实施例提供了一种基于can总线的皮带保护装置的控制方法,包括:

9、排序阶段的控制方法,包括:

10、步骤s101,从皮带机头向皮带机尾方向,首先第1个节点设备上电启动;

11、步骤s102,当第n个节点设备在上电启动后,发送搜索命令;

12、步骤s103,对于当前发送搜索命令的节点设备的各前级节点设备,所述前级节点设备已获取自身编号m,当收到搜索命令时,根据自身编号m分别进行间隔延时,间隔延时的延时时间到达时立即发送搜索响应;

13、步骤s104,第n个节点设备接收所有的搜索响应,当超过预设搜索响应延时时长不再收到任何搜索响应,则获取所有的搜索响应中的最大编号k,将k+1作为第n个节点设备的自身编号,打开后级设备电源;

14、步骤s105,当最后一个节点设备上电并设置好自身编号之后,打开终端电源;当终端上电之后,皮带保护装置工作阶段;

15、工作阶段的控制方法,包括:

16、步骤s201,终端上电后,按照设定的巡检周期发送巡检命令;

17、步骤s202,各节点设备当收到巡检命令时,根据自身编号m分别进行间隔延时,间隔延时的延时时间到达时发送巡检响应;所述巡检响应的内容至少包括皮带的状态信息;

18、步骤s203,网关在检测到巡检命令后,监听can总线,根据收到的巡检响应,汇总所有节点设备发送的状态信息,并发送给主控设备;网关将巡检命令转发给主控设备;

19、主控设备根据收到的汇总的状态信息,用于判断皮带状态正常,根据周期性收到的巡检命令,用于判断线路完整。

20、进一步地,间隔延时的延时时间设置为10*m毫秒。

21、进一步地,搜索响应的命令id为一串连续的id号,一串连续的id号的数量等于节点设备的数量;搜索响应的内容为节点设备的自身编号。

22、进一步地,在排序阶段,所有节点设备除了响应搜索命令之外,一律处于静默状态。

23、进一步地,所述工作阶段的控制方法还包括:

24、步骤s204,当皮带保护装置中至少一个节点设备与其它皮带保护装置中的设备存在连锁控制关系时,网关在一个巡检周期末尾的空闲时隙向该节点设备发送控制命令,以控制该节点设备的相关继电器动作。

25、进一步地,控制命令的内容包括该节点设备的继电器状态和该节点设备的自身编号;

26、收到控制命令的该节点设备不需要回复控制响应,所述巡检响应的内容还包括节点设备的继电器状态,网关将在下一个巡检周期中检测收到控制命令的该节点设备发送的巡检响应的内容,以判断控制命令是否被执行。

27、进一步地,所述的基于can总线的皮带保护装置的控制方法,还包括报警的控制方法,包括:

28、触发报警控制方法,包括:

29、步骤s301,当节点设备产生触发报警时,立即按照设定的报警周期发送报警命令;所述报警命令的优先级高于搜索响应和巡检响应的优先级;所述报警周期小于巡检周期;

30、步骤s302,终端在监听到报警命令后,暂停发送巡检命令;其它未发送报警命令的节点设备在收到报警命令后,进入静默状态;

31、步骤s303,网关在监听到报警命令后,判断为触发报警信息,通过开关量通知主控设备;同时,网关监听到报警命令后,向can总线发送确认命令;

32、步骤s304,发出报警命令的节点设备收到确认命令后,转为静默状态;终端监听到确认命令后,监测can总线存在一个设定空闲时长的空闲后,重新开始发送巡检命令;

33、步骤s305;所述巡检响应的内容还包括收到报警确认状态,发出报警命令的节点设备在后续发出的巡检响应中,将所述收到报警确认状态置位,以标记已经收到确认命令;

34、节点设备的报警解除后,发出的巡检响应中,其内容中皮带的状态信息和收到报警确认状态均置0;

35、断线报警控制方法,包括:

36、步骤s401,网关实时监听can总线,当检测到连续n个巡检周期均无巡检命令时,判断发生断线报警,将断线报警信息发送给主控设备;n取2~5。

37、进一步地,报警命令的内容包括皮带的状态信息、节点设备的继电器状态、收到报警确认状态;

38、根据报警命令的命令id号区分发送报警命令的节点设备。

39、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过本技术提出的基于can总线的皮带保护装置的架构以及相应的控制方法,能够减少can总线冲突,可以有效解决现有煤矿皮带保护中存在的问题,并且大大提高皮带保护装置的运行稳定性,在恶劣的煤矿环境下,保证了皮带输送机的正常运行。相较于现有技术的优点如下:

40、1)can总线上命令/响应的内容均为1字节,可以大幅降低总线利用率。

41、2)无需人工编码,系统各节点设备能够进行快速有效排序。

42、3)可实时监测工作中线路的完整性。

43、4)分时隙完成控制及通信,最大程度避免can总线冲突。

44、5)可根据实际情况,灵活调整优先级。

45、6)皮带保护装置具有较强的报警实时性。

46、7)控制灵活,易于扩展。


技术特征:

1.一种基于can总线的皮带保护装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的基于can总线的皮带保护装置,其特征在于,

3.一种基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,包括:

4.如权利要求3基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,

5.如权利要求3基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,

6.如权利要求3基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,

7.如权利要求3基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,

8.如权利要求7基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,

9.如权利要求3~8中任一项所述的基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,还包括报警的控制方法,包括:

10.如权利要求9基于can总线的皮带保护装置的控制方法,其特征在于,


技术总结
本发明提供一种基于CAN总线的皮带保护装置及控制方法,基于CAN总线的皮带保护装置包括:主控设备,设置于皮带机头处,用于获取网关上报的皮带沿线各节点设备发送的状态信息,以及网关监听或检测获得的报警信息;所述主控设备与网关电连接;网关,设置于皮带机头处,用于获取和汇总各节点设备发送的状态信息,监听或检测CAN总线以获得报警信息,并向主控设备发送;所述网关通过线路连接各节点设备和终端;所述线路包括供电线和CAN总线;节点设备,多个节点设备间隔分布于皮带沿线,采集各分布位置皮带的状态信息,并向网关发送;终端,设置在皮带机尾处,用于通过CAN总线向节点设备和网关发送巡检命令;本发明可减少CAN总线冲突。

技术研发人员:李亚彬,陆吉斌,徐寿泉,叶国庆,张华洋
受保护的技术使用者:常州奥普恩自动化科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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