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基于CAN总线的矿井积水水位监控系统
资料介绍
煤矿安全生产一直以来都受到水文地质灾害的严重影响。目前，国内煤矿井下水位监控系统主要采用集散控制系统，该系统由主从式体系结构组成、采用时分制通讯为主流技术，其监控底层设备无法进行相互间信息交换。此外，由于受到传感器技术的限制，矿井水位监控系统只能布置在工作环境较好的水仓处，无法覆盖整个煤矿井下工作环境，因此无法采集能最直接反应水文信息变化的巷道水位信息，造成监控系统检测精度低、反应迟缓，不能及时发出报警并将积水排出。
本课题针对现有矿井水位监控系统的弊端，研究了一套全新的水位监控系统，该系统能够覆盖整个煤矿井下工作环境。其核心技术是利用变介质电容原理设计了一种新型水位传感器，通过聚四氟乙烯电缆将水位高度转化成相应电容值，再通过专用电路进一步将电容值转化为标准的电压值，并综合运用平均值滤波法及插值法拟合系统特性曲线，消除了所采集信息中的干扰误差，实现新型水位传感器系统的非线性校正；以单片机MSP430F169为核心处理器，设计了矿井分站，为了兼容现有井下传感器，降低监控系统成本，本系统还设计了多种传感器信号采集通道，不仅能够读取新型传感器的信号，而且还能够读取传统模拟量和开关量传感器的信号，读取传感器信号后，经过分站核心处理器的分析、处理后，根据处理后的结果，采用连级排水的方式实现井下积水的自动排除，并将读取的信号通过CAN总线传输给监控中心。当水位超过警戒水位时，能够及时报警；本系统采用CAN总线通信方式进行设备间的信息交流，通过对现有CAN控制器和收发器进行比较，选择了MCP2515芯片为CAN控制器以及应用TJA1040芯片作为CAN收发器构成了CAN总线通信模块，实现了应用CAN总线进行数据的发送和接送等功能；以监控系统组态软件为平台，设计了人机交换界面，通过它实现对底层设备进行远程监控。
实验表明：本课题研制的新型水位传感器具有较高的检测精度，其非线性度误差减少到0.4％以下，能够满足在复杂环境下工作的要求；矿井分站能够采集各种类型传感器发送的信号，并能够适时的控制水泵的开停，达到兼容各种类型传感器和降低成本的目的；CAN总线通信大大提高了数据传输的正确率，将底层设备有效的连接起来，使得监控系统间信息无障碍传输。矿井积水水位监控系统能够实时...
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| 基于CAN总线的矿井积水水位监控系统.pdf | 7M |
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