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基于WiFi和无线遥控技术的地下铲运机远程控制

来源:上海巨力采矿设备掌上彩票 发布时间:2018-12-21 点击次数:

摘要:随着开采深度的增加,地下开采的环境质量越来越差,严重威胁着人类的健康和生命安全。此外,严格的环境保护和安全法规的引入,导致地下矿物开采成本的增加。为了满足社会需要,必须提高采矿效率。因此,自动化技术应运而生,控制系统的开发和应用必将成为不可缺少的一部分。
    
     在恶劣的地下施工环境中,工作人员无法达到进行机械遥控操作的要求,采用WiFi无线通信和无线遥控技术对刮板机的无人遥控操作技术进行了研究。在原有液压回路的基础上,对电路进行了改进,使之满足远程控制的要求,利用无线局域网,通过Ad Hoc方式直接建立点对点通信链路和地下无线网络,可以很好地实现无人值守的自动化远程操作。地下采矿的质量越来越差,严重威胁着人类的健康和生命安全。此外,严格的环境保护和安全法规的引入,导致地下矿物开采成本的增加。为了满足社会的需要,必须提高采矿效率。因此,自动化技术应运而生,远程控制势在必行,系统的开发和应用必将成为不可缺少的一部分,特别是近年来,随着无线网络技术在工业中应用的成熟,WiFi无线网络和无线遥控操作技术能够满足现代工业发展的需要。适用于井下铲运机,实现远程无线作业。在遥控模式下,驾驶员可以通过无线遥控手柄单元控制铲运机在远离铲运机的安全区域内的各种动作。在生产效率上大大提高,而且在很大程度上保护人体健康和生命安全。1.井下装载机遥控部分1.1手柄控制单元1.1.1LE控制单元
    
     该装置包括具有ARM核心微处理器的核心板、2.4GHz无线通信模块、两个控制手柄、2.4GHz天线和底部信号采集板,对装载机的正反转、左转、右转、手臂升降、卸载、节流增减进行控制。同时,还应增加以下辅助功能,包括远程启动、灭火、停车制动、辅助制动、前后灯控制。当使用无线遥控时,当人们在安全区域远离刮板机工作时,可以使用操作箱,如图1所示,以实现安全操作。
    
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     1.1.2内部信号采集、处理和传输系统有4个变速模拟信号和8个慢速模拟信号,采集系统可以采集0~5V之间的模拟信号,两种系统的精度都在0.1%以内,信号的记录时间不少于0.75s。由于模拟输入信号的电压范围是0-5V,采用LM324运算放大器构成的比例电路将输入信号转换成0-2.5V的电压,然后通过跟随器输入模拟开关,再输入AD转换器,AD7492转换芯片用于数据采样。2是AD公司推出的12位高速低功耗逐次逼近AD转换器,工作电压为2.7-5.25V,数据传输速率高达1MSPS。能满足采样标准的要求。
    
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     首先,系统的最小采样频率为40kHz,最小记录时间为0.75s,采用多通道开关和AD7492周期进行数据采集。在ADG506上设置4个变速信号和8个慢速变化信号,每次变速信号采集后立即采集8个慢速变化信号,然后通过循环交叉采样采集数据。12路信号经模数转换、ARM处理器处理、TLV5613转换为数字模拟。信号通过编码器编码和2.4GHz的无线天线传输到无线传输模块。TLV5613转换器是12位电压输出数字膜转换器(DAC),具有与8位微控制器兼容的并行接口。TLV5613可在2.7-5.5V的宽电源电压范围内工作。
    
     无线信号由信号收发模块通过天线接收,然后由DSP(C6000)处理,并通过TTL电平转换传送到每个控制开关,控制每个动作,从而实现安全区域的无线遥控驱动,如图3所示。
    
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     接收单元不仅可以接收地面遥控无线信号,还可以接收短距离无线控制信号。收发模块在发送数据包到网络之前检查网络的状态。当检测到智能接入点没有控制信号时,发送数据包到群组。控制显示平台获取实时状态信号,如果检测到射频上有其他数据,则模块只接收控制刮刀的信号,还可以通过车载单元上的遥控手动控制开关实现遥控和手动控制之间的切换。尼特
    
     刮板机前后装有摄像头,用于实时视频采集,采用专用高速数字信号处理板。如图3所示。发动机控制:高电平使发动机运转,低电平输出使发动机熄火;紧急制动:高电平释放紧急制动;辅助制动制动器:高档释放辅助制动器;快档慢档控制:档位切换到快档,低档慢档;正向控制:高档切换到正档;后向控制:高档切换到倒档;控制:高档释放升降控制:高档释放降落;铲斗升降:高档释放升降;铲斗降落:高档释放升降平放;左控:高档放;左控:高档换左档;右控:高档换右档。
    
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     所有电平信号采集传输到高速A/D转换器,转换成数字量,转换后的电平信号和视频信号用DSP(C6000系列)采集压缩,通过无线网络传输,数据通过以太网交换机传输到地面控制台。网络,以综合的方式显示加载器的操作,从而易于实现远程无线操作,其显示界面包括状态显示界面、显示控制界面和视频显示界面,如图4.2所示。刮板机液压改造线
    
     在原有液压回路的基础上,建立了一套与原手动操作并联的液压回路。两个回路前设有换向阀,用于手动和遥控切换,遥控时采用三个比例电磁阀控制液压油进入先导阀的方向,以满足铲斗倾卸、扶手升降和铲运机转向控制的要求,如图5所示。
    
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     在制动回路中,NICO电液制动阀与原有踏板制动阀并联,通过控制面板输入不同的电压值,控制阀开闭大小,实现辅助制动。目前,我国煤矿井下无线网络大多采用有线通信方式。国外矿井通信方式主要包括漏电、感应、穿透、CDMA和WiFi通信,本文采用WiFi通信方式工作。
    
     该系统由智能接入点(IAP)、交换机和电缆组成,如图6所示。
    
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     智能接入点是矿井综合无线局域网中的无线网络与有线网络之间的桥梁。它由一个无线输出端口和一个有线网络接口(802.3接口)。像一个网络中的无线基站,它聚集所有的网络终端设备信息在有线网络。除了作为解复用器,网络交换机主要用于数据包的快速转发。他们为转发数据帧从一个端口到另一个任意端口提供低延迟和低开销的路由。智能接入点设置AT 2R(无线传输距离)和尖锐的转折点的道路在一定的距离。智能接入点与无线通信交换机通信。在社区每个装载机可以实现无线直接沟通,或通过智能接入点。如果我们想实现A与B之间的长距离无线通信,可以通过在该地区的智能接入点通过开关发送无线信号,然后在一个智能接入点原因是通过光缆定位,然后把信息传送到仪器B,从而实现远程通信,也可以直接将信号发送到地面控制台,并将信号发送到B通过地面控制系统。同样,B也可以通过控制台发送实时信息,该通信系统中的接入点,任何一个只能失败,这只会影响当地的通信,但不会影响电影明星网络通信。因此,在某种程度上,该系统具有较强的容错性。同时,通信是由开关控制,以及无线信道的不智能接入点没有被占用,可以被其它用户使用,和线路利用率高。无线网络体系结构主要包括802.11 b / g无线接入点,网络交换机和通信电缆。工作频率为2.4 GHz的带宽达到54 MB / s可以实现实时视频传输和远程操作方便的遥控操作。根据实际情况,基于802.11n Mesh接入点,802.11a或其他无线网络可以使用。3.2点对点通信
    
    
    
    
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