自走铁矿井下车辆识别与交通信号控制系统研究与设计

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自走铁矿位于云南省玉溪市,采用平硐和斜坡道联合开拓。无轨车辆从1480中段硐口进入,经由1#斜坡道通行。从安全生产、提升效率、智能化矿山建设的角度出发,预建立一套车辆定位与交通信号控制系统。经过调查发现,市场上此类系统产品主要有以下不足:基本上都是以煤矿使用而设计的,非煤矿山相对良好一点的环境使得这些系统,在系统造价、设备体积、运营维护方面都有相当大的额外成本;而且此类系统使用较多的是RFID的车辆识别技术、多组件的基站,这使系统成本很难降低,进一步的智能化建设受限。本文以自走铁矿1480-1430中段为研究出发点,结合国内外研究现状、市场产品、部分矿山应用和具体的工程背景,做出了方案设计,然后采用ZigBee无线通信、PLC可编程控制器、通信、计算机等技术从硬件选型、软件程序完成了系统的车辆定位、信号控制。本文工作和成果如下:1.设计了一套新的井下车辆交通信号控制系统基站方案。方案借鉴互联网的分布式架构概念,采用小型智能可编程控制器S7-200SMART SR20在每个节点处设置数据处理、通讯、综合控制多项功能整合的集中一体基站,替代了传统的多组件、大体积的基站。2.采用了Texas Instruments公司的CC2530F256 ZigBee无线通信芯片作核心板,再采用CH340G芯片和TTL转RS485对车辆识别协调器/路由器节点串口通信,编写了基站西门子内核与CC2530 8051内核的自由口通讯协议,为矿山进一步智能化建设打下基础。3.井下部分完成后,基站接入矿山局域网。地面采用King View组态软件,通过IP地址和寄存器接入各个接口,通过可视化编程,实现对井下系统监视与控制,并具有自动记录通行数据与生成报表的功能。本系统经调试验证,在车辆定位、数据信号传递、信号处理与控制、上位监控等各方面状态良好,相比于市面已有系统,降低了一半以上开发和后期维护成本。细化分布式架构和小型数据处理、通讯控制整合的基站在当前应用较少,有一定创新性。对此类工程应用与研究,有一定意义的参考价值。
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