[發明專利]基于STM32的掘進機控制系統

無效

• 申請號: 201210300199.0
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102808620A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 盧軍
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

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技術領域

本發明涉及掘進機控制領域，具體一種基于STM32的掘進機控制系統。

背景技術

掘進是煤礦生產的重要生產環節，掘進機是煤礦開采的關鍵設備，掘進機技術關系著煤礦的安全生產和效率，提高掘進機工作的可靠性和發展新型掘進機已成為煤礦安全生產和提高效率的一個重要課題。目前廣泛使用的掘進機控制系統是采用PLC作為核心控制器，受PLC資源和功能的局限，已不能滿足現代掘進機集智能化、自動化于一體化的發展需求。

發明內容

本發明要解決問題是提供一種基于STM32的掘進機控制系統，其結構簡單，內部資源豐富、集智能化、自動化于一體化。

本發明的技術方案為：

基于STM32的掘進機控制系統，包括有STM32主站處理器，與STM32主站處理器連接的STM32從站處理器，與STM32主站處理器連接的人機接口模塊，與STM32從站處理器信號輸出端連接的開關量輸出模塊，以及分別與STM32從站處理器信號輸入端連接的數據采集模塊和開關量輸入模塊。

所述的STM32從站處理器信號輸出端上連接有漏電閉鎖保護模塊。

所述的STM32主站處理器上連接有EEPROM模塊。

所述的開關量輸入模塊通過第一光耦隔離電路與STM32從站處理器信號輸入端連接；所述的開關量輸出模塊通過第二光耦隔離電路與STM32從站處理器信號輸出端連接。

所述的人機接口模塊包括與STM32主站處理器信號輸出端連接的顯示屏和與STM32主站處理器信號輸入端連接的鍵盤。

所述的數據采集模塊包括電流互感器和電壓互感器，所述的電流互感器和電壓互感器均通過降壓濾波器與STM32從站處理器信號輸入端連接。

所述的STM32主站處理器和STM32從站處理器上均設置有RS485通信接口，STM32主站處理器和STM32從站處理器通過RS485通信接口連接。

本發明的優點：

本發明的STM32主站處理器和STM32從站處理器均是以STM32作為核心處理器，該處理器芯片專門設計應用于滿足集高性能、低功耗、競爭性價格于一體的工業控制領域的要求。該芯片最高工作頻率可達72MHZ，由于該芯片集成了豐富的內部資源，使硬件結設計構更加簡單，系統功耗也大大降低，STM32的ADC采樣精度為12位，為逐次逼近型模數轉換器，各通道的轉換可以單次、連續、掃描或間斷模式執行。此外，多種轉換模式供選擇，支持DMA數據傳輸，同時STM32具有多個標準的USART串行通信接口。

本發明結構簡單、使用方便，采集STM32核心處理器對掘進機進行控制，實現智能化、自動化操作于一體。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

具體實施方式

見圖1，基于STM32的掘進機控制系統，包括有STM32主站處理器1，與STM32主站處理器1連接的STM32從站處理器2，與STM32主站處理器連接的EEPROM模塊3和人機接口模塊4，通過第一光耦隔離電路7與STM32從站處理器2信號輸入端連接的開關量輸入模塊5，通過第二光耦隔離電路8與STM32從站處理器2信號輸出端連接的開關量輸出模塊6，與STM32從站處理器2信號輸入端連接的數據采集模塊9，與STM32從站處理器2信號輸出端連接的漏電閉鎖保護模塊10；

人機接口模塊4包括與STM32主站處理器2信號輸出端連接的顯示屏和與STM32主站處理器2信號輸入端連接的鍵盤；數據采集模塊9包括電流互感器和電壓互感器，電流互感器和電壓互感器均通過降壓濾波器11與STM32從站處理器信號輸入端連接；STM32主站處理器1和STM32從站處理器2上均設置有RS485通信接口，STM32主站處理器1和STM32從站處理器2通過RS485通信接口連接。

STM32主站處理器1作為顯示和控制核心；STM32從站處理器2作為采樣和繼電器動作輸出核心；EEPROM模塊3主要用于實時讀寫系統運行時的故障信息和設定系統參數，同時外接設備可讀取系統EEPROM信息，方便進行分析和診斷；人機接口模塊4包括與STM32主站處理器2信號輸出端連接的顯示屏和與STM32主站處理器2信號輸入端連接的鍵盤，顯示屏使用3.2寸的TFT屏，實時顯示系統實際參數以及電機運行狀態，鍵盤用來設定系統參數查詢故障信息及控制電機啟動和停止；開關量輸入模塊5采用第一光耦隔離電路7進行隔離，從IN1輸入，經過光耦輸出至STM32的GPIO口，實現對STM32的電氣隔離和保護；開關量輸出模塊6采用第二光耦隔離電路8進行隔離，其主要進行控制信號的隔離輸出，STM32從站處理器2的控制信號經開關量輸出模塊6控制繼電器動作，通過控制繼電器的開和關，從而控制掘進機的交流接觸器的動作；數據采信模塊9主要采集掘進機電機的電壓和電流，由于供電系統都是高電壓、大電流，因此，采集電壓、電流信號時要用電壓、電流互感器采集其相應信號，信號經降壓濾波器11降壓濾波處理后使信號幅值范圍在0V到3.3V之間，然后再將信號輸入到STM32從站處理器2的AD通道進行模擬信號的數據采信；漏電閉鎖保護模塊10在掘進機電機起動前對電機繞組及部分供電線路進行絕緣檢測,采用附加直流電源的檢查原理，CPU對絕緣電阻進行檢測，當被檢測部分的絕緣電阻值大于規定值時，控制器內部的輸出接點閉合，允許電動機正常起動，如果絕緣電阻值小于規定值，控制器內部接點斷開，電機不能起動，即實現了漏電閉鎖保護，當系統檢測到外部絕緣阻值恢復到一定值時，漏電閉鎖保護模塊10將自動解鎖。