帶式輸送機是煤礦最理想的高效連續(xù)運輸設(shè)備，與其他運輸設(shè)備(如機車類)相比,，具有輸送距離長,、運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點,，而且運行可靠,，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產(chǎn)高效礦井,，帶式輸送機已成為煤炭開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備,。由于煤礦井下環(huán)境惡劣，帶式輸送機設(shè)備易損壞,，一旦輸送帶與滾筒之間發(fā)生打滑及輸送帶溫度升高會嚴重威脅井下人員生命安全,，目前國內(nèi)對輸送帶溫度精確檢測問題一直沒有得到很好解決。

　　隨著DSP芯片技術(shù)與新型非接觸式紅外溫度傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展以及總線控制系統(tǒng)(FCS)逐漸取代傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(DCS)為設(shè)計一種新型井下帶式輸送機溫度檢測系統(tǒng)提供了可能,。本系統(tǒng)采用TMS320F2812作為信號采集和處理的核心,，外接CAN收發(fā)器TJAl050。當溫度傳感器檢測到滾筒溫度過高時,，DSP2812對溫度信號進行處理并通過CAN總線傳輸給遠程監(jiān)控站,，現(xiàn)場子站PLC降低輸送機轉(zhuǎn)速同時打開噴淋系統(tǒng)降低輸送帶溫度。

　　1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

　　1．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

　　帶式輸送機多路溫度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖示于圖1,。

　　1．2 核心控制器TMS320F2812

　　TMS320F2812是TI公司生產(chǎn)的32位DSP芯片,，是目前控制領(lǐng)域最高性能的處理器，精度高,、速度快,，特別適用于需要大批量處理數(shù)據(jù)的測控場合。 DSP2812內(nèi)置快速A／D轉(zhuǎn)換器,、增強的CAN模塊,、事件管理器、正交編碼電路接口等外設(shè),。特別適用于井下復(fù)雜電磁環(huán)境的使用,。DSP2812外設(shè)接口示意圖如圖2所示,。

　　DSP2812芯片內(nèi)部集成了32位完全功能的CAN控制器eCAN控制器模塊。當采用DSP2812處理器作為CAN總線的智能節(jié)點時,，只要在CAN總線與處理器之間增加CAN收發(fā)器即可接入網(wǎng)絡(luò),。

　　DSP2812芯片內(nèi)部還集成了一個12位帶流水線的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)模塊。ADC模塊共有16個通道,，可配置為兩個獨立的8通道模塊,，分別服務(wù)于事件管理器A和B，也可級聯(lián)構(gòu)成一個16通道模塊,。ADC模塊可以對采樣序列進行自動排序,，每當ADC模塊收到開始轉(zhuǎn)換請求能夠自動完成多路轉(zhuǎn)換，此外也可以對同一通道進行多次采樣,，可以有效提高轉(zhuǎn)換的精度,。當發(fā)現(xiàn)某一探測區(qū)域溫度異常時調(diào)整設(shè)置即可對該區(qū)域進行連續(xù)監(jiān)測。

　　1．3 紅外熱電偶溫度傳感器

　　由實驗可知當帶式輸送機滾筒打滑40min后輸送帶溫度可達到300℃左右,，此時溫度已接近輸送帶燃點,，輸送帶開始冒煙。由于輸送帶滾筒是一個滾動的機構(gòu),，所以必須使用非接觸式溫度傳感器探測其溫度,。目前國內(nèi)常見的非接觸式帶式輸送機溫度傳感器主要有：a．電磁感應(yīng)式傳感器，滾筒溫度改變引起測溫元件阻值改變,，此方法測溫準確,，抗干擾性強但反應(yīng)速度慢，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，不適用于井下安裝調(diào)試,。b．熱電阻式傳感器，將集成式溫度元件澆注在鐵殼內(nèi)貼近滾筒安放,。此方法安裝簡便,，但反應(yīng)時間長，也無法準確探測滾筒表面溫度,。c．熱釋電式傳感器,，在熱電元件受熱時由于晶體受熱引起晶體自發(fā)極化反應(yīng)從而得到電壓信號。此方法對可以對溫度變化做出反應(yīng),，但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，易損壞，也不適用于煤礦井下環(huán)境,。

　　本系統(tǒng)選用西安永泰公司C-50-B-1型低溫紅外熱電偶探頭,。此種傳感器既具有傳統(tǒng)熱電偶傳感器結(jié)構(gòu)簡單、制造方便,、測溫范圍寬,、準確度高,、信號易于遠傳的優(yōu)點，又實現(xiàn)非接觸式測溫,，具有抗干擾能力強,、便于安裝的特點。C-50-B-l型低溫紅外熱電偶探頭具有0～300℃的測溫范圍,，分辨率可達 O．1℃,，響應(yīng)時間200ms，以0～5V標準信號輸出,，便于DSPADC模塊采集,。由于目前礦用帶式輸送機皮帶寬帶大多在l～1．4m,，且紅外溫度探頭距離系數(shù)為16：l,，為防止漏檢漏報，采用八路溫度傳感器同時采樣,，保證了對滾筒溫度的均勻測量,。當某一測溫區(qū)域內(nèi)溫度超過報警閾值時即發(fā)出報警信號。滾筒溫度探測示意圖如圖3所示,。

 　　1．4 CAN現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)相比傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,、抗干擾能力強、節(jié)省連接電纜與維護費用的特點,。作為生產(chǎn)現(xiàn)場最前端的現(xiàn)場總線可以支持雙絞線,、同軸電纜、光纜等連線,，具有較強的抗干擾性,，可以滿足本征防爆安全要求，特別適合在井下使用,。CAN總線作為一種實時控制的串行通信網(wǎng)最大通信距離可達10km,，最大可達通信碼速1Mb／s，最多可連接110個設(shè)備,，具有極高的可靠性,、實時性，特別適合工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備互連,。CAN總線數(shù)據(jù)協(xié)議已經(jīng)集中到各種芯片中,，由于DSP2812芯片已經(jīng)集成了CAN控制器，只要在芯片與CAN總線之間增加高速CAN收發(fā)器TJAl050,。DSP2812與 TJAl050的連接如圖4所示,。

 　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)主站主要完成遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)存儲、打印,、顯示,，與下位機通訊顯示輸送機溫度,，轉(zhuǎn)送，故障報警等功能?，F(xiàn)場DSP程序主要包括兩部分功能：溫度檢測 ADC轉(zhuǎn)換與CAN總線通信,。DSP2812溫度采集與傳輸流程圖如圖5所示。CAN總線通信時各智能節(jié)點通過CAN總線不斷向上位機發(fā)送測試數(shù)據(jù),，上位機通過指令方式設(shè)置溫度上下限并對報警溫度做出處理,。

　　3 結(jié)論

　　基于DSP2812的帶式輸送機多路溫度檢測系統(tǒng)充分利用了DSP2812的強大運算能力，結(jié)合新型紅外熱電偶溫度探測器改進了傳統(tǒng)帶式輸送機滾筒溫度測量精度不高,、測量數(shù)據(jù)不可靠的問題,。高速CAN總線網(wǎng)絡(luò)大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，增強了系統(tǒng)監(jiān)控的實時性,。由于各智能節(jié)點均掛載于同一總線上,，節(jié)省了井下布線工作量，采用光纖作為傳輸介質(zhì)可以保證數(shù)據(jù)抗干擾與安全生產(chǎn)的需要,。