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基于CAN总线的井下水泥摊铺机电液控制系统
| 论文题名： | 基于CAN总线的井下水泥摊铺机电液控制系统 |
| 关键词： | 煤矿井下水泥摊铺机;控制系统;CAN总线 |
| 摘要： | 在当前煤炭开采运输过程中使用了大量机械设备，然而在煤矿井下巷道路面的铺筑过程中普遍使用人工或半自动化摊铺，存在自动化水平低、作业速度慢、路面质量差等问题。为了提高摊铺作业效率以及摊铺质量，本文对适用于煤矿巷道的智能化滑模式水泥摊铺机的电液控制系统进行研究与设计。 首先，根据煤矿井下水泥摊铺机的作业环境和所要实现的基本功能对摊铺机进行分析设计，用三维软件构建了摊铺机整机结构模型，设计了摊铺机的行走液压系统、工作装置液压系统。根据电控系统功能需求和摊铺机电子控制理论知识，完成了摊铺机电控系统总体方案设计，并确立WiFi通信网络的远程遥控通讯方式。 其次，按照井下水泥摊铺机所要实现的具体功能，选择意法半导体公司生产的STM32F103ZET6作为控制器主控芯片，分别设计了中央控制器、行走控制器、工作控制器的硬件结构框图以及控制器基本电路。对摊铺机功能模块硬件进行了设计，包括传感器选型和调理电路设计、下载和存储电路设计、通讯系统硬件选型与电路设计和开关量和PWM接口电路设计。完成了控制器I/O引脚进行分配，总体电路图绘制以及电气元件防爆设计。 再次，对摊铺机控制系统软件功能如信息采集、CAN通讯、数据处理、故障诊断、行走控制、工作装置控制等功能模块进行了软件设计，完成了各功能模块控制流程图的编制，使用LabVIEW开发软件完成了上位机监控系统界面开发。 最后，对所设计的CAN通讯软硬件进行了模拟实验。上位机通过WiFi转CAN模块下发控制命令，完成对中央控制器CAN通信网络控制报文的接收与发送，行走控制器将接收到的传感器信息通过CAN网络发送到中央控制器并在其屏幕上显示。实验结果表明：采用WiFi转CAN方式可以完成对摊铺机控制系统的指令传输，实现摊铺机远程控制目的，控制器之间可以通过CAN网络完成信息交换，验证了CAN通讯方案的可行性，为井下水泥摊铺机控制系统实际应用和智能化发展奠定了基础。 |
| 作者： | 霍富强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 司癸卯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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