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MiniARM煤矿瓦斯监控解决方案
 应用背景

  煤炭行业是我国重要的基础能源产业,在我国能源工业和国民经济中占有重要地位,素有“工业粮食”之称。在我国的能源需求结构中,煤炭将在相当长的时间内居于主导地位。但我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平,生产效率低,安全隐患多,如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。瓦斯事故是当前煤矿生产的主要灾害,大多数煤矿企业都已经或正在进行瓦斯等安全生产监控系统的建设,但由于现有系统的局限性,无法使安全生产监督管理部门及时掌握矿井的瓦斯情况,企业的领导及主要安全责任人无法第一时间获得瓦斯超限报警信息。随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视,以及矿务局自身现代化管理的需求,煤矿安全生产监测系统越来越体现出其重要性。而煤矿是野外作业,点多、分散、距离长,从技术和管理的角度出发,煤矿系统联网安全监测已是必然趋势。
 

 要求
  MiniARM工控板是可定制的用于工业生产的控制板,集CAN-bus、RS-485、UART、以太网等通信接口于一身,非常易于系统集成。而且它已经固化了TCP/IP协议栈、CAN-bus协议栈、MODBus协议栈、USB协议栈、FAT文件管理系统、正版μC/OS-Ⅱ实时操作系统,以及带有模拟量输入、开关量输入、开关量输出、实时时钟、存储系统等完整的嵌入式基本硬件系统。致远电子公司还提供了非常详细的例子,用MiniARM工控板进行系统设计时,二次开发的工作量非常小,只需调用接口函数就可轻松完成复杂的操作。
  由于煤矿是野外作业,点多、分散、距离长,施工现场与监控中心之间的信息交流长期以来没有好的解决方案,很多地方甚至连电话线都没有,更谈不上采用光纤接入等方式。怎么解决?对,可以通过移动通信的GPRS网络无线传输。用MiniARM工控板+ZWG-22A,实现基于TCP/IP协议的监测数据的远程无线传输。此方案充分利用当前先进的通信网络及信息技术,与监控系统紧密结合,实时采集数据、全方位识别、全天候处理,可以及时将数据发送到监控中心,同时可以通过SMS短信将瓦斯实时信息发到各级相关责任人的手机,为有效防范煤矿瓦斯事故提供了成本低、见效快、高效率的数据传输平台,为煤炭企业安全生产提供强有力的监测手段。
  但煤矿分为井上和井下,井下是没有信号的,如何处理井下信息呢?可以使用国际标准的工业级现场总线CAN-bus。CAN(Controller Area Network)总线最早由德国BOSCH公司提出,主要用于汽车内部测量与控制中心之间的数据通信。由于传输可靠、实时性高,现已广泛应用于其他领域当中,如工业自动化、汽车电子、楼宇建筑、电梯网络、电力通讯和安防消防等诸多领域,并取逐渐成为这些行业的主要通讯手段。CAN-bus用于煤矿井下通讯系统当中,不仅可以增强系统的通讯可靠性、延长系统的距离、扩充系统的节点数,还能增强系统的实时性。当井下监控装置检测到瓦斯浓度、风速超过限定值或主扇开、停或运行负荷变化较大时,可以让管理者和主控设备能及时了解和及时处理,避免事故发生。
  注:ZWG-22A是我们公司生产的GPRS模块,详见GPRS通讯设备(DTU)简介。
  MiniARM工控板的功能是可裁剪的,您可以联系致远电子公司,让致远电子公司 为您的系统定制一套最合适的MiniARM工控板或底板。

 应用方案
  下面的功能框图是广州某公司采用我们的MiniARM工控板作为控制器的交通信号控制系统的方案。由于MiniARM工控板以32位飞利浦ARM芯片LPC2220作为核心主控芯片,将ARM最小系统、以太网控制器、USB控制器、低功耗RTC及海量存储设备高度集成于一块尺寸仅为70mm×50mm的PCB板上,并直接以固件形式提供致远公司自主开发的FAT文件管理系统、USB协议栈、TCP/IP协议栈、MODBus协议栈、CAN-bus协议栈以及正版μC/OS-II实时操作系统。用MiniARM开发时,您只须调用几个函数接口,就可“填空式”地完成一些比较复杂的操作。同时,致远电子提供了大量的应用案例,使您的开发非常轻松。

MiniARM煤矿瓦斯监控解决方案


 MiniARM工控板功能特点
32位工业级ARM7芯片LPC2220,最大工作频率75MHz;
8M RAM / 2M NOR Flash / 64M NAND Flash;
双UART,UART1符合16C550标准;
内置TCP/IP协议栈、USB协议栈、FAT文件管理系统;
内置CAN-bus协议栈、MODBus协议栈;
以太网控制器;
USB控制器;
I2C、SPI、PWM、带隔离的CAN-bus接口;
多达20个可用GPIO;
低功耗RTC、看门狗;
支持24位地址和16位数据总线扩展;
程序代码可加密,有效保护用户知识产权;
  注:MiniARM工控板的软、硬件均可裁剪,可联系致远电子公司定制。

 资料下载
MiniARM 工控板在煤矿瓦斯监控系统中的应用 [238KPDF2007-3-6:5838次]
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