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基于遥控模式的矿运卡车测控系统研究与设计

作者：林启东 Publish: 2007-8-8 Hits:-

【中文题名】

基于遥控模式的矿运卡车测控系统研究与设计

【英文题名】

【学科专业】

机械制造及其自动化

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-8

【中关键词】

遥控,DeviceNet,可编程控制器,故障诊断,,

【英关键词】

Remote control,DeviceNet,PLC,Failure diagnosis,

【分类导航】

工业技术>矿业工程>矿山电工>矿山生产自动化技术>>

【论文摘要】

矿山产业的发展直接关系到工业乃至国民经济的发展,通过提高采矿装备的自动化、智能化程度,实现遥控采矿,有利于提高矿山生产效率,加速数字化矿山的实现。而无轨矿运车辆作为重要的采矿设备,承担着繁重的运输工作,对其进行遥控研究与应用有着相当重要的意义。本论文主要内容为: 总结工程车辆遥控系统的特点,从通信环节与车载控制系统结构两方面分析研究遥控系统的实时可靠性问题及相关解决途径;根据车辆维护的必要性与效率问题,分析故障诊断方法与实现方式;对遥控工程车辆的环境监测问题,通过视频监视与超声波测障等方案进行分析阐述。在理论分析的基础上,以矿运卡车为遥控对象,从软硬件两方面设计构建车载控制系统。车载控制系统由上下位机组成:上位机为一体化PC机,其通过监控组态软件与故障诊断软件构成在线故障诊断子系统;下位机为可编程控制器,其通过数传电台与遥控端进行无线通信,通过DeviceNet总线连接车上分散的远程模块构成测控网络。远程模块作为总线节点分传感器信号采集从站与电磁阀控制从站。作为车载控制系统的一部分,对超声波测障子系统进行软硬件设计和检验测试。

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-10
第一章引言	10-17
1.1 研究背景及研究意义	10
1.2 车辆无线测控技术概述	10-15
1.2.1 无线遥测遥控技术的发展	10-11
1.2.2 遥控工程车辆的研究方向	11-13
1.2.3 国内外遥控工程车辆发展状况	13-15
1.3 本文主要研究内容	15-17
第二章遥控工程车辆测控技术分析与研究	17-54
2.1 遥控工程车辆的实时性与可靠性	17-34
2.1.1 遥控过程的实时性与可靠性需求	17-18
2.1.2 遥控系统通信环节的分析	18-27
2.1.2.1 矿车遥控系统中无线信道的特性	18
2.1.2.2 无线信道的高速传输与抗干扰技术	18-22
2.1.2.3 综合解决遥控系统通信时延的方法	22-25
2.1.2.4 矿车遥控通信的实施途径	25-27
2.1.3 车载测控系统结构的研究	27-34
2.1.3.1 工程车辆对象的特点及控制结构现状	27-28
2.1.3.2 测控系统的体系结构分析	28-29
2.1.3.3 遥控车载测控系统结构的不同实现方式	29-33
2.1.3.4 矿车车载测控系统结构的实现	33-34
2.2 车载系统的状态监测与故障诊断	34-39
2.2.1 故障检测与诊断技术基础	34-36
2.2.2 工程车辆故障诊断的特点	36-37
2.2.3 工程车辆故障诊断的不同途径	37-38
2.2.4 矿车故障诊断系统的实现	38-39
2.3 遥控工程车辆的环境辅助监测	39-52
2.3.1 遥控驾驶与人工驾驶在感观方面的区别	39-40
2.3.2 摄像机视频监视	40-46
2.3.2.1 视频监视系统组成原理	40
2.3.2.2 摄像机原理及其技术指标	40-41
2.3.2.3 摄像机镜头的选型指标	41-43
2.3.2.4 视频监视系统的构建	43-46
2.3.3 超声波障碍检测	46-51
2.3.3.1 非接触式障碍检测的多种方案	46-47
2.3.3.2 超声波传感器测距原理	47-48
2.3.3.3 超声波传感器的选型指标	48-49
2.3.3.4 超声波障碍检测范围分析与计算	49-51
2.3.4 矿车对环境辅助监测的特殊要求	51-52
2.4 车辆遥控过程中的紧急停车措施	52-53
2.5 本章小结	53-54
第三章遥控矿运卡车车载控制系统分析与硬件设计	54-68
3.1 矿运卡车对象分析及系统设计要求	54-55
3.1.1 矿运卡车结构参数	54
3.1.2 车载系统功能与设计指标	54-55
3.2 矿运卡车车载控制系统的方案设计	55-56
3.3 车载控制系统主要设备的选型	56-57
3.3.1 可编程控制器的选型	56
3.3.2 数传电台的选型	56-57
3.4 车载控制网络的构建	57-61
3.4.1 基于DeviceNet 现场总线的CompoBus/D 网络	57-58
3.4.2 矿运卡车状态检测点及控制点的确定	58-61
3.4.3 车载控制网络节点的配置	61
3.5 基于DEVICENET 电磁阀控制从站的硬件设计	61-64
3.5.1 控制从站功能分析与主要芯片选型	61-62
3.5.2 控制从站的电路设计	62-64
3.6 超声波测障子系统的硬件设计	64-67
3.6.1 前行检测传感器的配置	64-66
3.6.2 倒车检测传感器的配置	66-67
3.7 本章小结	67-68
第四章遥控矿运卡车车载控制系统的软件设计	68-91
4.1 可编程控制器软件设计	68-73
4.1.1 无线通信程序设计	68-69
4.1.2 遥控指令处理程序设计	69-70
4.1.3 超声波障碍检测处理程序设计	70-72
4.1.4 紧急停车的控制程序设计	72-73
4.2 故障诊断系统软件的实现	73-79
4.2.1 故障诊断软件与监控组态软件的结合	73
4.2.2 监控组态软件简介	73-75
4.2.3 监控组态软件访问接口的应用	75-76
4.2.4 组态软件配置	76-79
4.2.5 故障诊断程序的诊断流程	79
4.3 电磁阀控制从站的软件设计	79-90
4.3.1 DeviceNet 总线协议分析	79-84
4.3.2 预定义主/从连接分析	84-85
4.3.3 从站通信程序的设计	85-88
4.3.4 从站控制程序的设计	88-90
4.4 本章小结	90-91
第五章遥控矿运卡车的超声波障碍检测范围测试	91-95
5.1 测试目的	91
5.2 测试设备	91-92
5.3 测试过程与分析	92-94
5.4 本章小结	94-95
第六章总结与展望	95-97
致谢	97-98
参考文献	98-101
攻硕期间取得的研究成果	101-102

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.384448



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