本實用新型涉及采煤機領(lǐng)域，具體涉及一種采煤機用的基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊。

背景技術(shù)：

采煤機各電機的溫度采集在電機保護上至關(guān)重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，采煤機各電機的溫度采集方式一般是將溫度傳感器（PT100）的電阻值通過溫度變送模塊轉(zhuǎn)換成電流信號輸入到控制器中，或者采用特殊PLC功能模塊（如三菱的4AD-PT模塊）。同時，濕度和傾角的采集是通過濕度傳感器或者傾角傳感器采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成電流信號輸入到PLC功能模塊或者控制器中，濕度和傾角等數(shù)據(jù)還需單獨的模塊采集處理。上述兩種數(shù)據(jù)傳輸和處理方式一方面集成度不高，占用了太多的控制器輸入口，另一方面布線繁瑣且抗干擾差，同時成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，以提高采集數(shù)據(jù)的精度和響應(yīng)速度。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，包括溫度采集和調(diào)理電路、第一AD轉(zhuǎn)換模塊、隔離輸入輸出模塊、單片機、濕度傳感器、傾角傳感器、CAN接口隔離模塊和電源模塊，所述溫度采集和調(diào)理電路的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度采集和調(diào)理電路的輸出端和第一AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，第一AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端通過隔離輸入輸出模塊與單片機的輸入端連接，所述溫度傳感器和傾角傳感器的輸出端與單片機的輸入端連接，所述單片機的輸出端通過所述CAN接口隔離模塊與采煤機控制器連接，所述單片機用于將溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和傾角數(shù)據(jù)打包后，通過所述CAN接口隔離模塊發(fā)送到采煤機控制器，所述電源模塊用于給所述單片機、CAN接口隔離模塊、第一AD轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集和調(diào)理電路供電。

所述的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還包括總線終端電阻設(shè)置開關(guān)、總線波特率設(shè)置撥碼開關(guān)和物理站號設(shè)置撥碼開關(guān)，所述總線終端電阻設(shè)置開關(guān)、總線波特率設(shè)置撥碼開關(guān)，和物理站號設(shè)置撥碼開關(guān)與單片機連接。

所述的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還包括第二AD轉(zhuǎn)換電路，所述溫度傳感器和傾角傳感器的輸出端通過所述第二AD轉(zhuǎn)換電路與單片機的輸入端連接。

所述的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還包括看門狗，所述看門狗和單片機連接。

所述電源模塊包括緩沖電路、第一電源轉(zhuǎn)換模塊、第二電源轉(zhuǎn)換模塊、第一電源隔離模塊和第二電源隔離模塊，外接直流電源經(jīng)所述緩沖電路后與所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊將外接直流電源轉(zhuǎn)換為V直流電源后分別輸出到所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊、第一電源隔離模塊和第二電源隔離模塊，所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊將V直流電壓轉(zhuǎn)換為.V后給所述單片機供電，第一電源隔離模塊將V直流電壓轉(zhuǎn)換為V本安電源后給所述CAN接口隔離模塊供電，所述第二電源隔離模塊將V直流電壓轉(zhuǎn)換為V本安電源后給所述溫度采集和調(diào)理電路以及所述第一AD轉(zhuǎn)換模塊供電。

所述的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，包括8路溫度采集和調(diào)理電路，所述8路溫度采集和調(diào)理電路用于采集8個溫度傳感器的輸入信號，并經(jīng)過放大濾波處理后輸出到所述第一AD 轉(zhuǎn)換模塊。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本實用新型提出了一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，通過將溫度采集，濕度采集和傾角采集集成與一體，對數(shù)據(jù)進行打包后通過CAN總線輸出到控制器的輸入口，其解決了多種數(shù)據(jù)端口占用控制器輸入端口的問題，不占用控制器的輸入端口，大大減少布線數(shù)量，布線簡單，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，兼容性強。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊的電路連接圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，包括溫度采集和調(diào)理電路1、第一AD轉(zhuǎn)換模塊2、隔離輸入輸出模塊3、單片機4、濕度傳感器5、傾角傳感器6、CAN接口隔離模塊7和電源模塊8，所述溫度采集和調(diào)理電路1的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度采集和調(diào)理電路1的輸出端和第一AD轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端連接，第一AD轉(zhuǎn)換模塊2的輸出端通過隔離輸入輸出模塊3與單片機4的輸入端連接，所述溫度傳感器5和傾角傳感器6的輸出端與單片機4的輸入端連接，所述單片機4的輸出端通過所述CAN接口隔離模塊7與采煤機控制器連接。所述單片機4用于將溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和傾角數(shù)據(jù)打包后，通過所述CAN接口隔離模塊7發(fā)送到采煤機控制器，所述電源模塊8用于給所述單片機4、CAN接口隔離模塊7、第一AD轉(zhuǎn)換模塊2、溫度采集和調(diào)理電路1供電。

本實用新型實施例提供的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，可以將將溫度傳感器（PT100）的電阻值、以及濕度傳感器和傾角傳感器采集到的濕度、傾斜角度測量值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并打包精辟通過CAN總線傳送到采煤機控制器或者PLC。溫度傳感器將采集的電阻值經(jīng)過溫度采集和調(diào)理電路1進行濾波處理運算放大器傳入第一AD轉(zhuǎn)換模塊3，通過第一AD轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)傳送給單片機4；傾角傳感器6分別監(jiān)測水平、豎直方向的傾斜角度；同時，濕度傳感器也將采集板所處環(huán)境的濕度數(shù)據(jù)傳送給單片機4，單片機模塊將以上所有數(shù)據(jù)處理打包后傳送給CAN接口隔離模6發(fā)送出去。其中，溫度處理時，通過單片機模塊將電阻與溫度值進行轉(zhuǎn)換處理，確保了溫度值的準(zhǔn)確性，其次將8路處理過的溫度數(shù)據(jù)通過CAN 總線隔離模塊發(fā)送出去，不占用控制器的輸入端口，大大減少布線數(shù)量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

其中，單片機主芯片的型號可以為PIC16F1824，CAN接口隔離模塊具有電源和信號隔離的功能，提供差分發(fā)射能力和差分接收能力，信號傳輸速率高達(dá)1兆位每秒 (Mbps)，其主芯片可以為美國德州儀器的ISO1050。

進一步地，本實施例的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還包括可以總線終端電阻設(shè)置開關(guān)9、總線波特率設(shè)置撥碼開關(guān)10和物理站號設(shè)置撥碼開關(guān)11，所述總線終端電阻設(shè)置開關(guān)9、總線波特率設(shè)置撥碼開關(guān)10，和物理站號設(shè)置撥碼開關(guān)11與單片機4連接。當(dāng)總線終端電阻設(shè)置開關(guān)撥到ON時，CAN總線上會自帶120歐姆的電阻，量程為0-200℃。波特率設(shè)置為1M、500K、800K、250K、125K、100K、50K、20K。

進一步地，本實施例的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還可以包括第二AD轉(zhuǎn)換電路12，所述溫度傳感器5和傾角傳感器6的輸出端通過所述第二AD轉(zhuǎn)換電路12與單片機4的輸入端連接。

進一步地，本實施例的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，還可以包括看門狗13，所述看門狗13和單片機4連接。

進一步地，如圖1所示，所述電源模塊8可以包括緩沖電路801、第一電源轉(zhuǎn)換模塊802、第二電源轉(zhuǎn)換模塊803、第一電源隔離模塊804和第二電源隔離模塊805，24V直流電源經(jīng)所述緩沖電路801后與所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊802的輸入端連接，所述第一電源轉(zhuǎn)換模塊802將24V直流電源轉(zhuǎn)換為5V直流電源后分別輸出到所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊803、第一電源隔離模塊804和第二電源隔離模塊805，所述第二電源轉(zhuǎn)換模塊803將5V直流電壓轉(zhuǎn)換為3.3V后給所述單片機4供電，第一電源隔離模塊804將5V直流電壓轉(zhuǎn)換為5V本安電源后給所述CAN接口隔離模塊7供電，所述第二電源隔離模塊805將5V直流電壓轉(zhuǎn)換為5V本安電源后給所述溫度采集和調(diào)理電路1以及所述第一AD轉(zhuǎn)換模塊2供電。其中，第一和第二電源隔離模塊可以采用金升陽公司的B0505隔離芯片，其輸入輸出之間的隔離電壓為1000VDC，采用DIP封裝，效率高達(dá)80%，具有溫度特性好、外圍器件簡單等特點。通過在電源模塊中設(shè)置電源隔離模塊，可以將本實施例的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊轉(zhuǎn)換為本安電路。

所述的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊包括8路溫度采集和調(diào)理電路，所述8路溫度采集和調(diào)理電路用于采集8個溫度傳感器的輸入信號，并經(jīng)過放大濾波處理后輸出到所述第一AD 轉(zhuǎn)換模塊2。其中，8路溫度采集和調(diào)理電路采集三線制PT100的溫度信號，同時也可以采集兩線制溫度傳感器的溫度信號。

本實施例的一種基于CAN總線的多功能數(shù)據(jù)采集模塊，按本安電路設(shè)計，輸入為8路三線制PT100，輸出為CAN2.0A。內(nèi)置環(huán)境溫度、濕度和傾斜角度的檢測。工作電源為DC9-30V。該多功能數(shù)據(jù)采集模塊解決了傳統(tǒng)溫度檢測精度的問題，同時8路溫度、濕度、傾角數(shù)據(jù)通過CAN總線輸出，不再占用控制器的輸入口，體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，布線簡單，兼容性強。

本實用新型的實施例還可通過CAN總線設(shè)置傾角的基準(zhǔn)點。由于電子板在放置的時候，不一定水平和垂直，存在一定的誤差，為了消除初始安裝的傾角影響，可采用當(dāng)前的傾角作為零點。處理方式是電子板固定后，采煤機控制器通過CAN總線發(fā)送0x55指令至電子板，電子板會自行以目前的水平和垂直傾角作為零點。電子板有六個面，在放置時存在六個安裝方向的可能，而為了統(tǒng)一輸出數(shù)據(jù)格式，本模塊具有模式設(shè)置功能。即電子板安裝好后，采煤機控制器根據(jù)安裝方向發(fā)送輸出相應(yīng)的模式指令給多功能采集模塊。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。