综采工作面自动跟踪采煤机喷雾灭尘装置的设计(2)
2013-10-09 01:07
导读：因此通过两级变压产生电路所需的稳定的工作的电压。 系统的执行器件是本安电磁阀。分机在收到开关电磁阀的命令后，由控制器发出指令通过控制电路
因此通过两级变压产生电路所需的稳定的工作的电压。
系统的执行器件是本安电磁阀。分机在收到开关电磁阀的命令后，由控制器发出指令通过控制电路控制开启/关闭继电器，连通电磁阀所在的回路，进行工作，喷雾灭尘。
系统通信电路采用SP485R 作为RS485 接口芯片。SP485R 是Sipex 公司设计生产的高性能RS485 收发器，能够替换通用的RS485 收发器，并在许多方面有所增强。SP485R 芯片与流行的标准RS485 芯片管脚对应相同，而且包含更高的ESD 保护和高接收器输入阻抗等性能。接收器输入高阻抗可以使400 个收发器接到同一条传输线上，又不会引起RS485 驱动器信号的衰减。SP485R 芯片比通用RS485 收发器具有更低的功耗，最低仅为250mW，共模输入电压范围为-7V～+12V。使用光电隔离方式连接的SP485R 的通信接口电路图。微处理器的标准串行口的RXD、TXD 通过光电隔离电路连接SP485R 芯片的RO、DI 引脚，控制芯片R/D 同样经光电隔离电路去控制SP485R 芯片的DE 和RE 引脚。由微处理器输出的R/D 信号通过光电隔离器件控制SP485R 芯片的发送器/接收器使能：R/D 信号为“1”，则SP485R 芯片的和RE 引脚为“1”，发送器有效，接收器禁止，此时微处理器可以向RS485 总线发送数据字节；R/D 信号为“0”，则SP485R 芯片的DE 和RE 引脚为“0”，发送器禁止，接收器有效，此时微处理器可以接收来自RS485 总线的数据字节。
使用隔离的DC-DC 电源模块可以产生1 组与微处理器电路完全隔离的电源输出，用于向RS485 收发器电路提供+5V 电源。
电路中光耦器件的速率将会影响RS485 电路的通讯速率。选用了东芝公司的光耦器件TLP521 芯片，在光耦两端电阻为1K 的情况下，可以使该RS485 电路的通讯速率达到19200bps。如果需要达到更高的RS485 通讯速率，则需要选用响应速度更高的光耦器件。
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通常在远距离的RS485 通信时，485 芯片的6、7 脚要接120 欧姆的终端匹配电阻，本装置的通信长度一般在200 米左右，且节点数量较多，因此不需要接匹配电阻。
芯片本身集成了有效的ESD 保护措施。但为了更加可靠地保护RS485 网络，确保系统安全，我们通常还会额外增加一些保护电路。电路图中，钳位于6.8V 的TVS 管、D2 都是用来保护RS485 总线的，避免RS485 总线在受外界干扰时（雷击、浪涌）产生的高压损坏RS485 收发器。另外，电路中的18 欧姆的电阻R7、R8，用于限流保护通信电路。电源处的R9 为压敏电阻，印制电路中的异常过压，增加电路的ESD 保护。以上附加的保护电路能够对SP485R 芯片起到良好的保护效果。
3 装置的软件设计
对于自动跟踪采煤机灭尘装置，我们需要实时检测每个分机的红外接收器是否收到红外发射信息，从而确定采煤机的位置，并针对采煤机的位置控制相应液压支架下的电磁阀开合，喷雾灭尘。整个系统通信的数据量不是很大，而对实时性有一定要求，因此参考协议制定了通信规约。
3.1 通信的数据格式
信息传输为异步方式，并以字节为单位。每个字节由8 位二进制数组成。通信数据的字格式，主机和从机之间传递的数据是10 位的字格式。总线上通信数据的帧格式，在发送数据之前，发送保证总线至少3.5 个字符的空闲时间，作为帧的起始，用来区分每个不同的帧。
3.2 通信的传输过程
（1）时间间隔
