Realisierung der Online-Identifizierung von Kohlegang und Entwurf einer Mehrkopfwaage auf Basis eingebetteter und Feldbus-Technologie

Autor: Smartweigh–Mehrkopf-Gewichter

Vorwort Mit dem kontinuierlichen Entwicklungstrend eingebetteter Systeme zeigt der ARM-Mikroprozessor des 32-Bit-System-RISC-Verarbeitungschips mit hervorragender Leistung, Stromverbrauch und niedrigem Preis einen starken Entwicklungstrend. Die Vorteile beider bieten einen neuen Transformationsplan für die traditionelle Kohleaufbereitungstechnologie. Durch die Kombination eingebetteter System- und Computerschnittstellentechnologie wurde eine neue Online-Identifizierung von Kohleklumpen und Kohlegang sowie eine automatische Mehrkopfwaage entwickelt. Das grundlegende Rahmendiagramm der Online-Identifizierung von Kohleklumpen und Kohlegang sowie der vollautomatischen Mehrkopfwaage ist in Abbildung 1 dargestellt.

Gemäß den Vorschriften für den Kohleaufbereitungsprozess besteht die Software dieses Systems hauptsächlich aus den folgenden drei Hauptteilen: (1) Inspektionsteil: Er besteht aus einem Zufuhrbehälter, einem Förderband, einer CCD-Überwachungskamera, einem Stromversorgungskreis für die Bilddatenerfassung usw . Die ausgegrabene saubere Kohle enthält häufig Kohleganggestein, und das Kohleganggestein muss vom Förderband ausgewählt werden. Die CCD-Überwachungskamera sendet die Bilder von Kohle und Kohlegang zur Umwandlung an den Stromversorgungskreis für die Bilddatenerfassung, und der umgewandelte Informationsinhalt wird an den ARM-Mikroprozessor gesendet, der zur Auflösung über das CAN-Bus-Internet an den PC übertragen wird.

(2) Identifikations- und Manipulationsteil: Er besteht aus elektronischen Computern, ARM-Mikroprozessoren sowie Maschinen und Geräten für die Mess- und Steuerungstechnik. Es ist der Schlüssel zu jeder Systemsoftware. Der Aschegehalt von Kohle und Kohlegang wird nach dem Computer-Vision-Optimierungsalgorithmus berechnet. Nachdem der ARM-Mikroprozessor die Kohlegangsteine ​​identifiziert und unterschieden hat, wird die Betriebshaltung durchgeführt. Wenn es sich um Kohle handelt und der Betrieb teilweise inaktiv ist, fällt die saubere Kohle natürlich in den Kohlebunker und wird aus dem Sicherheitskanal des Kohleblocks transportiert.

Wenn es sich um Kohlegang handelt, wird das Steuerdatensignal gesendet und der Absperrschieber geöffnet, sodass der Kohlegang in den Sicherheitskanal für Kohlegang fällt. (3) Express-Sortierorganisation: Sie besteht aus Absperrschieber, Rohstoffeimer und Systemsoftware-Stromverteilungsausrüstung usw. Gemäß dem CAN-Bus-Internet werden die automatische Siebung und der Transport von Kohle und Kohlegang in mehreren sicheren Kanälen durchgeführt. Detaillierte Einführung des Verarbeitungschips AT91M40800AT91M40800 ist ein Verarbeitungschip mit hoher Kostenleistung in den 16-Bit/32-Bit-System-Mikroprozessorserienprodukten von ATMEL, die auf dem ARM7TDMI-Kern basieren. Der Schlüssel ist das 32-Bit-System mit hervorragender RISC-Systemarchitektur (Reduced Introduction Set Computer) und einem 16-Bit-Befehlssystem (Daumen).

Über den externen Systembus-Sockel (EBI) der programmierbaren Steuerung ist dieser sofort mit einer Vielzahl von Off-Chip-Speichern einschließlich FLASH verbunden. Acht Prioritäts-Interrupt-Vektor-Steuerkarten und On-Chip-Felddateninformations-Steuerkarten verbessern die Echtzeitleistung von Komponenten erheblich. charakteristisch. Der AT91M40800 integriert den ARM7DMIARMThumbCPU-Kern, bietet 9 kB On-Chip-SRAM, acht Chip-Auswahlleitungen, 32 E/A-Ports für programmierbare Controller und einen 8-Bit- oder 16-Bit-Systembus des programmierbaren Controllers für Mobiltelefonsoftware. Adressierbarer Modus Innenraum 64 MB, 2 USARTs, jeder USART verfügt über zwei dedizierte externe Felddateninformations-Steuerplatinen-Sicherheitskanäle, integrierter programmierbarer Controller-Watchdog, 1 Timer, acht haben Priorität, können unabhängig sein Maskierte Raumvektor-Terminierungssteuerplatine, 4 externe Interrupt-Manipulation Speicher, 4 externe Interrupts, einschließlich einer Interrupt-Anfrage mit hoher Priorität und geringer Latenz, 3 externe digitale Takteingänge, 3 sichere Kanäle mit 16-Bit-Timer/Elektronikzähler. SJA1000 muss über ein standardisiertes Management und Informationsressourcenmanagement verfügen, da zwischen dem Kohlenlager, dem Kohlebergwerk und der Siebproduktionswerkstatt eine gewisse Entfernung besteht.

Die Computerschnittstellentechnologie kann die separaten und dezentralen präzisen Mess- und Steuerungssysteme in Knoten verwandeln und sie über den Systembus als Brücke zu einem Anwendungssystem und einem automatischen Steuerungssystem kombinieren, die miteinander kommunizieren, Informationsinhalte austauschen und kooperieren können bei den täglichen Aufgaben des automatischen Steuerungssystems miteinander interagieren. . Die maximale CAN-Kommunikationsgeschwindigkeit beträgt 1 Mbit/s, die unmittelbare Übertragungsentfernung beträgt bis zu 10 km (die Geschwindigkeit liegt unter 8 Kbit/s) und es können bis zu 110 Maschinen und Geräte angeschlossen werden, die mehrere zusätzliche Überprüfungen und tägliche Aufgaben ausführen können. SJA1000 ist eine unabhängige CAN-Bus-Steuerplatine von Philips, die für drahtlose lokale Netzwerke von Steuerplatinen in Autos und allgemeinen industriellen Produktionsumgebungen verwendet wird. Der Arbeitsmodus (PeliCAN-Modus) kann problemlos mit verschiedenen CPUs verbunden werden, um einen CAN-Betrieb im Internet zu bilden.

Das Hardwarekonfigurations-Kommunikationsschnittstellen-Designschema EPM7128 wird für die Konvertierung und Konfiguration von Datensignalen zwischen Sockets verwendet. Der Eingang des EPM7128 stammt aus dem Chipauswahldatensignal NCS2 von AT91M40800, der Mobiltelefon-Ladeleitung D0~D7, der detaillierten Adresse A0~A1, dem Lesesignal NRD, dem Schreibdatensignal NWE und dem Systemsoftware-Kalibrierungsdatensignal RST wurden einer internen logischen und umfassenden Lösung unterzogen, die zu dem vom SJA1000 benötigten Aktionsdatensignal führte. Gemäß der Regelung der Stromleitung jedes Verarbeitungschips und der Zuweisung der Portadresse kann sie als logische Eingangs-/Ausgangssequenzbeziehung des CAN-Bus-Transceivers wie folgt geschrieben werden: CAN=NCS2·A0CANALE=NCS2•A0•(NRD+NWE) CANRD=NRDCANWR=NWECANRST=NCS2+RST Die detaillierte Adressportnummer des ausgewählten SJA1000 ist 400000H, die detaillierte Adresse der Dateninformationsportnummer ist 400001H und die Kalibrierungsportadresse ist 400002H. Da die detaillierten Adressdateninformationen der CAN-Steuerplatine SJA1000 gemultiplext werden, kann das detaillierte Adressdatensignal auf dem Systembus entsprechend der fallenden Flanke des ALE-Datensignals zwischengespeichert werden.

Der Adressbus und der Systembus des AT91M40800 werden jedoch unabhängig voneinander dargestellt und können nicht sofort mit dem detaillierten Adresssystembus des SJA1000 verbunden werden. Um das Socket-Problem von SJA1000 und AT91M40800 zu lösen, liegt der Schlüssel daher darin, wie das zum Durchsuchen von SJA1000 erforderliche Datensignal dorthin gesendet wird. Die hier gewählte Methode besteht darin, den eigentlichen E/A-Vorgang zweimal auszuführen. Zum ersten Mal wird der detaillierte Adresswert als detaillierte Adresse des SJA1000-Moduls an die detaillierte Adressportnummer 400000H gesendet.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Chipauswahl nicht ausgewählt und die Dateninformationen werden auf dem AD0-AD7-Systembus zwischengespeichert. Beim zweiten Durchsuchen der Dateninformationsportnummer 400001H wird SJA1000 ausgewählt und der erste detaillierte Adresswert wird unter der Funktion des ALE-Datensignals in SJA1000 geladen, und die CPU führt den eigentlichen Lese-/Schreibvorgang auf SJA1000 durch. Die Kalibrierung kann in die Kalibrierung der Systemsoftware und die Kalibrierung des Programmablaufs unterteilt werden.

Das Systemsoftware-Kalibrierungsdatensignal RST und das Programmfluss-Kalibrierungsdatensignal führen im EPM7128 eine logische oder praktische Operation durch, die beide eine zuverlässige Kalibrierung des SJA1000 ermöglichen können. Um die Zuverlässigkeit der Datenkommunikation besser zu gewährleisten, schließen Sie an jedes CAN-Bus-Endgerät einen reflektierenden 120-Ω-Endgerät-Oberflächenwiderstand an, um den Systembus-Anpassungswiderstand durchzuführen. Der TX1-Pin des SJA1000 ist entsprechend dem 10k8-Widerstand geerdet, und das Impulssignal des RX1-Pins muss über 0,9 Vcc gehalten werden.

Andernfalls kann das vom CAN-Bus benötigte logische Impulssignal nicht erzeugt werden. Wenn die Kommunikationsentfernung kurz ist und der Einfluss der natürlichen Umgebung gering ist, kann auf den optischen Schutzstromkreis 6N137 verzichtet werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der VREF des 82C251 sofort mit dem RX1-Pin verbunden werden, wodurch der Stromkreis vereinfacht wird. Die Datenkommunikation zwischen ARM-Mikroprozessor und CAN-Bus AT91M40800 durchsucht die Datensignale von Off-Chip-Speicher und externen Komponenten entsprechend dem externen Systembus-Sockel (EBI). EBI wendet verschiedene Browsing-Protokolle an, die den einzelnen Zyklus externer Komponenten abschließen können. Beim Durchsuchen der Zeit lautet die Einstellung von EBI im Entwurfsschema: (1) 8-Bit-Systembus auswählen; (2) Spezifikationsleseprotokoll auswählen; (3) Wählen Sie eine Wartezeit von acht Zykluszeiten. (4) Chipauswahlleitung NCS2 Die detaillierte Basisadresse ist 400000H.

Der gesamte Programmablauf ist in der C-Sprache der AT91-Bibliothek geschrieben, was die Vorteile einer guten Lesbarkeit, einer sehr einfachen Transplantation, einer einfachen Entwicklung und eines einfachen Designs sowie einer bequemen Anpassung bietet. Das ordnungsgemäße Zurücksetzen ist die Grundlage für den normalen Betrieb des Programmablaufs. Beim Zurücksetzen der Systemsoftware handelt es sich hauptsächlich um das Zurücksetzen des AT91M40800-Mikrocontrollers und des SJA1000 (SJA1000-Arbeitskristalloszillatorschaltung 16M). Die Schritte zum Zurücksetzen sind in Abbildung 3 dargestellt. Ergebnisse Die Online-Identifizierung und die automatische Mehrkopfwaage von Kohlegangsteinen, bestehend aus dem AT91M40800-Verarbeitungschip des ARM-Mikroprozessors und der CAN-Bus-Steuerplatine SJA1000, wurden ausgewählt. Im Vergleich zum herkömmlichen CAN-Bus-Internet, das von der MCU betrieben wird, handelt es sich um einen neuartigen CAN-Bus. Betriebssystem.

Die auf dem eingebetteten Betriebssystem von ARM-Mikroprozessor und CAN-Bus basierende Lösungssystemsoftware verfügt über eine hervorragende Praktikabilität, Zuverlässigkeit und Koordinationsfähigkeit, was einen neuen Weg für die veraltete Kohleaufbereitungstechnologie bietet.

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