基于现场总线和STM32的矾矿通风除尘系统设计.pdfVIP

第 39卷 第4期 冶 金 自 动 化 Vo1．39 No．4，p83-88 2015年 7月 MetallurgicalIndustryAutomation July2015 · 案例应用 · doi：10．3969j／．issn．1000-7059．2015．04．014 基于现场总线和STM32的矾矿通风 除尘系统设计 林 向华 (温州职业技术学院电气 电子工程系 ．浙江 温州 325035) 摘要 ：针对温j,i、I苍南县明矾石矿区采空区多、自然通风为主和工作面分布范围广的特点 ．提 出了使用CC— Link现场总线远程智能控制矾矿通风除尘系统 的设计。在系统 中对连接现场设备的远程设备站进行新的软 硬件设计，使用STM32微处理器和内置CC．Link协议的三菱芯片MFP3作为系统的硬件平台，RS一485电路作为 网络物理层接 ISl电路 ，在~C／OS—lI操作系统基础上开发用户软件。此外还针对MFP3对CC．Link协议 的数据 链路层提出新的设计。实际运行表明，该通风除尘系统运行稳定可靠 ，能远程监控通风机风量 、除尘器除尘 等．通风除尘效果 良好 ，能耗低 ，可扩展性强。 关键词：现场总线 ：远程设备站；STM32微处理器：MFP3芯片 文献标志码：B 文章编号：1000．7059(2015)04—0083—06 温州苍南县 明矾石矿 区 (即温州矾矿)一直 和井下炮烟快速稀释的远程 自动控制系统。该 采用传统技术和设备 ．在鸡笼山矿段大面积直 系统于 2014年上半年投入现场运行 ，效果 良 接使用人工开采 明矾矿石 ，而通风基本上依靠 好 。 自然通风。通风系统是 以480斜井作为进风井， 1 系统的总线网络拓扑 分别与南部通风斜井和北部通风斜井组成中央 1．1 网络拓扑设计 进风、两翼回风的对角抽出式通风系统ll_。自然 CC．Link是三菱 电机 1996年推出的现场总 通风在开采浅部矿区时，还能起一定的作用 ，但 线网络，具有高速大容量数据传送能力 ，通信距 在开采深部矿区时 ，受到的阻力明显加大 ，通风 离远 ，通过控制器可实现分散控制，具有 RAS(可 条件恶化 ，矿区内的生产性粉尘大大增加 ，不能 靠性 、可用性和可维护性1功能_4_1，更重要的是 快速稀释井下炮烟 ，将会带来矿工得矽肺病的 CC—Link相对于Profibus总线成本低得多，且系 风险。事实也证 明了这点 ，20世纪 70年代和 80 统可随时方便地扩展现场设备。 年代在温州矾矿井下工作的一部分矿工有矽肺 由于整个网络所挂的现场设备即通风设备 、 病病史。20世纪 90年代 ，温州矾矿鸡笼山矿段 温度传感器 、湿度传感器 、继电器和风压传感器 对某几层矿区安装 了通风设备和除尘器r3_。但是 数量众多，本系统采用 1台Q02PLC作为主站控 自动化管理相当落后 ，采用人工控制方式，在没 制器和 1台QO2PLC作为备用主站 ，下挂 4台 有矿工或通风条件好的工作面上，通风设备依 Q00UJPLC作为本地站 ．同时每台本地站又是对 然高速运行。针对温州矾矿通风除尘设备存在 应 的CC—Link网段 的主站 ，所 以主站 PLC只需 1 低智能化、高能耗 、无远程控制甚至一些工作面 块 CC—Link网络模块 QJ61BT11N，但每个本地站 无通风的问题 ，本文设计 了基于现场总线 CC． PLC需要 2块 QJ61BT11N，1块是本地站模块 ，1