活塞式空压机毕业论文

汗，这个要钱，楼主自己考虑一下吧。这篇文章的在线阅读，只能显示一部分： 勉强看一下吧：第28卷第9期2007年 9月煤矿机械Coal Mine MachinelV01．28No．9Sep．2007基于CAN总线的智能矿灯充电架系统设计辛荣光(西安双合软件技术有限公司，西安710077)摘要：针对目前煤矿矿灯充电智能化，高可靠性的要求，提出一种基于CAN总线控制的智能矿灯充电架的系统方案，实现了煤矿对矿灯充电架的统一管理，提高了矿灯充电架的可靠性。关键词：矿灯充电架；CAN总线；单片机中图分类号：TD621；TP31 文献标志码：A 文章编号：1003—0794(2007)09—0105—04Design of M ine Intelligent Changing Set for M iner Lamp SystemBased on CAN ——busXIN Rong—gtmng(Xi’an Doublet Software Technology Company，Xi’an 710077，China}Abstract：In view of山e present coal mine miner lamp sufficient inteUectualizati0n，the redundant reliable re—quest，proposed one kind the intelligent chan ging set for mi ner lam p system plan which controls based on theCAN—bus，has realized the coal mine to the intelligent changing set for miner lamp unification management，enhanced the intelligent changing set for miner lamp reliability．Key words：changing set for miner lamp；CAN bus；MCU0 引言CAN(Controller Area Network)属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。CAN控制器工作于多主方式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据，且CAN协议废除了站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，这可使不同的节点同时接收到相同的数据，它比一般的通信总线具有更高的比较图6、图7、图8中的空压机左、中、右活塞质心位移、速度和加速度曲线可发现：空压机3个活塞质心位移曲线的分布与它们在曲轴上的分布位置有关，位移曲线幅值即为活塞的行程，对于速度和加速度曲线图，当 =0时，加速度值达到最大，当加速度趋近于0时，速度达到最大。4 结语在未来的工程领域，虚拟样机技术会越来越受到重视，在W2．85活塞式空压机及同类产品设计与分析过程中，应用虚拟样机技术，设计人员不必再走基于物理样机的开发模式，而是通过在计算机上建立产品的数字化模型，使设计人员能够在设计初始阶段就能发现设计缺陷，并能方便地调出其中任何一个零件进行反复修改。同时利用ADAMS软件，可以对产品整机运动学和动力学特性进行虚拟仿真分析，从而及时发现问题，进行产品系统的优化设计。通过基于虚拟样机技术开发产品的研发模式开发出的产品必将有可靠性、实时性和灵活性。CAN总线现已广泛应用于汽车、工业现场控制和环境监控等众多领域中。传统的矿灯充电架系统已经不能满足现代煤矿发展的需要，本文充分利用CAN总线强大功能组成通信网络，使用Mega48V单片机和SJACAN控制器设计了智能CAN节点硬件部分，并配套一定软件，开发出一种基于CAN总线的智能矿灯充电架系统。它能对煤矿矿灯充电情况进行实时监控，对提高矿灯充电效率和质量具有十分重要的意义。效提高设计质量，缩短研制开发周期，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。参考文献：[1]李瑞涛，方湄，张文明．虚拟样机技术的概念及应用[J]．机电一体化，2000(5)：17—9．[2]杨伟群．CAXA实体设计一机械设计篇[M]．北京：北京大学出版社，2O02．[3]余进，龙伟，熊艳．基于三维模型的虚拟装配技术应用[J]．制造技术与机床，2OO6(1)：27—29．[4]郑建荣．ADAMS一虚拟样机技术入门与提高[M]．北京：机械工业出版社，2002．[5]王国强，张进平，马若丁．虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践[M]．西安：西北工业大学出版社，2002．作者简介：汪建平(1956一)，女，浙江衢州人，副教授，浙江工业大学浙西分校机电控制工程系副主任，主要从事先进制造技术及应用、工程制图、系统建模理论与方法研究等，电话：，电子信箱：zjqaydf@126．COIl1．收稿日期：20o7．04-17Vo1．28No．9 基于CAN总线的智能矿灯充电架系统设计——辛荣光 第28卷第9期1 系统的总体结构本系统由监控计算机、矿灯充电架和CAN总线组成。其中矿灯充电架的主要功能是为矿灯充电提供合适的电压和电流。基于CAN总线的智能矿灯充电架监控系统网络结构如图1所示。采用总线型接法，主要包含3层：服务器、中继器和终端。其中服务器包括工作服务器和备用服务器，这2个服务器在充电时同时工作，互为备用，保证系统的稳定可靠。中继器可以延伸通信距离，增加终端数目，变换通信速率并能起到滤波和隔离作用。终端主要是矿灯充电架上的每一个充电单元。国国一圈 国国⋯图一图1 系统网络结构图(1)矿灯充电架的硬件设计本矿灯充电架由三部分组成：充电架体，开关电源和充电模块。充电架体为双面多层钢板结构，坚固耐用，安装方便，外观大方。每个充电架体上装有128个充电模块，通过CAN总线连接到相应的中继器上。开关电源采用进口开关直流稳压电源，重量轻、效率高、输入电压范围宽，输出电压稳定。充电模块对矿灯电池进行智能管理，充电状态采用发光管指示，绿灯闪烁为充电状态，绿灯为充电结束，红灯为没有电池。每只矿灯充电过程独立控制，自行判断电池充电状态，单端管理。充电过程中可对总电源输出电压和电流进行监控。充电电压、电流均通过数字电压、电流表显示，便于操作者观察。每个充电模块上均有电池状态采集端，通过CAN总线可对矿灯充电电池进行充电过程的监控和管理。充电模块设有输入过流、欠压保护，输出短路、过流、过压保护。(2)CAN智能节点硬件设计节点是网络上信息的接收和发送站，所谓智能节点是由微处理器和可编程的CAN控制芯片组成。智能节点硬件电路主要由三部分组成：微处理器、CAN控制器、隔离CAN收发器。节点的电路原理图如图2所示。本设计选用AVR系列Mega48V单片机作为智能节点的微处理器。整个系统电源采用+5 v电源输入。CAN控制器采用NXP公司的CAN控制器sJA1000，SJA1000是一款独立的控制器，用于汽车和一般工业环境中的控制器局域网络。它是NXP半导体PCA82C200 CAN控制器(BasicCAN)的替代产品。它增加了一种新的工作模式(PeliCAN)，这种模式支持具有很多新特性的CAN 2．0B协议，是目前市面上用的最广的一款CAN控制器。该电路中采用了隔离CAN收发器模块，以确保在CAN总线遭受严重干扰时控制器能够正常运行。sJA1000在软智能节点中的Mega8微处理器使用了片内上电复位电路，用内部RC振荡器代替外部晶振，并用普通的I／O口实现51系列单片机的RD、WR和ALE功能，用PB口作为sJA1000的8位地址数据总线，PD6作为SJA1000的选通脚。在以往的设计中，一般可以采用2个高速光耦图2 CAN节点原理图-- -— — 106 ---——第28卷第9期 基于CAN总线的智能矿灯充电架系统递 二_事苤 ：垫 ：(6N137)，实现电气上的隔离，一个电源隔离模块(+5 v转+5 v)，实现电源上的隔离，还需要计算电阻值的大小才能搭建出合理的收发器隔离电路。需要注意的是仅有高速光电耦合器，却没有电源上的隔离，此时的隔离将失去意义。由于这种方式存在着体积偏大，成本偏高和采购不便等缺点，因此本设计采用了一款隔离CAN收发器模块。CTM系列模块是集成电源隔离、电气隔离、CAN收发器，CAN总线保护于一体的隔离CAN收发器模块，该模块TXD、RXD引脚兼容+3．3 V及+5 V的CAN控制器，不需要外接其他元器件，直接将+3．3 V或+5 V的CAN控制器发送、接收引脚与CTM模块的发送、接收引脚相连接，图2所示为CrrM1o50与NXP公司的SiAl000连接原理图，该电路采用了隔离CAN收发器模块，有了隔离CAN收发器，就可以有效地实现CAN—bus总线上各节点电气、电源之间完全隔离和独立，提高了节点的稳定性和安全性。2 系统软件设计(1)上位机软件设计在PC机软件设计中，使用VC++开发应用程序，串口通信模块负责Pc机与下位机之间的接收、发送数据，主界面在计算机屏幕上用图标实时显示系统内任何一个充电架上所有充电位的状态：充电位无灯、正在充电、充电完成。可以实时记录所有灯被拿走和送回的时间，实现自动考勤。认为可以设定灯被拿走和被送回的时间间隔，超过该设定时间则告警提示。报表输出完全体现查询的结果，并且结果可以导出到专用表格中，有利于再编辑与管理。本系统可以监控64个充电架每一个矿灯的充电过程并建立数据库，对每一个矿灯充电的信息存档。(2)CAN智能节点软件设计基于AVR单片机的智能节点硬件设计中Mega48V作为主控制器，SiAl000是从控制器。由Mega48V控制SiAl000完成初始化和报文的接收和发送。CAN总线软件的设计主要包括3部分：CAN节点初始化、报文发送和报文接收，其流程如图3所示。Q ! RXDTXO 3 TXD CANH 6 CAN1-I ／7 CANL ／·II GND CANL} } 8 CGND ／c CANG读复位模式／请求标志来检查SiAl000是否已达到复位模式。因为要得到配置信息的寄存器仅在复位模式可写，在复位模式中主控制器必须配置下面的SiAl000控制段寄存器，时钟分频寄存器验收码寄存器和验收屏蔽寄存器，总线定时寄存器，输出控制寄存器。报文的发送，报文的传输由CAN 控制器SJA1000独立完成。主控制器必须将要发送的报文传送到发送缓冲器，然后将命令寄存器里的发送请求标志置位。发送过程可由SiAl000的中断请求控制或由查询控制段的状态标志控制。这里使用查询控制的发送，主控制器等待直到发送缓冲器被释放，主控制器将新的报文写入发送缓冲器并置位命令寄存器的发送请求TR标志，此时sJA1000将启动发送。报文的接收由CAN控制器sJA1000独立完成。报文放在接收缓冲器，可以发送给单片机的报文由状态寄存器的接收缓冲器状态标志RBS和中断标志RI标出。使能主控制器会将这条信息发送到本地的报文存储器，然后释放接收缓冲器并对报文操作。发送过程能被SiAl000的中断请求或查询SiAl000的控制段状态标志来控制。这里使用查询接收的方法，主控制器读SiAl000的状态寄存器，检查接收缓冲状态标志RBS，判断是否收到一个报文。接收缓冲器状态标志表示空，表示没有收到报文。单片机继续当前的任务直到收到检查接收缓冲器状态的新请求，接收缓冲器状态标志为满表示收到一个或多个报文，Mega48V单片机从SJA1000得到第1个报文，然后通过置位命令寄存器的相应位发送一个释放接收缓冲器命令。在已经发送和处理一条或所有报文后主控制器继续执行其他的任务。CAN节点程序框图如图4所示。图3 隔离CAN收发器模块CAN节点初始化，系统上电后，独立CAN控制器在管脚17得到一个复位脉冲低电平，使它进入复位模式，在设置SJA1000的寄存器前主控制器通过- -— — 107 - -——图4 CAN节点程序框图第28卷第9期2007年 9月煤矿机械Coal Mine Machineryv0J．28No．9S印．2007基于MATLAB的DTⅡ型带式输送机计算机辅助设计系统陈光。原思聪(西安建筑科技大学机电工程学院，西安710055)摘要：开发了基于MATLAB环境的DTⅡ型固定式带式输送机计算机辅助设计系统，提出RBF神经网络对参数智能选择的方法，提高了系统的设计计算能力和对数据的处理能力。关键词：带式输送机；MATLAB；辅助计算系统；RBF神经网络中图分类号：TD528；TP39 文献标志码：A 文章编号：1003—0794(2007)09—0108—04Computer—aid Design System for Transporting Machine 0f DTⅡType Based on MATLABCHEN Guang，YUAN Si—cong(College of Mechanical&Electrical Er nerr，Xi’an University of Archite ctural and Technology，Xi’an 710055，China)Abstract：Developed the stationary of DT II belt conveyor computer—aid design system under the MATLABenvironment．It improves the treatment ability of system to data by the parametric computer intelligence choicethat based on RBF neural network．The train simples approved that the method is feasible and practica1．Key words：belt conveyor；MA11AB：computes aided design system；RBF neural network0 引言DTⅡ型固定式带式输送机广泛用于冶金、矿山和石化等各个行业。传统的设计方法有许多不足之处。本文采用MATLAB环境建造计算机辅助设计系统，并利用RBF径向基函数神经网络方法方便地实现了参数计算机智能选择，提高了设计系统对数据的处理能力。1 辅助设计系统1．1 系统结构设计本文采用基于MATLAB的图形界面编程及菜单驱动方式进行人机交互，以实现DTII型固定式带式图1 系统的结构示意图1．2 用户界面设计打开系统界面。利用MATLAB的GUI工具制作下拉式菜单，部分程序如下：function varargout = menu— beh(varargin)输送机辅助设计计算。系统结构如图1所示。 ⋯⋯3 结语本系统提出了基于CAN总线的智能矿灯充电架设计方案，并完成了矿灯充电架的硬件设计。充分发挥了CAN总线的通信优势，并结合Mega48V单片机强大功能及高速性能组成了CAN通信网络，实现了对一个煤矿所有矿灯充电架的管理。可对每个矿灯的实时监测、智能管理，对矿灯充电过程的监控，提高了矿灯充电的效率和质量。该系统的成功应用必将大大提高煤矿对矿灯充电的效率和质量。参考文献：[1]马潮，詹卫前，耿德根．ATmega8原理及应用手册[KI．北京：清华大学出版社。2003．[2]沈文，Eaglelee，詹卫前．AVR单片机c语言开发Af]指导[M]．北京：清华大学出版社，2003．[3]邬宽明．CAN总线原理和应用系统设计[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1996．[4]肖海荣，周风余．基于SJA1000的CAN总线系统智能节点设计[J]．计算机自动测量与控制，2001，9(2)：48—49，58．[5]饶运涛，邹继军，郑勇芸．现场总线CAN原理与应用技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2003．作者简介：辛荣光(1977一)，陕西西安人，项目主管，工程师，毕业于空军工程大学电子信息工程专业，主要从事嵌入式系统研发工作，电话：．- - - — — 108 ---——收稿日期：21307．06．04