一种矿井提升机闸间隙监控模块论文和设计-赵瑞峰

全文摘要

本实用新型属于矿井提升机监控领域，提出了一种矿井提升机闸间隙监控模块，包括传感器模块，AD转换模块，电源转换模块，单片机，第一通信模块，第二通信模块，语音报警模块和显示模块，传感器模块包括闸间隙传感器、闸盘偏摆传感器、闸盘温度传感器和制动油压传感器，传感器模块的输出端与AD转换模块的输入端连接，AD转换模块的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端通过第一通信模块与语音报警模块连接，单片机的输出端通过第二通信模块与上位机连接，单片机的输出端还与显示模块连接。本实用新型可以实现矿井提升机制动闸多种参数的测量和显示，有效地提高了矿井提升机的制动安全性。

主设计要求

1.一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，包括传感器模块，AD转换模块，电源转换模块，单片机，第一通信模块，第二通信模块，语音报警模块和显示模块，所述传感器模块包括闸间隙传感器、闸盘偏摆传感器、闸盘温度传感器和制动油压传感器，所述传感器模块的输出端与所述AD转换模块的输入端连接，所述AD转换模块的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的输出端通过第一通信模块与语音报警模块连接，所述单片机的输出端通过第二通信模块与上位机连接，所述单片机的输出端还与显示模块连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，还包括传感器接口端子，24V电源接口端子和显示接口端子，所述传感器模块的电源端通过传感器接口端子与直流电源连接，所述传感器模块的信号输出端通过传感器接口端子与所述AD转换模块的输入端连接，所述电源转换模块的输入端通过24V电源接口端子与外接电源连接，所述第一通信模块和第二通信模块通过所述24V电源接口端子分别与语音报警模块和上位机连接，所述显示模块的电源端通过显示接口端子与电源转换模块的VCC电源输出端，所述显示模块的信号输入端通过显示接口端子与单片机的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，还包括无源节点输出模块，所述无源节点输出模块包括继电器K1和继电器K2，二极管D1、二极管D2、三极管Q2、三极管Q3、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述继电器K1的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极通过电阻R10与单片机的输出端连接，所述三极管Q2的基极还通过电阻R12与地连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述继电器K2的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R11与单片机的输出端连接，所述三极管Q3的基极还通过电阻R13与地连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述继电器K1的和继电器K2的常开触点分别作为故障无源节点输出和报警无源节点输出。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，所述电源转换模块包括电源调压芯片VR1、隔离电源芯片DC\/DC1和稳压芯片VR2；

24VDC电源正极通过电阻保险丝F1与快速恢复二极管D6正极连接，快速恢复二极管D6负极电源调压芯片VR1的IN脚连接，电解电容C48的正极、陶瓷电容C46的第一脚、陶瓷电容C51第一脚、稳压二极管D7负极均与电源调压芯片VR1的IN脚连接，电解电容C48的负极与陶瓷电容C46第二脚、陶瓷电容C51第二脚、稳压二极管D7正极均与24VDC电源负极GND连接；电源调压芯片VR1的ON脚和GND脚均与24VDC电源负极GND连接，电源调压芯片VR1的OUT脚与快速恢复二极管D9负极连接；电源调压芯片VR1的OUT脚通过电感器L13输出VCC电源正极，电感器L13的输出端与电源调压芯片VR1的FB脚、电解电容C52正极、电解电容C55正极以及隔离电源芯片DC\/DC1的第一脚连接；快速恢复二极管D9的正极、电解电容C52的负极、电解电容C55的负极以及隔离电源芯片DC\/DC1的第二脚与24VDC电源负极GND连接；隔离电源芯片DC\/DC1第六脚输出VCC1电源正极，隔离电源芯片DC\/DC1的第六脚与电解电容C54的正极、陶瓷电容C53第一脚、电阻R15第一脚连接，隔离电源芯片DC\/DC1第四脚输出VCC1电源负极即GND1地，隔离电源芯片DC\/DC1的第四脚与电解电容C54的负极、陶瓷电容C53第二脚、电阻R15第二脚连接；

稳压芯片VR2的IN脚与VCC电源正极连接，陶瓷电容C56的第一脚、陶瓷电容C47第一脚、稳压二极管D10负极均与稳压芯片VR2的IN脚连接，稳压芯片VR2的OUT脚输出的3V3电源正极与电解电容C57正极、电解电容C58正极和电解电容C60正极连接，稳压芯片VR2的GND脚、陶瓷电容C56的第二脚、陶瓷电容C47的第二脚、稳压二极管D10的正极、电解电容C57的负极、电解电容C58的负极、电解电容C60的负极均与VCC电源负极即GND地连接；

三极管Q1的负极通过电阻R1连接至3V3电源正极，三极管Q1的负极还通过电阻R2输出2V5电源正极给AD转换模块供电，三极管Q1的控制极与2V5电源正极连接，三极管Q1的正极与VCC电源负极GND连接，且电阻R3连接在2V5电源正极与VCC电源负极GND之间。

5.根据权利要求4所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，所述电源调压芯片VR1的型号为LM2596S-5，所述隔离电源芯片DC\/DC1的型号为DC-DC_F_LS-1W，所述稳压芯片VR2的型号为HT7333。

6.根据权利要求1~3任一项所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，所述AD转换模块包括多个型号为TM7711的AD芯片，所述传感器模块中的各个传感器的信号输出端分别与其中一个AD芯片的第4脚连接，所述AD芯片的第5脚和第6脚分别与分别与单片机的SCK引脚和SDA引脚连接。

7.根据权利要求1~3任一项所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，所述第一通信模块包括型号为ADM2483的通讯芯片U15，通讯芯片U15的第1脚VDD1与3V3电源正极连接，第2脚GND1和第8脚GND1 与GND地连接，第3脚TxD与单片机引脚RS485RX连接，第4脚RE和第5脚DE与单片机引脚RS485DE连接，第6脚TxD与单片机引脚RS485TX连接，第7脚PV通过电阻R9 与3V3电源正极连接，第9脚GND2和第15脚GND2 与GND1地连接，第16脚VDD2与VCC1电源正极连接，第16脚VDD2还通过陶瓷电容C45第一脚与GND1地连接；

通讯芯片U15的第12脚A和第13脚B分别通过电阻R8和电阻R7与语音报警模块连接，电阻R8的输出端与稳压二极管D3的负极、稳压二极管D5的负极以及电阻R14的一端连接，电阻R7的输出端与稳压二极管D4的负极、稳压二极管D5的正极以及电阻R14的另一端连接，稳压二极管D3的正极和稳压二极管D4的正极与GND1地连接。

8.根据权利要求1~3任一项所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，其特征在于，所述第二通信模块包括型号为SP485的通讯芯片U14，通讯芯片U14的第1脚与单片机引脚RS485RX1连接，第2脚和第3脚与单片机引脚RS485DE1连接，第4脚与单片机引脚RS485TX1连接；第5脚与VCC电源负极GND地连接；第6脚和第7脚分别与上位机连接，第8脚与3V3电源正极连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于矿井提升机监控领域，具体涉及一种矿井提升机闸间隙监控模块。

背景技术

闸间隙保护是矿井提升机控制中的一道十分重要的环节，其直接关系到矿井提升机能否安全、可靠地运行。现有的闸间隙保护装置主要是采用开关量传感器来进行闸间控保护的，不满足国家相关文件标准。而且实践表明，现有的闸间控保护装置普遍存在调节精度低、误动作频繁，不能实现实时测量及显示闸间隙，因此其无法有效保证矿井提升机安全、可靠地运行。基于此，有必要发明一种全新的实时测量及显示的闸间隙监控模块，以解决现有闸间控保护装置存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有闸间控保护装置调节精度低、误动作频繁，不能实现实时测量及显示闸间隙的问题，提供了一种矿井提升机实时测量及显示的闸间隙监控模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿井提升机闸间隙监控模块，包括传感器模块，AD转换模块，电源转换模块，单片机，第一通信模块，第二通信模块，语音报警模块和显示模块，所述传感器模块包括闸间隙传感器、闸盘偏摆传感器、闸盘温度传感器和制动油压传感器，所述传感器模块的输出端与所述AD转换模块的输入端连接，所述AD转换模块的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的输出端通过第一通信模块与语音报警模块连接，所述单片机的输出端通过第二通信模块与上位机连接，所述单片机的输出端还与显示模块连接。

所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，还包括传感器接口端子，24V电源接口端子和显示接口端子，所述传感器模块的电源端通过传感器接口端子与直流电源连接，所述传感器模块的信号输出端通过传感器接口端子与所述AD转换模块的输入端连接，所述电源转换模块的输入端通过24V电源接口端子与外接电源连接，所述第一通信模块和第二通信模块通过所述24V电源接口端子分别与语音报警模块和上位机连接，所述显示模块的电源端通过显示接口端子与电源转换模块的VCC电源输出端，所述显示模块的信号输入端通过显示接口端子与单片机的输出端连接。

所述的一种矿井提升机闸间隙监控模块，还包括无源节点输出模块，所述无源节点输出模块包括继电器K1和继电器K2，二极管D1、二极管D2、三极管Q2、三极管Q3、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述继电器K1的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极通过电阻R10与单片机的输出端连接，所述三极管Q2的基极还通过电阻R12与地连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述继电器K2的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R11与单片机的输出端连接，所述三极管Q3的基极还通过电阻R13与地连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述继电器K1的和继电器K2的常开触点分别作为故障无源节点输出和报警无源节点输出。

所述电源转换模块包括电源调压芯片VR1、隔离电源芯片DC\/DC1和稳压芯片VR2；

所述电源调压芯片VR1的型号为LM2596S-5，所述隔离电源芯片DC\/DC1的型号为DC-DC_F_LS-1W，所述稳压芯片VR2的型号为HT7333。

所述AD转换模块包括多个型号为TM7711的AD芯片，所述传感器模块中的各个传感器的信号输出端分别与其中一个AD芯片的第4脚连接，所述AD芯片的第5脚和第6脚分别与分别与单片机的SCK引脚和SDA引脚连接。

所述第一通信模块包括型号为ADM2483的通讯芯片U15，通讯芯片U15的第1脚VDD1与3V3电源正极连接，第2脚GND1和第8脚GND1 与GND地连接，第3脚TxD与单片机引脚RS485RX连接，第4脚RE和第5脚DE与单片机引脚RS485DE连接，第6脚TxD与单片机引脚RS485TX连接，第7脚PV通过电阻R9 与3V3电源正极连接，第9脚GND2和第15脚GND2 与GND1地连接，第16脚VDD2与VCC1电源正极连接，第16脚VDD2还通过陶瓷电容C45第一脚与GND1地连接；

所述第二通信模块包括型号为SP485的通讯芯片U14，通讯芯片U14的第1脚与单片机引脚RS485RX1连接，第2脚和第3脚与单片机引脚RS485DE1连接，第4脚与单片机引脚RS485TX1连接；第5脚与VCC电源负极GND地连接；第6脚和第7脚分别与上位机连接，第8脚与3V3电源正极连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种矿井提升机闸间隙监控模块，包括传感器模块、AD转换模块、电源转换模块、单片机，通信模块和显示模块，其中，传感器模块包括闸间隙传感器、闸盘偏摆传感器、闸盘温度传感器和制动油压传感器，传感器的探测信号经AD转换模块转换后输入到单片机，单片机将数据发送至显示模块显示，同时还将数据经通信模块发送至上位机或报警模块，可以实现矿井提升机制动闸多种参数的测量和显示，有效地提高了矿井提升机的制动安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种矿井提升机闸间隙监控模块的结构框图；

图2为本实用新型实施例中电源转换电路的电路连接图；

图3为本实用新型实施例中传感器接线端子的电路连接图；

图4为本实用新型实施例中AD转换模块的电路原理图；

图5为本实用新型实施例中第一通信模块的电路连接图；

图6为本实用新型实施例中第二通信模块的电路连接图；

图7为本实用新型实施例中无源节点输出模块的电路连接图；

图8为本实用新型实施例中单片机的电路连接图；

图9为本实用新型实施例中24V电源接口端子CON4、第三方接口端子P1和显示接口端子P2的电路连接图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种矿井提升机闸间隙监控模块，其包括传感器模块，AD转换模块，电源转换模块，单片机，第一通信模块，第二通信模块，语音报警模块和显示模块，其中，所述传感器模块包括闸间隙传感器、闸盘偏摆传感器、闸盘温度传感器和制动油压传感器，所述传感器模块的输出端与所述AD转换模块的输入端连接，所述AD转换模块的输出端与所述单片机的输入端连接，所述单片机的输出端通过第一通信模块与语音报警模块连接，所述单片机的输出端通过第二通信模块与上位机连接，所述单片机的输出端还与显示模块连接。

具体地，如图1所示，本实施例还包括传感器接口端子，24V电源接口端子和显示接口端子，所述传感器模块的电源端通过传感器接口端子与直流电源输出端连接，所述传感器模块的信号输出端通过传感器接口端子与所述AD转换模块的输入端连接，所述电源转换模块的输入端通过24V电源接口端子与外接电源连接，所述第一通信模块和第二通信模块通过所述24V电源接口端子分别与语音报警模块和上位机连接，所述显示模块的电源端通过显示接口端子与电源转换模块的VCC电源输出端，所述显示模块的信号输入端通过显示接口端子与单片机的输出端连接。

具体地，如图2所示，为本实施例中电源转换模块的电路原理图，其包括电源调压芯片VR1、隔离电源芯片DC\/DC1和稳压芯片VR2。所述电源调压芯片VR1的型号为LM2596S-5，所述隔离电源芯片DC\/DC1的型号为DC-DC_F_LS-1W，所述稳压芯片VR2的型号为HT7333。

其中，24VDC电源正极通过电阻保险丝F1与快速恢复二极管D6正极连接，快速恢复二极管D6负极与电源调压芯片VR1的IN脚连接，电解电容C48的正极、陶瓷电容C46的第一脚、陶瓷电容C51第一脚、稳压二极管D7负极均与电源调压芯片VR1的IN脚连接，电解电容C48的负极与陶瓷电容C46第二脚、陶瓷电容C51第二脚、稳压二极管D7正极均与24VDC电源负极GND连接；电源调压芯片VR1的ON脚和GND脚均与24VDC电源负极GND连接，电源调压芯片VR1的OUT脚与快速恢复二极管D9正极连接；电源调压芯片VR1的OUT脚通过电感器L13输出VCC电源正极，电感器L13的输出端与电源调压芯片VR1的FB脚、电解电容C52正极、电解电容C55正极以及隔离电源芯片DC\/DC1的第一脚连接；快速恢复二极管D9的负极、电解电容C52的负极、电解电容C55的负极以及隔离电源芯片DC\/DC1的第二脚与24VDC电源负极GND连接；隔离电源芯片DC\/DC1第六脚输出VCC1电源正极，隔离电源芯片DC\/DC1的第六脚与电解电容C54的正极、陶瓷电容C53第一脚、电阻R15第一脚连接，隔离电源芯片DC\/DC1第四脚输出VCC1电源负极即GND1地，隔离电源芯片DC\/DC1的第四脚与电解电容C54的负极、陶瓷电容C53第二脚、电阻R15第二脚连接。外接24V直流电压经电源调压芯片VR1降压后输出5V直流电压，经隔离电源芯片DC\/DC1后输出5V的VCC1稳定电压，为电路供电。

其中，稳压芯片VR2的IN脚与VCC电源正极连接，陶瓷电容C56的第一脚、陶瓷电容C47第一脚、稳压二极管D10负极均与稳压芯片VR2的IN脚连接，稳压芯片VR2的OUT脚输出的3V3电源正极与电解电容C57正极、电解电容C58正极和电解电容C60正极连接，稳压芯片VR2的GND脚、陶瓷电容C56的第二脚、陶瓷电容C47的第二脚、稳压二极管D10的正极、电解电容C57的负极、电解电容C58的负极、电解电容C60的负极均与VCC电源负极即GND地连接。外接24V直流电压经电源调压芯片VR1降压后输出的5V直流电压，经稳压芯片VR2后输出3.3V的直流电压，为电路供电。

其中，三极管Q1的负极通过电阻R1连接至3V3电源正极，三极管Q1的负极还通过电阻R2输出2V5电源正极给传感器模块供电，三极管Q1的控制极与2V5电源正极连接，三极管Q1的正极与VCC电源负极GND连接，且电阻R3连接在2V5电源正极与VCC电源负极GND之间，电阻R1和电阻R2将稳压芯片VR2输出的3.3V的直流电压进行分压后形成2.5V的直流电压，可以给传感器模块中的各个传感器供电。

具体地，本实施例中，传感器模块包括1#闸间隙传感器，2#闸间隙传感器，3#闸间隙传感器，4#闸间隙传感器，5#闸间隙传感器，6#闸间隙传感器，7#闸间隙传感器，8#闸间隙传感器，闸盘偏摆传感器，闸盘温度传感器，1#制动油压传感器和2#制动油压传感器，所述AD转换模块包括12个型号为TM7711的A\/D芯片U1~U12，所述传感器接线端子包括接线端子CON1，接线端子CON2，接线端子CON3。如图3所示，为本实施例中，接线端子CON1，接线端子CON2，接线端子CON3的接线示意图，接线端子CON1、CON2、CON3均为24V接线端子；在电路内部，接口端子CON1、CON2、CON3的第1、4、7、10脚连接24V电源正极；第2、5、8、11脚连接24V电源负极GND，进而给传感器供电。

其中，传感器模块与传感器接线端子的连接方式如下：

1#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON1第1脚，第2脚连接至接口端子CON1第2脚，第3脚连接至接口端子CON1第3脚；2#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON1第4脚，第2脚连接至接口端子CON1第5脚，第3脚连接至接口端子CON1第6脚；3#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON1第6脚，第2脚连接至接口端子CON1第7脚，第3脚连接至接口端子CON1第8脚；4#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON1第9脚，第2脚连接至接口端子CON1第11脚，第3脚连接至接口端子CON1第12脚；5#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON2第1脚，第2脚连接至接口端子CON2第2脚，第3脚连接至接口端子CON2第3脚；6#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON2第4脚，第2脚连接至接口端子CON2第5脚，第3脚连接至接口端子CON2第6脚；7#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON2第6脚，第2脚连接至接口端子CON2第7脚，第3脚连接至接口端子CON2第8脚；8#闸间隙传感器第1脚连接至接口端子CON3第9脚，第2脚连接至接口端子CON1第11脚，第3脚连接至接口端子CON3第12脚；闸盘偏摆传感器第1脚连接至接口端子CON3第1脚，第2脚连接至接口端子CON3) 第2脚，第3脚连接至接口端子CON3第3脚；闸盘温度传感器第1脚连接至接口端子CON3第4脚，第2脚连接至接口端子CON3第5脚，第3脚连接至接口端子CON3第6脚；1#制动油压传感器第1脚连接至接口端子CON3第6脚，第2脚连接至接口端子CON3第7脚，第3脚连接至接口端子CON3第8脚；2#制动油压传感器第1脚连接至接口端子CON3第9脚，第2脚连接至接口端子CON3第11脚，第3脚连接至接口端子CON3第12脚。

如图4所示，为本实施例中，AD转换模块的电路连接图。其中，A\/D芯片U1第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C3连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U1第2、3脚和电阻R17的第2脚与VCC电源负极GND连接；A\/D芯片U1第4脚和电阻R17第1脚与接口端子CON1第3脚连接；A\/D芯片U1第5脚连接至CPU单片机U13A第54脚；A\/D芯片U1第6脚连接至 CPU单片机U13A第8脚；A\/D芯片U1第7脚和电感线圈L1第2脚、陶瓷电容C5第1脚与3V3电源正极连接；陶瓷电容C5第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U1第8脚与电感线圈L1第1脚连接，并通过陶瓷电容C1连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U2第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C4连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U2第2、3脚与电阻R18第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U2第4脚与电阻R18第1脚连接至接口端子CON1第6脚；A\/D芯片U2第5脚连接至 CPU单片机U13A第55脚；A\/D芯片U2第6脚连接至 CPU单片机U13A第9脚；A\/D芯片U2第7脚与电感线圈L2第2脚、陶瓷电容C6第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C6第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U2第8脚与电感线圈L2第1脚连接，并通过陶瓷电容C2连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U3第1脚与2V5电源正极连接，并通过陶瓷电容C9连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U3第2、3脚与电阻R19第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U3第4脚与电阻R19第1脚连接至接口端子CON1第9脚；A\/D芯片U3第5脚连接至CPU单片机U13A第56脚；A\/D芯片U3第6脚连接至 CPU单片机U13A第10脚；A\/D芯片U3第7脚与电感线圈L3第2脚、陶瓷电容C11第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C11第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U3第8脚与电感线圈L3第1脚连接，并通过陶瓷电容C7连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U4第1脚与2V5电源正极连接，并通过陶瓷电容C10连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U4第2、3脚与电阻R20第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U4第4脚与电阻R20第1脚连接至接口端子CON1第12脚；A\/D芯片U4第5脚连接至 CPU单片机U13A第57脚；A\/D芯片U4第6脚连接至CPU单片机U13A第11脚；A\/D芯片U4第7脚与电感线圈L4第2脚、陶瓷电容C12第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C12第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U4第8脚与电感线圈L4第1脚连接，并通过陶瓷电容C8连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U5第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C15连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U5第2、3脚与电阻R21第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U5第4脚与电阻R21第1脚连接至接口端子CON2第3脚；A\/D芯片U5第5脚连接至CPU单片机U13A第58脚；A\/D芯片U5第6脚连接至CPU单片机U13A第14脚；A\/D芯片U5第7脚与电感线圈L5第2脚、陶瓷电容C17第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C17第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U5第8脚与电感线圈L5第1脚连接，并通过陶瓷电容C13连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U6第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C16连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U6第2、3脚与电阻R22第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U6第4脚与电阻R22第1脚连接至接口端子CON2第6脚；A\/D芯片U6第5脚连接至CPU单片机U13A第59脚；A\/D芯片U6第6脚连接至CPU单片机U13A第15脚；A\/D芯片U6第7脚与电感线圈L6第2脚、陶瓷电容C18第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C18第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U6第8脚与电感线圈L6第1脚连接，并通过陶瓷电容C14连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U7第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C21连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U7第2、3脚与电阻R28第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U7第4脚与电阻R28第1脚连接至接口端子CON2第9脚；A\/D芯片U7第5脚连接至 CPU单片机U13A第61脚；A\/D芯片U7第6脚连接至CPU单片机U13A第20脚；A\/D芯片U7第7脚与电感线圈L7第2脚、陶瓷电容C23第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C23第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U7第8脚与电感线圈L7第1脚连接，并通过陶瓷电容C19连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U8第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C22连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U8第2、3脚与电阻R27第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U8第4脚与电阻R27第1脚连接至接口端子CON2第12脚；A\/D芯片U8第5脚连接至 CPU单片机U13A第62脚；A\/D芯片U8第6脚连接至 CPU单片机U13A第21脚；A\/D芯片U8第7脚与电感线圈L8第2脚、陶瓷电容C24第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C24第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U8第8脚与电感线圈L8第1脚连接通过陶瓷电容C20连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U9第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C27连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U9第2、3脚与电阻R23第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U9第4脚与电阻R23第1脚连接至接口端子CON3第3脚；A\/D芯片U9第5脚连接至 CPU单片机U13A第36脚；A\/D芯片U9第6脚连接至CPU单片机U13A第22脚；A\/D芯片U9第7脚与电感线圈L9第2脚、陶瓷电容C29第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C29第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U9第8脚与电感线圈L9第1脚连接，并通过陶瓷电容C25连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U10第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C28连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U10第2、3脚与电阻R27第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U10第4脚与电阻R27第1脚连接至接口端子CON3第6脚；A\/D芯片U10第5脚连接至CPU单片机U13A第37脚；A\/D芯片U10第6脚连接至 CPU单片机U13A第23脚；A\/D芯片U10第7脚与电感线圈L10第2脚、陶瓷电容C30第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C30第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U10第8脚与电感线圈L10第1脚连接，并通过陶瓷电容C26连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U11第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C33连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U11第2、3脚与电阻R25第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U11第4脚与电阻R25第1脚连接至接口端子CON3第9脚；A\/D芯片U11第5脚连接至 CPU单片机U13A第38脚；A\/D芯片U11第6脚连接至 CPU单片机U13A第24脚；A\/D芯片U11第7脚与电感线圈L11第2脚、陶瓷电容C35第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C35第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U11第8脚与电感线圈L11第1脚连接，并通过陶瓷电容C31连接至VCC电源负极GND。

A\/D芯片U12第1脚与2V5电源正极连接，通过陶瓷电容C34连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U12第2、3脚与电阻R26第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U12第4脚与电阻R26第1脚连接至接口端子CON3第12脚；A\/D芯片U12第5脚连接至CPU单片机U13A第26脚；A\/D芯片U12第6脚连接至 CPU单片机U13A第25脚；A\/D芯片U12第7脚与电感线圈L12第2脚、陶瓷电容C36第1脚连接至3V3电源正极；陶瓷电容C36第2脚连接至VCC电源负极GND；A\/D芯片U12第8脚与电感线圈L12第1脚连接，并通过陶瓷电容C32连接至VCC电源负极GND。

如图5所示，为本实施例中，第一通信模块的电路连接图，所述第一通信模块包括型号为ADM2483的通讯芯片U15，通讯芯片U15的第1脚VDD1与3V3电源正极连接，第2脚GND1和第8脚GND1 与GND地连接，第3脚TxD与单片机引脚RS485RX连接，第4脚RE和第5脚DE与单片机引脚RS485DE连接，第6脚TxD与单片机引脚RS485TX连接，第7脚PV通过电阻R9 与3V3电源正极连接，第9脚GND2和第15脚GND2 与GND1地连接，第16脚VDD2与VCC1电源正极连接，第16脚VDD2还通过陶瓷电容C45第一脚与GND1地连接；通讯芯片U15的第12脚A和第13脚B分别通过电阻R8和电阻R7与语音报警模块连接，电阻R8的输出端与稳压二极管D3的负极、稳压二极管D5的负极以及电阻R14的一端连接，电阻R7的输出端与稳压二极管D4的负极、稳压二极管D5的正极以及电阻R14的另一端连接，稳压二极管D3的正极和稳压二极管D4的正极与GND1地连接。

如图6所示，为本实施例中，第二通信模块的电路连接图，所述第二通信模块包括型号为SP485的通讯芯片U14，通讯芯片U14的第1脚与单片机引脚RS485RX1连接，第2脚和第3脚与单片机引脚RS485DE1连接，第4脚与单片机引脚RS485TX1连接；第5脚与VCC电源负极GND地连接；第6脚和第7脚分别与上位机连接，第8脚与3V3电源正极连接。

具体地，本发明实施例提供的一种矿井提升机闸间隙监控模块，还包括无源节点输出模块，如图7所示，所述无源节点输出模块包括继电器K1和继电器K2，二极管D1、二极管D2、三极管Q2、三极管Q3、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R13，所述继电器K1的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q2的集电极连接，所述三极管Q2的基极通过电阻R10与单片机的输出端连接，所述三极管Q2的基极还通过电阻R12与地连接，所述三极管Q2的发射极接地；所述继电器K2的线圈一端与直流电源连接，另一端与三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极通过电阻R11与单片机的输出端连接，所述三极管Q3的基极还通过电阻R13与地连接，所述三极管Q3的发射极接地，所述继电器K1的和继电器K2的常开触点分别作为故障无源节点输出和报警无源节点输出。

具体地，如图8所示，为本发明实施例中，单片机的电路连接示意图，本实施例的单片机U13的型号为STM32F103R8T6，单片机U13B第1脚连接至3V3电源正极；第3脚连接至STM32F103R8T6 CPU单片机U13B第5脚；第4脚连接至STM32F103R8T6 CPU单片机U13B第6脚；第5脚与8M晶振器X1第1脚连接通过陶瓷电容C37连接至VCC电源负极GND；第6脚与8M晶振器X1第2脚连接通过陶瓷电容C42连接至VCC电源负极GND；第7脚通过10K电阻R6连接至3V3电源正极，第12脚与104陶瓷电容C43第1脚、105电解电容C44正极连接至VCC电源负极GND，第13脚与104陶瓷电容C43第2脚、105电解电容C44负极连接至3V3电源正极；第18、63、47、31脚与104陶瓷电容C38-C40第2脚、105电解电容C41负极连接至VCC电源负极GND；第19、64、48、32脚与104陶瓷电容C38-C40第1脚、105电解电容C41正极连接至VCC电源正极；第60脚通过10K电阻R4连接至VCC电源负极GND；第28脚通过10K电阻R5连接至VCC电源负极GND；STM32F103R8T6 CPU单片机U13A第3脚连接至330R电阻R16第1脚，通过LED发光二极管LED1连接至VCC电源负极GND。

如图9所示，为本实施例中，24V电源接口端子CON4、第三方接口端子P1和显示接口端子P2的电路连接图。

其中，第三方接口端子P1采用PF2.0-6A，显示接口端子P2采用 ECC-10-1.0。第三方接口端子P1第1脚连接至3V3电源正极，第2脚连接至 CPU单片机U13B第7脚，第3脚连接至CPU单片机U13B第28脚，第4脚和第5脚分别与单片机第43脚和单片机第42脚连接，第6脚连接至VCC电源负极GND。单片机通过第三方接口端子P1与第三方通讯连接，用于第三方通讯，例如语音报警的程序下载。

其中，24V电源接口端子CON4的第11，12脚分别与外接24V直流电源正负极连接，给本实用新型的监控模块提供电源，第10脚与地GND1连接，第8、9脚分别与通信芯片U15的输出端连接，用于将第二通信模块与语音报警模块连接，第6、7脚分别与通信芯片U14的6、7脚连接，用于将通信芯片U14的输出与上位机连接，第5脚与地GND连接，第1~4脚分别与无源节点输出模块的输出端连接，实现故障无源节点输出和报警无源节点输出。

其中，显示接口端子P2的第1、2、3脚连接至VCC电源负极GND；第8、9、10脚连接至VCC电源正极；第5脚连接至STM32F103R8T6 CPU单片机U13A第16脚；6脚连接至STM32F103R8T6 CPU单片机U13A第17脚。单片机通过显示接口端子与显示单元连接，可以将单片机的输出信号发送至显示单元显示，其中，显示单元可以为4.3寸彩色触摸屏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

设计图

一种矿井提升机闸间隙监控模块论文和设计

一种矿井提升机闸间隙监控模块论文和设计-赵瑞峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢