CN106452491B - 一种矿井下语音通讯控制*** - Google Patents

一种矿井下语音通讯控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿井下语音通讯控制***，包括：主控模块(1)、语音耦合模块(2)、CAN1端沿线模块(3)、CAN2端沿线模块(4)、CAN1端扩展沿线模块(5)、CAN2端扩展沿线模块(6)、电源模块(7)。本发明利用MODBUS主从通讯形式及改制协议，通过查询指令对沿线模块的各种状态信息进行定位和反馈，实时分配沿线模块的站地址、模块类型；同时对沿线模块的各种状态信息实时监控，将沿线模块中的***电压、中继电压、音频电压、DI采集值等信息采集上报，控制沿线模块中的DO输出值，紧急报文等信息，有效解决了当前矿井下沿线设备通讯自动化程度不高、不能自动设置参数、不能自动监控等问题。

Description

一种矿井下语音通讯控制***
技术领域
本发明属于矿井下通讯控制技术领域，特别涉及一种矿井下语音通讯控制***。
背景技术
目前，煤矿井下运输通讯及控制***通常包括一个用于采集各设备信息并进行显示的控制台，该控制台设有组合开关，该组合开关连接至生产线体的各个设备的控制端；在破碎机和转载机侧方以及各胶带运输机侧方均设有扩音电话和双向急停开关，各部件之间通过电缆顺次连接，电缆的始端连接至控制台；在前部运输机和后部运输机侧方设有扩音电话和多功能控制器，各部件之间通过电缆顺次连接，电缆的始端连接至所述控制台；其中，扩音电话包括音频输入输出单元和急停按钮单元；多功能控制器包括音频输入输出单元、急停按钮单元和对前部运输机和后部运输机进行启停和锁定的控制单元。实用新型授权公告号CN202758185U专利号CN201220394956.0公开了一种煤矿井下通信控制***，该生产线体包括位于矿道内的多个依次相接的胶带运输机、位于矿道口处的破碎机和转载机以及一端与所述转载机连接另一端位于地面的前部运输机和后部运输机，其特征在于：所述通信控制***包括至少一个用于采集各设备信息并进行显示的控制台，该控制台上设有组合开关，该组合开关连接至生产线体的各个设备的控制端；在所述破碎机和转载机侧方以及各胶带运输机侧方均设有扩音电话和双向急停开关，各部件之间通过电缆顺次连接，所述电缆的始端连接至所述控制台；在所述前部运输机和后部运输机侧方设有扩音电话和多功能控制器，各部件之间通过电缆顺次连接，所述电缆的始端连接至所述控制台；其中，所述扩音电话包括音频输入输出单元和急停按钮单元；所述多功能控制器包括音频输入输出单元、急停按钮单元和对所述前部运输机和后部运输机进行启停和锁定的控制单元。综上所述，煤矿井下运输***中设备种类繁多，设备与设备之间的连接均通过电缆顺次连接，对于设备的地址、种类、状态等信息，控制***与设备之间的数据交互，设备与设备之间的数据交互，需要一种能够自动分配地址，实时查询设备类型，即时实现数据交互的通讯控制***来适应煤矿井下种类繁多设备的多组合多场景应用的。
发明内容
本发明的目的是：提供一种矿井下语音通讯控制***，有效解决了当前矿井下沿线设备通讯自动化程度不高、不能自动设置参数、不能自动监控等问题。
本发明的技术方案是：一种矿井下语音通讯控制***，包括：主控模块、语音耦合模块、CAN1端沿线模块、CAN2端沿线模块、CAN1端扩展沿线模块、CAN2端扩展沿线模块、电源模块；
所述主控模块用于控制所述CAN1端沿线模块、所述CAN2端沿线模块、所述CAN1端扩展沿线模块、所述CAN2端扩展沿线模块与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的语音信号发送与接收，控制所述语音耦合模块实现语音信号的连接；
所述的语音耦合模块用于耦合所述CAN1端沿线模块与CAN2端沿线模块的语音信号，实现语音信号连接，以及用于与其它矿井下语音通讯控制装置的级联；
所述CAN1端沿线模块和CAN2端沿线模块用于与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备之间的打点、送话、语音报警、闭锁；
所述CAN1端扩展沿线模块和所述CAN2端扩展沿线模块分别用于扩展与更多沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的连接，实现与扩展的沿线设备的接入、打点、送话、语音报警、闭锁；
所述电源模块用于供电。
更进一步地，所述主控模块1包括：用于控制和处理沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备和所述IO扩展单元传送的堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号的CPU单元；用于接收堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号，执行电机启停、风机启停、油泵启停、抱闸启停的IO扩展单元；用于与所述CAN1端沿线模块和CAN2端沿线模块CAN通讯及查询通讯的CAN通讯扩展单元，用于输入烟雾传感器报警参数、跑偏故障参数、温度报警上下限参数的按键开关单元；用于显示拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的位置、闭锁状态是否闭锁、查询状态是否在线、CAN是否在线、沿线电池是否需要充电、电池是否发生故障的显示单元。
更进一步地，所述CAN1端沿线模块包括：用于提供CAN1端沿线紧急停机信号的CAN1端拉线闭锁单元；用于提供CAN1端沿线送话、打点功能的CAN1端普通电话单元；用于提供CAN1端沿线带有闭锁功能的电话的CAN1端闭锁电话单元；用于提供CAN1端沿线带闭锁及启停功能的电话的CAN1端启停电话单元，用于提供CAN1端沿线带有DI、DO通道的电话的CAN1端IO电话单元；用于提供CAN1端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源的CAN1端中继单元；用于给所述中继单元及其后级沿线模块提供电源的CAN1端中继电源单元，用于监视CAN1端沿线末端18V直流电压、CAN1端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端的CAN1端终端单元；用于CAN1端沿线采集信号及发送指令的CAN1端分站单元；用于CAN1端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能的CAN1端总主控单元。
更进一步地，所述CAN2端沿线模块包括：用于提供CAN2端沿线紧急停机信号的CAN2端拉线闭锁单元；用于提供CAN2端沿线送话、打点功能的CAN2端普通电话单元；用于提供CAN2端沿线带有闭锁功能的电话的CAN2端闭锁电话单元；用于提供CAN2端沿线带闭锁及启停功能的电话的CAN2端启停电话单元，用于提供CAN2端沿线带有DI、DO通道的电话的CAN2端IO电话单元；用于提供CAN2端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源的CAN2端中继单元；用于给所述中继单元及其后级沿线模块提供电源的CAN2端中继电源单元，用于监视CAN2端沿线末端电压、CAN2端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端的CAN2端终端单元；用于CAN2端沿线采集信号及发送指令的CAN2端分站单元；用于CAN2端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能的CAN2端总主控单元。
更进一步地，所述CAN通讯扩展单元有两种通讯方式，以CAN总线通讯为主，查询通讯为辅；CAN总线通讯时，按照CAN通讯主从关系分为三级：第一级为主控模块；第二级为CAN1端沿线模块、CAN2端沿线模块、CAN1端扩展沿线模块、CAN2端扩展沿线模块；第三级为沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备；CAN总线通讯时，堆煤故障、烟雾故障、跑偏故障、闭锁信号由第三级流向第二级再流向第一级；数据的上传时，将沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中具有CAN总线功能的模块中的***电压、中继电压、音频电压、DI采集值信息上报；数据下发时，可以控制沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中的DO输出值和紧急报文信息；***上电后，查询指令即时生效，用户不需要设置站地址；所述主控模块通过查询指令的发送和接收，就能实时分配好沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的站地址、模块类型信息，并实时监控沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的状态。
本发明利用MODBUS主从通讯形式及改制协议，可以通过查询指令对沿线模块的各种状态信息定位及反馈；主控***通过查询指令的发送和接收，就能实时分配好沿线模块的站地址、模块类型等信息，同时对沿线模块的各种状态信息实时监控；数据上传时，可以将沿线模块中具有CAN总线功能的模块中的***电压、中继电压、音频电压、DI采集值等信息上报，数据下发时，可以控制沿线模块中的DO输出值，紧急报文等信息，有效解决了当前矿井下沿线设备通讯自动化程度不高、不能自动设置参数、不能自动监控等问题。
附图说明
图1为本发明***组成框图；
图2为本发明主控模块组成框图；
图3为本发明CAN1端沿线模块组成框图；
图4为本发明CAN2端沿线模块组成框图。
具体实施方式
实施例1：参见图1至4，一种矿井下语音通讯控制***，其特征在于：包括：主控模块1、语音耦合模块2、CAN1端沿线模块3、CAN2端沿线模块4、CAN1端扩展沿线模块5、CAN2端扩展沿线模块6、电源模块7；
所述主控模块1用于控制所述CAN1端沿线模块3、所述CAN2端沿线模块4、所述CAN1端扩展沿线模块5、所述CAN2端扩展沿线模块6与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的语音信号发送与接收，控制所述语音耦合模块2实现语音信号的连接；
所述主控模块1包括：用于控制和处理沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备和所述IO扩展单元12传送的堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号的CPU单元11；用于接收堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号，执行电机启停、风机启停、油泵启停、抱闸启停的IO扩展单元12；用于与所述CAN1端沿线模块3和CAN2端沿线模块4CAN通讯及查询通讯的CAN通讯扩展单元13，用于输入烟雾传感器报警参数、跑偏故障参数、温度报警上下限参数的按键开关单元14；用于显示拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的位置、闭锁状态是否闭锁、查询状态是否在线、CAN是否在线、沿线电池是否需要充电、电池是否发生故障的显示单元15；
所述CAN通讯扩展单元13有两种通讯方式，以CAN总线通讯为主，查询通讯为辅；CAN总线通讯时，按照CAN通讯主从关系分为三级：第一级为主控模块1；第二级为CAN1端沿线模块3、CAN2端沿线模块4、CAN1端扩展沿线模块5、CAN2端扩展沿线模块6；第三级为沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备；CAN总线通讯时，堆煤故障、烟雾故障、跑偏故障、闭锁信号由第三级流向第二级再流向第一级；数据的上传时，将沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中具有CAN总线功能的模块中的***电压、中继电压、音频电压、DI采集值信息上报；数据下发时，可以控制沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中的DO输出值和紧急报文信息；***上电后，查询指令即时生效，用户不需要设置站地址；所述主控模块1通过查询指令的发送和接收，就能实时分配好沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的站地址、模块类型信息，并实时监控沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的状态；
所述的语音耦合模块2用于耦合所述CAN1端沿线模块3与CAN2端沿线模块4的语音信号，实现语音信号连接，以及用于与其它矿井下语音通讯控制装置的级联；
所述CAN1端沿线模块3和CAN2端沿线模块4用于与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备之间的打点、送话、语音报警、闭锁；
所述CAN1端沿线模块3包括：用于提供CAN1端沿线紧急停机信号的CAN1端拉线闭锁单元31；用于提供CAN1端沿线送话、打点功能的CAN1端普通电话单元32；用于提供CAN1端沿线带有闭锁功能的电话的CAN1端闭锁电话单元33；用于提供CAN1端沿线带闭锁及启停功能的电话的CAN1端启停电话单元34，用于提供CAN1端沿线带有DI、DO通道的电话的CAN1端IO电话单元35；用于提供CAN1端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源的CAN1端中继单元36；用于给所述中继单元36及其后级沿线模块提供电源的CAN1端中继电源单元37，用于监视CAN1端沿线末端18V直流电压、CAN1端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端的CAN1端终端单元38；用于CAN1端沿线采集信号及发送指令的CAN1端分站单元39；用于CAN1端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能的CAN1端总主控单元310；
所述CAN2端沿线模块4包括：用于提供CAN2端沿线紧急停机信号的CAN2端拉线闭锁单元41；用于提供CAN2端沿线送话、打点功能的CAN2端普通电话单元42；用于提供CAN2端沿线带有闭锁功能的电话的CAN2端闭锁电话单元43；用于提供CAN2端沿线带闭锁及启停功能的电话的CAN2端启停电话单元44，用于提供CAN2端沿线带有DI、DO通道的电话的CAN2端IO电话单元45；用于提供CAN2端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源的CAN2端中继单元46；用于给所述中继单元46及其后级沿线模块提供电源的CAN2端中继电源单元47，用于监视CAN2端沿线末端电压、CAN2端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端的CAN2端终端单元48；用于CAN2端沿线采集信号及发送指令的CAN2端分站单元49；用于CAN2端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能的CAN2端总主控单元410；
所述CAN1端扩展沿线模块5和所述CAN2端扩展沿线模块6分别用于扩展与更多沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的连接，实现与扩展的沿线设备的接入、打点、送话、语音报警、闭锁；
所述电源模块7用于供电。

Claims (4)

1.一种矿井下语音通讯控制***，其特征在于：包括：主控模块（1）、语音耦合模块（2）、CAN1端沿线模块（3）、CAN2端沿线模块（4）、CAN1端扩展沿线模块（5）、CAN2端扩展沿线模块（6）、电源模块（7）；
所述主控模块(1)用于控制所述CAN1端沿线模块（3）、所述CAN2端沿线模块（4）、所述CAN1端扩展沿线模块（5）、所述CAN2端扩展沿线模块（6）与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的语音信号发送与接收，控制所述语音耦合模块（2）实现语音信号的连接；
所述的语音耦合模块（2）用于耦合所述CAN1端沿线模块（3）与CAN2端沿线模块（4）的语音信号，实现语音信号连接，以及用于与其它矿井下语音通讯控制装置的级联；
所述CAN1端沿线模块（3）和CAN2端沿线模块（4）用于与沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备之间的打点、送话、语音报警、闭锁；
所述CAN1端扩展沿线模块（5）和所述CAN2端扩展沿线模块（6）分别用于扩展与所述CAN1端扩展沿线模块（5）沿线的和所述CAN2端扩展沿线模块（6）沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的连接，实现与扩展的沿线设备的接入、打点、送话、语音报警、闭锁；
所述电源模块（7）用于供电；
所述主控模块（1）包括：
CPU单元（11），用于控制和处理沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备和IO扩展单元（12）传送的堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号；
IO扩展单元（12），用于接收堆煤故障信号、烟雾故障信号、跑偏故障信号、闭锁信号，执行电机启停、风机启停、油泵启停、抱闸启停；
CAN通讯扩展单元（13），用于与所述CAN1端沿线模块（3）和CAN2端沿线模块（4）CAN通讯及查询通讯；
按键开关单元（14），用于输入烟雾传感器报警参数、跑偏故障参数、温度报警上下限参数；
显示单元（15），用于显示拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的位置、闭锁状态是否闭锁、查询状态是否在线、CAN是否在线、沿线电池是否需要充电、电池是否发生故障；
所述CAN通讯扩展单元（13）有两种通讯方式，以CAN总线通讯为主，查询通讯为辅。
2.如权利要求1所述的一种矿井下语音通讯控制***，其特征在于：
所述CAN1端沿线模块（3）包括：
CAN1端拉线闭锁单元（31），用于提供CAN1端沿线紧急停机信号；
CAN1端普通电话单元（32），用于提供CAN1端沿线送话、打点功能；
CAN1端闭锁电话单元（33），用于提供CAN1端沿线带有闭锁功能的电话；
CAN1端启停电话单元（34），用于提供CAN1端沿线带闭锁及启停功能的电话；
CAN1端IO电话单元（35），用于提供CAN1端沿线带有DI、DO通道的电话；
CAN1端中继单元（36），用于提供CAN1端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源；
CAN1端中继电源单元（37），用于给所述中继单元（36）及其后级沿线模块提供电源；
CAN1端终端单元（38），用于监视CAN1端沿线末端18V直流电压、CAN1端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端；
CAN1端分站单元（39），用于CAN1端沿线采集信号及发送指令；
CAN1端总主控单元（310），用于CAN1端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能。
3.如权利要求1所述的一种矿井下语音通讯控制***，其特征在于：
所述CAN2端沿线模块（4）包括：
CAN2端拉线闭锁单元（41），用于提供CAN2端沿线紧急停机信号；
CAN2端普通电话单元（42），用于提供CAN2端沿线送话、打点功能；
CAN2端闭锁电话单元（43），用于提供CAN2端沿线带有闭锁功能的电话；
CAN2端启停电话单元（44），用于提供CAN2端沿线带闭锁及启停功能的电话；
CAN2端IO电话单元（45），用于提供CAN2端沿线带有DI、DO通道的电话；
CAN2端中继单元（46），用于提供CAN2端沿线扩充模块容量，为后级沿线提供电源；
CAN2端中继电源单元（47），用于给所述中继单元（46）及其后级沿线模块提供电源；
CAN2端终端单元（48），用于监视CAN2端沿线末端电压、CAN2端末端语音信号幅值并作为查询线及CAN总线终端；
CAN2端分站单元（49），用于CAN2端沿线采集信号及发送指令；
CAN2端总主控单元（410），用于CAN2端沿线继续拓展沿线模块并实现信号采集及发送指令功能。
4.如权利要求1所述的一种矿井下语音通讯控制***，其特征在于：
CAN总线通讯时，按照CAN通讯主从关系分为三级：第一级为主控模块(1)；第二级为CAN1端沿线模块（3）、CAN2端沿线模块（4）、CAN1端扩展沿线模块（5）、CAN2端扩展沿线模块（6）；第三级为沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备；
CAN总线通讯时，堆煤故障、烟雾故障、跑偏故障、闭锁信号由第三级流向第二级再流向第一级；数据的上传时，将沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中具有CAN总线功能的模块中的***电压、中继电压、音频电压、DI采集值信息上报；数据下发时，控制沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备中的DO输出值和紧急报文信息；***上电后，查询指令即时生效，用户不需要设置站地址；
所述主控模块(1)通过查询指令的发送和接收，就能实时分配好沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的站地址、模块类型信息，并实时监控沿线的拉线闭锁设备、普通电话、闭锁电话、启停电话、IO电话、中继设备、终端设备的状态。
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