本實用新型屬自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在金屬礦山開采作業(yè)中，大量使用鏟運機等大型車輛，為了實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備管理，采集這些車輛的作業(yè)信息和車輛狀態(tài)信息成為了一個關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。

大型車輛上需要監(jiān)控的核心為發(fā)動機、變速箱的參數(shù)，包括：發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機油溫油壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油耗、設(shè)備速度、變速箱油溫油壓等，車輛的這些參數(shù)由發(fā)動機電子控制單元和變速箱電子控制單元進行采集，而這些電子控制單元通常采用SAE J1939通信接口。SAE J1939是美國汽車工程師協(xié)會推薦的廣泛應(yīng)用于車輛的工業(yè)總線標準，其物理層和數(shù)據(jù)鏈路層符合CAN 2.0B的規(guī)定，并在此技術(shù)上定義了適用于車輛系統(tǒng)的應(yīng)用層。

為了對發(fā)動機、變速箱的電子控制單元進行通信，大型車輛上需要裝配微型PLC，參數(shù)的顯示需要在車輛上裝配觸摸屏。而問題在于實際中各大自動化廠商提供的微型PLC系統(tǒng)通常提供的是Modbus、Profibus DP、Ethernet TCP/IP等通信協(xié)議，都不能與車輛系統(tǒng)所使用的J1939接口進行通訊，因此微型PLC與發(fā)動機和變速箱的電子控制單元是無法實現(xiàn)直接通訊的。因此迫切的需要一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來解決微型PLC系統(tǒng)與車輛系統(tǒng)之間的通訊，對鏟運機等大型車輛的作業(yè)信息和狀態(tài)信息進行通信，從而實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備管理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出一種地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案是：

一種地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、微型PLC和觸摸屏；

所述協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)與地下礦鏟運機的電子控制單元提供的J1939接口相連接，所述協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)與微型PLC相連接，所述微型PLC與觸摸屏相連接；

所述協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，用于讀取地下礦鏟運機提供的J1939協(xié)議數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)；

所述微型PLC，用于讀取以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)并將以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)從字節(jié)數(shù)據(jù)流解碼為對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型；

所述觸摸屏，用于顯示讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型并將數(shù)據(jù)以圖文的形式顯示。

可選地，所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)與微型PLC相連接具體方式為：

所述協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的一端作為以太網(wǎng)從站與微型PLC相連接。

可選地，所述地下礦鏟運機提供的J1939協(xié)議數(shù)據(jù)包括：發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機油溫油壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油耗、設(shè)備速度、變速箱油溫油壓。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提出一種地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括：協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、微型PLC和觸摸屏。本實用新型系統(tǒng)將地下礦鏟運機中的發(fā)動機和變速箱等設(shè)備的信息通過協(xié)議轉(zhuǎn)換送入微型PLC，再通過觸摸屏將微型PLC中的數(shù)據(jù)以圖文的形式直觀的顯示給使用者，完成對地下礦鏟運機等大型車輛的作業(yè)信息和狀態(tài)信息進行采集的功能，從而實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度和設(shè)備管理。

附圖說明

圖1為地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型具體實施方式加以詳細的說明。

一種地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1所示，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)、微型PLC和觸摸屏。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)與地下礦鏟運機的發(fā)動機的電子控制單元和變速箱的電子控制單元提供的J1939接口相連接，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)與微型PLC相連接，微型PLC與觸摸屏相連接。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，采用瑞典HMS工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有限公司的Anybus產(chǎn)品或兼容網(wǎng)關(guān)，用于將地下礦鏟運機提供的J1939協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)。

本實施方式中，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的一端作為J1939節(jié)點與地下礦鏟運機的J1939接口相連接。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的另一端作為以太網(wǎng)從站與微型PLC相連接。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的兩端網(wǎng)絡(luò)獨立工作，但共享IO數(shù)據(jù)區(qū)，通過對協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的配置實現(xiàn)地下礦鏟運機與微型PLC的數(shù)據(jù)交互。

對協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的配置包括：以太網(wǎng)的配置、J1939的配置、輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的配置。

以太網(wǎng)配置包括：網(wǎng)絡(luò)超時時間設(shè)定、IP地址設(shè)定、子網(wǎng)掩碼設(shè)定、網(wǎng)關(guān)設(shè)定。

J1939的配置包括：協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)作為J1939節(jié)點的波特率設(shè)定、地址設(shè)定、設(shè)備名稱的設(shè)定。

輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的配置包括：根據(jù)實際需求接收和發(fā)送的SPN，在輸入數(shù)據(jù)區(qū)域和輸出數(shù)據(jù)區(qū)域設(shè)定輸入輸出報文。

輸入數(shù)據(jù)區(qū)域和輸出數(shù)據(jù)區(qū)域設(shè)定輸入輸出報文包括：PGN設(shè)定、數(shù)據(jù)偏移和數(shù)據(jù)長度設(shè)定、目標地址的設(shè)定。

協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的工作原理如圖2所示，微型PLC接口為Ethernet TCP/IP協(xié)議，協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)接收并解析來自于J1939網(wǎng)絡(luò)上發(fā)動機和變速箱的J1939格式的報文，根據(jù)配置提取其中需要的輸入數(shù)據(jù)，并將輸入數(shù)據(jù)置于網(wǎng)關(guān)Ethernet TCP/IP端的輸入?yún)^(qū)，等待Ethernet TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的主站即微型PLC的讀取。

微型PLC，用于讀取以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)并將以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)的從字節(jié)數(shù)據(jù)流解碼為對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型。

本實施方式中，在微型PLC下位機軟件中設(shè)定服務(wù)器參數(shù)和設(shè)定客戶端參數(shù)、編輯微型PLC程序。

設(shè)定服務(wù)器參數(shù)和設(shè)定客戶端參數(shù)的方法如下：

設(shè)定服務(wù)器參數(shù)包括：設(shè)定所述微型PLC設(shè)備的IP地址、設(shè)定超時時間、設(shè)定從站端口。

設(shè)定客戶端參數(shù)包括：設(shè)定客戶端的IP地址即協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的IP地址、設(shè)定單元ID、設(shè)定鏈接超時時間。

微型PLC硬件配置為按照實際的模塊型號在下位機軟件中進行相應(yīng)的硬件組態(tài)。

利用梯形圖語言在下位機軟件中進行編程，讀取協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的輸出數(shù)據(jù)的存儲地址，賦值給微型PLC的存儲地址并建立相應(yīng)的變量。

相應(yīng)的變量包括：變量的名稱、所述變量的地址、所述變量的類型、所述變量的描述。

變量的名稱為：由英文字母和符號組成能夠成為所述變量的標識，用來區(qū)別于其他變量。

變量的地址為：所述變量在所述微型PLC中對應(yīng)的存儲地址，變量和地址一一對應(yīng)。

變量的類型為：所述微型PLC內(nèi)變量的數(shù)據(jù)類型，根據(jù)實際需求可以定義為布爾型、整型、浮點型等。

變量的描述為：可以用中英文對所述變量進行描述，以方便使用者對程序的閱讀。

觸摸屏，用于顯示讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型并將數(shù)據(jù)以圖文的形式顯示。

本實施方式中，將觸摸屏的數(shù)據(jù)線連接至微型PLC，通過配置實現(xiàn)微型PLC與觸摸屏的通訊。

觸摸屏讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)類型并將數(shù)據(jù)以圖文的形式顯示包括：在上位機軟件中建立變量與微型PLC程序中的變量一一對應(yīng)，讀取微型PLC程序中的變量值并顯示在觸摸屏上。

在觸摸屏上位機軟件中安裝針對所述微型PLC的通訊卡和驅(qū)動程序，在通訊卡中設(shè)定所述微型PLC的品牌型號、網(wǎng)絡(luò)地址、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

本實施方式中，地下礦鏟運機提供的J1939協(xié)議數(shù)據(jù)包括：發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機油溫油壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油耗、設(shè)備速度、變速箱油溫油壓。

采用上述地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行地下礦鏟運機的數(shù)據(jù)采集的方法如下：

通過所述協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)將所述地下礦鏟運機提供的J1939協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)；通過所述微型PLC讀取以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)并將以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)從字節(jié)數(shù)據(jù)流解碼為對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型；通過所述觸摸屏顯示讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型并將數(shù)據(jù)以圖文的形式顯示。