矿井通风自动控制系统研究与开发(2)

2422011，47（18）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用

模拟量采集模块进行采集并转换成数字信号。模拟量采集模块与上位机用CAN-BUS总线通讯。风门执行器也使用0~10V模拟信号控制，0~10V信号对应0~90°转角。执行器有角度反馈，也使用0~10V信号，用模拟量采集模块采集供给上位机。

CAN-BUS总线

上位机

模拟量

采集模块

模拟量输出模块

[1]

3.6CAN-BUS总线

本文系统采用KPCI-8110光隔非智能CAN总线通讯卡。KPCI-8110适用于各种工控计算机、兼容机（PCI）的长距离高速率传输。该卡的安装使用非常方便，并提供了丰富的动态链接库接口函数。

3.7其他硬件

通风动力采用小型离心式通风机；上位机采用普通PC计算机。

4软件设计

上位机软件采用VisualBasic编写。上位机软件实现了压力、风量、风门角度的实时显示；风流状态的实时模拟、风门角度的远程调节以及数据分析处理等功能。

模拟量

模拟量

压差传感器压差传感器压差传感器

4.1CAN-BUS通信

风速传感器

风门执行器风门执行器

图2系统总体结构示意图

上位机用循环方法接收模拟量采集模块的数据，这时候得到的数据是0~10V电压的数据，这个数据需要通过传感器的量程范围换算成需要的数据。如25Pa的压差传感器的数据，0~10V就对应0~25Pa的压差，这需要在数据库里存储每个传感器的特性信息。

3系统硬件设计3.1压差传感器

压差传感器分别采用西门子QBM65-1型和DWYERMS121型传感器。西门子QBM65-1型传感器量程范围0~100Pa，敏感性0.02%；DWYERMS121型传感器量程最小0~25Pa，精度1%精度。

3.2风速传感器

风速传感器采用EE65风速变送器，器工作原理是按改进型

热膜风速计原理运行的。工作范围0~10m/s，精度0.3m/3±3%所测值。

软件设计的重点就是CAN-BUS通信模块的编写。正确

安装CAN-BUS卡和驱动程序以后，将K8110.dll和K8110.lib文件复制到指定目录并导入当前工程。

主要函数简介：（1）打开卡的函数

BOOLWINAPICAN_Open（ULONGiIndex）//iIndex指定设备序号

（2）初始化函数

BOOLWINAPICAN_Init（ULONGiIndex，PUCHARconfig）

Config：指向配置方式、波特率（3）查询接收一帧数据函数BOOLWINAPICAN_Recv（ULONGiIndex，PUCHARrecvbuffer，ULONGrtimeout）

Recvbuffer：指向接收数据缓存区的指针（4）发送一帧数据函数

BOOLWINAPICAN_Trans（ULONGiIndex，PUCHARtransbuffer，ULONGwtimeout）

Transbuffer：指向发送数据缓存区的指针数据缓存区分配同接收Wtimeout：写超时，单位为ms

在系统的设计中采用中断接收方法进行数据采集。

3.3风门执行器

采用西门子GDB131.1A型风门执行器，该型号的扭矩是

4.2数据库设计

5Nm；使用0~10V模拟信号控制，0~10V信号对应0~90°转角。执行器有角度反馈，也使用0~10V信号，使用模拟量采集模块采集供给上位机。

风门执行器通过接收模拟量输出模块传来的模拟信号，调节风门角度，进而改变了巷道的有效断面积。

数据是程序运行的基础，上位机软件需要管理输入输出

模块、风门执行器和传感器的参数设置信息。因此将上述信息保存到Access数据库中，并采用Dao数据库技术进行访问管理。

根据以上分析设计了输入输出模块信息表、传感器信息表和风门执行期信息表。

4.3软件界面设计

3.4模拟量采集模块

采用科日新K-7512，该模块是光隔8路拟量输入模块。

上位机软件设计了主界面、设置传感器、输入输出模块三

个窗体。

主要用来采集来自压差传感器、风速传感器、风门执行器的模拟信号。

5实验与应用

3.5模拟量输出模块

采用科日新K-7516，该模块是光隔4路模拟量输出模块。

模型调试完后，先后完成了矿井通风阻力测试、网络解算

验证、通风网络调节以及角联结构分析等实验。

主要用来上位机软件向风门执行器、压差传感器、风速传感器5.1矿井通风阻力测试实验