等基于C/OS—II操作系统KDG15A型远程控制开关的研究

【摘要】文章结合目前煤矿综合自动化的需要，详细介绍我公司KDG15型远程控制开关的在研发方案、软硬件系统设计，并在C/OS-II嵌入式操作系统的基础上简单介绍了系统的软件流程。该远程开关充分利用六大系统的KJ95N型煤矿综合监控系统，为井下远控系统的建立提供了便利，并能增加系统的可靠性。

【关键词】C/OS-II；远距离控制；KDG15A型

1.前言

随着煤矿综合自动化程度的提高，井下网络系统的应用也越来越广泛，通过网络系统不仅能在井下现场操作各种设备，同时能在地面实现远程控制，而且能在地面实时监测各种设备的运行参数等，真正实现远程综合自动化系统。

目前国内现场的远程控制开关种类比较繁杂，造成系统接人控制总线种类大，给现场应用造成困难，我单位目前研制的KDG15A型远程控制开关是KJ95N型煤矿综合监控系统的配套产品，通过现场总线RS485，用于远距离控制设备的开关，同时带有馈电状态检测功能，可反映被控设备的状态。

2.需求及技术分析

随着井下自动化程度的提高，井下各种设备的控制及监控系统，可以挪移到地面控制中心，实现集中控制，减少了人工系统，例如井下中央水泵房排水系统，当水仓达到井下警戒水位后，必须及时开启井下水泵向地面排水，这时就要逐一开启相应的设备，例如首先把相应管路的阀门开启到位，并需监测阀门是否开启到位；然后开启真空泵向主排水泵抽真空，确保真空后，再开启主排水泵，这样的一系列操作必须在现场安装远程控制开关。

又例如井下的皮带机控制系统，由于井下皮带系统可以实现远距离运输，皮带机路线长，但皮带机系统根据煤矿安全规程要求必须安设温度保护、速度保护、烟雾保护、跑偏保护、满煤保护、沿线紧急停车、纵撕保护等8大保护系统，这几大保护如何在远距离实现，必须在现场安装远程控制开关。

因此远程控制开关的应用在煤矿现场中非常广泛，我单位根据目前煤矿的具体现状，结合煤矿必须具备的六大系统中的监测监控系统，综合分析后决定研发KDG15A型远程控制开关，并选择RS485现场总线，方便接入目前常用的KJ95N型煤矿综合监控系统，给用户提供了方便可靠的远程控制开关。

3.KDG15A型远程控制开关硬件设计

3.1 CPU控制器的选型

3.2 系统电源的设计

KDG15A型远程控制开关考虑到要搭接KJ95N型煤矿综合监控系统，由于KJ95N型煤矿综合监控系统中具有9-18直流电源电压，只需在内部简单增加电源滤波以及相应5V、3.3V LM1117-3.3和1.8VLM1117-1.8型电源转换就可以了，在此不在啰嗦。

3.3 抗干扰电路的设计

3.4 RS485电路的设计

数据处理及控制程序，任务启动后，首先判断是否有上位机发送的控制命令，如果有控制命令，根据上位机控制命令分别对端口进行控制，如无控制命令对所有端口进行监测，监测完成后将监测结果存储到相应位置。

5.结论

本文根据井下现场综合自动化的需求简单介绍了KDG15A型远程控制开关设计，该控制开关系统设计简洁，方便搭接KJ95N型煤矿综合监控系统，为井下煤矿综合自动化提供了很好的搭建平台。该KDG15A型远程控制开关已在我公司投入生产并依法取得防爆合格证和MA煤矿安全许可证，已投入到各个矿物局使用，并取得了很好的口碑。

参考文献

[1]ARM公司.ARM7DMI-S Technical Reference Manual Rev4.2003.

[2]罗永道，罗徽，廖宁放.基于uC/OS的嵌入式系统通信接口设计[J].微计算机信息，2006.

[3]LPC2119/2129/2194/2292/2294使用指南[S].广州周立功单片机发展有限公司，2004，11.

[4]周航慈.单片机程序设计技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1991.

[5]梁少晶，穆平安，戴曙光，谢光伟.CAN-bus在煤矿安全远程监控系统中的应用[J].仪器仪表学报，2006，Z1.

[6]方崇全，郭江涛，汤朝明.矿用监控分站程序远程在线更新设计[J].矿业安全与环保，2009，2.

[7]任哲.嵌入式实时操作系统C/OS-Ⅱ原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2005，8.

[8]邵贝贝.嵌入式实时操作系统C/OS-II[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[9]王德胜，米娜.基于CAN总线皮带机控制系统远程控制器的研究[J].中国矿山工程，2010，6.

[10]煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

作者简介：夏云（1987—），江苏常州人，大学本科，2009年毕业于常州工学院电气工程及其自动化专业，助理工程师，现供职于天地（常州）自动化股份有限公司，主要从事各种矿用产品的调试检验工作。