煤仓料位监控系统中智能超声波料位计的研制.pdfVIP

第1期 工矿 自 动化 NO．1 2007年2月 andMineAutomation Feb．2007 Industry 文章编号：1671—251X(2007)01—0047—03 煤仓料位监控系统中智能超声波料位计的研制 沈兆振， 丁保华， 管连俊 (中国矿业大学机电学院，江苏徐州 221008) 摘要：实时测量煤仓料位和自动控制储煤量是煤矿自动化生产的重要环节。文章设计了基于超声波发 计。其为完善煤仓料位监控系统创造了必要条件。 关键词：煤仓；料位计；超声波；单片机；MSP430；R8485 中图分类号：TD679 文献标识码：B 波经一定时间可达被测料面，由料面反射的回波又 0 引言 经过同样距离和时间回到声源处，即声波往返路程 随着煤炭工业生产自动化程度的提高，大多数 为料深的2倍，测得声波往返时间为t，利用 储煤仓需要实时准确地测量其煤位变化和控制储煤 s—c·t／2，即可算得料位计与反射点间的距离5。 量。工业料位测量中，目前采用的料位计主要有超 NNtNN 声波式、电容式、重锤式、核辐射式等几种。超声波 式以其可以做到不接触、连续测量、长时工作及对人 器采用分体收、发换能器，因收、发换能器间距非常 体无危害等诸多优点，非常适用于煤位测量。但就 接近，故有矗≈o，d—s—C·t／2。 目前国内超声波料位计而言，在稳定性和可靠性方 则煤仓料位： 面还不尽如人意，系统造价比较高，如要进行料位群 H—L—d—L一(c·￡)／2(1) 测，则价格负担更重。 为此笔者研制了一种智能超声波料位计，它可 目 标 以与上位机组成一种新型储仓料位群测系统。该料 位计采用9V电池供电，同煤仓的若干料位计通过 图1 超声波反射接收法测距原理 1根电缆与上位机通信，减少了传统超声波料位计 1．2超声波料位计设计 所需的大量供电和通信电缆、以及供电电压在线路 料位计由低电压、低功耗的单片机、超声波发射 上的损耗。它还配备了一体化的超声波发送、接收 电路、超声波接收电路、串行接口电路、电池供电电 模块和计算机远程通信模块，本身具有智能处理装 路等组成，其组成框图如图2所示。 置，可针对各种复杂的应用现场，设置不同的环境 参数，适应能力强。 *叫串行接口电路l l超声波接收电路卜一 1 超声波料位计的研制 ：薹兰萋蓁差耋霎E]单片机 图2料位计组成框图 1．1 工作原理