矿用防爆提升信号系统的研发

作     者：骆洲 

作者单位：上海应用技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张珂;乐斌

授予年度：2019年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：MSP430 CPLD 本质安全型电路 PLC 防爆壳体 

摘      要：随着矿下提升机系统的不断推广,传输提升机的信号装置也越来越体现出其重要性,同时矿下的信号系统的安全性以及可靠性等问题也逐渐成为人们关注的焦点。本课题中的矿用提升信号系统对矿下的安全进行了保障,对矿下的安全信号传输具有重大意义。该矿用防爆提升信号系统,基于矿下的各项安全标准进行设计,同时完成了各项信号的稳定传输。本文首先研究了提升机的功能和所需要实现的信号传递的种类,由此确定了整个防爆提升信号系统的信号传输实现方案。根据实现的方案确定矿下网络的搭建和控制箱所需要显示和传递的信号。其次本文基于矿下的安全火花参数对整个本质安全型先导电路进行设计,将外界的非安电压和整个系统内部的电压进行滤波隔离。同时将井下的其他电路和信号系统的控制箱体电路进行了有效的隔离。将本质安全型回路和非本质安全型回路进行区分同时本文就目前矿下的信号显示屏幕进行了重新设计,分析了当下市场的显示屏幕行情和替代的优势。在设计中对上电瞬间会存在的火花值进行了电源电路设计,以IEC电磁兼容测试的标准,对RS485的通信滤波电路进行了滤波稳压信号处理,最后为了保证通信传输协议的可靠性,从基层完成了循环冗余算法的编写。最后对矿用防爆箱体进行了可靠性分析,针对防爆标准中的水压冲击试验对箱体模型进行了应力分析,利用ANSYS软件完成了对整个箱体的应力分析,以及针对壁厚进行了一系列分析优化后得出最薄的壁厚,实现的防爆箱体的质量和成本上减少。