露天礦卡車運行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用的研究

張坤飛

（神華北電勝利能源有限公司勝利露天煤礦，內(nèi)蒙古錫林郭勒026000）

0 引言

目前，在礦山生產(chǎn)中，卡車運行出現(xiàn)的問題都是靠人的感覺來觀察卡車的故障點。這種方法有很多缺點，不能及時發(fā)現(xiàn)卡車發(fā)動機、變速箱、儀表盤、胎壓、剎車片厚度出現(xiàn)故障的時間，存在很大的安全隱患。為解決上述問題，本文以卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為研究對象，該系統(tǒng)采用先進的數(shù)據(jù)采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)、信息通信技術(shù)，實現(xiàn)卡車五大重要位置的實時監(jiān)測。

1 卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成及工作原理

1.1 系統(tǒng)組成

儀表盤數(shù)據(jù)：從儀表盤下接線端子的接口處引出接線端子（三通），接入數(shù)據(jù)接收裝置，從而達到既能接收儀表盤數(shù)據(jù)又不影響原來儀表盤顯示的效果。

數(shù)據(jù)包括：時速、里程、油耗、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機油壓、發(fā)動機水溫、變速箱油壓、變速箱油溫、模塊A、模塊B、模塊C。

變速箱數(shù)據(jù)：從副駕駛座下的圓形接口端子上加一個三通，實現(xiàn)接收變速箱數(shù)據(jù)的功能；發(fā)動機數(shù)據(jù)同變速箱數(shù)據(jù)；系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集還包括胎壓監(jiān)測、剎車片厚度監(jiān)測。

把礦用卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與Mesh終端無線遠傳系統(tǒng)有機結(jié)合起來，滿足礦用卡車信息結(jié)構(gòu)中各層之間信息溝通需求，增加各子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和可擴展性。充分考慮將來需求的成長空間，所提供的系統(tǒng)平臺與技術(shù)充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復(fù)投資。標準化、結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計思想貫徹始終，奠定了系統(tǒng)開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經(jīng)濟性的基礎(chǔ)。

1.2 工作原理

經(jīng)過詳細地了解研究，礦用卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要需解決的問題如下：

（1）在礦用卡車生產(chǎn)和維修過程中及時發(fā)現(xiàn)故障，及時維修，以提高生產(chǎn)和維修效率。

（2）準確采集露天礦卡車各關(guān)鍵部位數(shù)據(jù)：發(fā)動機數(shù)據(jù)、變速箱數(shù)據(jù)、儀表盤數(shù)據(jù)、胎壓、剎車片厚度。

（3）將采集到的設(shè)備狀態(tài)信息及時展示在調(diào)度中心，為領(lǐng)導(dǎo)決策和管理提供依據(jù)。

（4）發(fā)動機工作時間的累積：當發(fā)動機工作250 h時報警，進行發(fā)動機保養(yǎng)。上位機記錄保養(yǎng)日期，保養(yǎng)后隊里清除報警。

（5）發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)超標報警，具體數(shù)據(jù)待定。

（6）超速管理系統(tǒng)。

（7）燃油表加油、耗油記錄，并有曲線表。

（8）發(fā)動機冷卻液溫度超限報警，具體數(shù)據(jù)待定。

（9）發(fā)動機機油壓力，具體數(shù)據(jù)待定。

（10）發(fā)動機油溫對車輛啟動和行駛的限制指標。

（11）變速箱油溫報警，具體數(shù)據(jù)待定。

（12）變速箱油壓報警，具體數(shù)據(jù)待定。

（13）胎壓報警，具體數(shù)據(jù)待定。

（14）閘皮子厚度報警，具體數(shù)據(jù)待定。

2 模型建立

3 卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用實例

（1）系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

（2）礦用卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能及特點：系統(tǒng)能自動連續(xù)采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)并實時傳輸，采用了大規(guī)模高精度集成電路，低功耗元件，使整機處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，提高了安全性能；采用了掉電記憶芯片，提高了可靠性和穩(wěn)定性，使用非常簡單、方便、精確。由于系統(tǒng)采用了新型的電子技術(shù)和最新的生產(chǎn)工藝，故而功能齊全、性能穩(wěn)定，并具有重量輕、外觀美、功能多等特點。

（3）Mesh無線遠距離傳輸網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

4 結(jié)語

礦用卡車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是集計算機軟硬件、信息采集處理、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信等技術(shù)的綜合應(yīng)用為一體的信息技術(shù)產(chǎn)品。該系統(tǒng)通過采集設(shè)備對礦用卡車各關(guān)鍵部位（發(fā)動機、變速箱、儀表盤、胎壓、剎車片）進行持續(xù)的高精數(shù)據(jù)信息采集，從而實現(xiàn)對各個關(guān)鍵部位的自動化管理；同時也將關(guān)鍵部位和設(shè)備狀態(tài)信息通過數(shù)據(jù)接收板及USB與Mesh終端相

圖1 卡車運行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作原理圖

該系統(tǒng)由于集成了技術(shù)含量較高的高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集終端上應(yīng)用了目前傳輸速率最快的采集芯片，實現(xiàn)了可靠的數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)通信采用了高質(zhì)量的傳感器技術(shù)，使得各重點部位狀態(tài)信息可以實時被采集傳遞。同時，信息采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍O(shè)備采用本質(zhì)安全型設(shè)計，安裝方便，作用距離遠，信號安全保密性高，對人體無電磁污染，環(huán)境適應(yīng)性強。

（1）信息采集快，抗干擾能力極強：采用最新采集芯片，采集信息精度高，空中傳輸每秒1兆位（1 Mb/s），是目前芯片中最精最快的，更有利于數(shù)據(jù)采集傳遞密度較大的場合應(yīng)用，技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先狀態(tài)。

（2）卡車每個關(guān)鍵部位都可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時發(fā)送：各個重要部位所采集到的信息能及時有效地傳到數(shù)據(jù)傳輸接口，通過Mesh終端將信息傳遞到數(shù)據(jù)中心（服務(wù)端），以保證礦區(qū)車輛信息全車全區(qū)域覆蓋。

圖2 Mesh無線遠距離傳輸網(wǎng)絡(luò)

（3）設(shè)備故障自檢：有設(shè)備故障自動報警功能，維修十分方便。連，最后由Mesh終端經(jīng)過各個基站傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心（服務(wù)端），使得采集到的設(shè)備狀態(tài)信息及時展示在調(diào)度中心，為領(lǐng)導(dǎo)決策和管理提供了依據(jù)。