露天礦卡車運行數據采集系統應用的研究

張坤飛

（神華北電勝利能源有限公司勝利露天煤礦，內蒙古錫林郭勒026000）

0 引言

目前，在礦山生產中，卡車運行出現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，不能及時發現卡車發動機、變速箱、儀表盤、胎壓、剎車片厚度出現故障的時間，存在很大的安全隱患。為解決上述問題，本文以卡車數據采集系統為研究對象，該系統采用先進的數據采集技術、網絡傳感技術、信息通信技術，實現卡車五大重要位置的實時監測。

1 卡車數據采集系統組成及工作原理

1.1 系統組成

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

數據包括：時速、里程、油耗、發動機轉速、發動機油壓、發動機水溫、變速箱油壓、變速箱油溫、模塊A、模塊B、模塊C。

變速箱數據：從副駕駛座下的圓形接口端子上加一個三通，實現接收變速箱數據的功能；發動機數據同變速箱數據；系統數據采集還包括胎壓監測、剎車片厚度監測。

把礦用卡車數據采集系統與Mesh終端無線遠傳系統有機結合起來，滿足礦用卡車信息結構中各層之間信息溝通需求，增加各子系統之間的互聯性和可擴展性。充分考慮將來需求的成長空間，所提供的系統平臺與技術充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復投資。標準化、結構化、模塊化的設計思想貫徹始終，奠定了系統開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經濟性的基礎。

1.2 工作原理

經過詳細地了解研究，礦用卡車數據采集系統主要需解決的問題如下：

（1）在礦用卡車生產和維修過程中及時發現故障，及時維修，以提高生產和維修效率。

（2）準確采集露天礦卡車各關鍵部位數據：發動機數據、變速箱數據、儀表盤數據、胎壓、剎車片厚度。

（3）將采集到的設備狀態信息及時展示在調度中心，為領導決策和管理提供依據。

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

（5）發動機轉數超標報警，具體數據待定。

（6）超速管理系統。

（7）燃油表加油、耗油記錄，并有曲線表。

（8）發動機冷卻液溫度超限報警，具體數據待定。

（9）發動機機油壓力，具體數據待定。

（10）發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，具體數據待定。

（12）變速箱油壓報警，具體數據待定。

（13）胎壓報警，具體數據待定。

（14）閘皮子厚度報警，具體數據待定。

2 模型建立

3 卡車數據采集系統應用實例

（1）系統工作原理如圖1所示。

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

（3）Mesh無線遠距離傳輸網絡如圖2所示。

4 結語

礦用卡車數據采集系統是集計算機軟硬件、信息采集處理、數據傳輸、網絡數據通信等技術的綜合應用為一體的信息技術產品。該系統通過采集設備對礦用卡車各關鍵部位（發動機、變速箱、儀表盤、胎壓、剎車片）進行持續的高精數據信息采集，從而實現對各個關鍵部位的自動化管理；同時也將關鍵部位和設備狀態信息通過數據接收板及USB與Mesh終端相

圖1 卡車運行數據采集系統工作原理圖

該系統由于集成了技術含量較高的高精度數據采集技術，在數據采集終端上應用了目前傳輸速率最快的采集芯片，實現了可靠的數據采集；數據通信采用了高質量的傳感器技術，使得各重點部位狀態信息可以實時被采集傳遞。同時，信息采集和數據傳輸等設備采用本質安全型設計，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，環境適應性強。

（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，更有利于數據采集傳遞密度較大的場合應用，技術在國內處于領先狀態。

（2）卡車每個關鍵部位都可實現數據實時發送：各個重要部位所采集到的信息能及時有效地傳到數據傳輸接口，通過Mesh終端將信息傳遞到數據中心（服務端），以保證礦區車輛信息全車全區域覆蓋。

圖2 Mesh無線遠距離傳輸網絡

（3）設備故障自檢：有設備故障自動報警功能，維修十分方便。連，最后由Mesh終端經過各個基站傳輸到數據中心（服務端），使得采集到的設備狀態信息及時展示在調度中心，為領導決策和管理提供了依據。