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摘要：随着煤矿生产技术水平不断提高，矿用辅助运输车在我国多数矿井被广泛应用。但是由于矿井不断开拓延伸，生产能力加大，造成矿井运输任务繁重，加大了矿井内辅助运输车安全管理难度，导致矿井内辅助运输车事故率频繁，严重威胁着矿井运输安全。因此，开发和应用矿用辅助运输车安全保护装置及系统是十分必要的。
关键词：矿用辅助运输车辆；运行安全；保护监控装置
前言
本文设计一种新型矿用辅助运输车辆运行安全保护监控装置及系统。该保护装置是基于CAN总线技术支撑的矿用柴油机车保护装置，各组成设备之间具有即插即用功能，扩展方便，同时采用CAN总线通信方式来交换数据，据预先设定的逻辑，实现机车的分布式控制，为矿用运输车提供了整车安全运行和可靠管理的解决方案。
1研究意义
在煤矿井下的运输得到越来越多的人重视的情况下，煤矿井下辅助运输车的使用在大中型煤矿的运输系统里也占据了非常重要的地位。但是辅助运输车在提高了煤矿生产效率的同时也会带来一些不安全的因素。例如：煤矿井下长期作业会使生产环境中的煤尘、易爆气体的含量变高，而辅助运输车如果工作时间较长自身机体温度就会上升，就有可能导致火灾爆炸事件发生。还有就是辅助运输车长期的工作会出现机械磨损，虽然能够保持正常的运输不被影响，但是运行过程中存在着许多不安全因素。例如：在大坡度的运输当中辅助运输车的刹车系统出现问题，车辆制动的能力丧失就会非常危险。所以，在辅助运输车的设计中考虑到加入安全监控的原则是非常重要的。
根据煤矿实际安全生产中的需要，本课题设计了对于辅助运输车进行安全监控的系统。该系统可以实时的对多种温度、车速等物理量进行测量，并采取相关措施防止不安全事故的发生。当然在设计中也出现了不少问题，比如：在报警点位置选择上出现误，导致机车的不断关机停止运行，影响了生产的效率。
由于电子行业的飞速发展，智能仪表监测仪表在工业中的使用越来越广。辅助运输车在安全监测方面的技术改进需要追随智能监测技术发展的脚步。研制出一款能对煤矿安全进行实时监控的辅助运输车，不仅是电子技术发展的必然结果，也是我国煤矿实现自动化、信息化的一项重要措施。
2系统组成
系统由监控主机、控制器、仪表显示屏、各类传感器和电源组成。采用CAN总线结构，以RAM7为核心，采用分布式管理。
车辆安全保护装置通过各传感器信号采集，实现以下主要保护：冷却水温超温保护、表面温度超温保护、排气温度超温保护、附件温度超温、制动器压力保护、机油压力欠压保护、补水箱水位保护、燃油箱液位保护、转速超速保护、车速超速保护、瓦斯超限、一氧化碳超限以及传感器断线报警等。
3技术原理和特点
（1）采用先进的控制技术和传感器，集成形成了矿用柴油机车保护装置，并结合网络传输管理方式组建了矿用辅助运输车辆运行安全保护监控系统，实现了对矿用辅助运输车辆的安全保护监测和监控，以及运行状况的动态管理。装置和系统运行稳定、安全可靠，工作效率高，满足现场要求。（2）核心技术采用了基于CAN总线控制技术及分布式布设方式组建了防爆柴油机车安全保护系统，实时监控机车行驶状况并显示特定参数，按相应预定程度实现继电器输出控制。使传感器线束简单，即插即用，配置灵活，可任意增减传感器，抗干扰性强，适用于矿井生产条件和环境。（3）布署了分布式控制的终端输出及多参数同时显示系统，具有车辆行驶数据、工况状态显示，并且针对行车参数实施监测、报警、预警和故障检测。采用7寸彩色液晶显示屏直观显示车速、转速、排温、燃油液位等参数。采用集成手柄设计，配备车辆启动钥匙和灯光雨刮组合开关，可控制车辆的转向灯、信号灯、远近光灯以及雨刮等电器设备的开/关，操作更方便。（4）编配了公共通讯协议和接口，可与现有系统无缝对接形成驾驶员身份识别系统。具有设定驾驶许可人员，以及车辆行驶速度、里程、油耗及驾驶时间的实时采集、记录、存储功能；计算机软件提供良好的人机界面，实现了车辆信息录入、修改、查询统计及报表文本输出的现代化车辆信息管理。
4辅助运输车安全监控系统总体方案设计
辅助运输车安全监控系统在车辆运行时实时采集车辆运行状态信息，通过处理然后与设定的保护值作比较，根据结果做出相应的控制动作。因此，安全监控系统应该至少有数据采集模块、数据处理模块、控制响应模块这三大模块，再加上供电电源模块，数据显示模块等共有五大模块组成。
安全监控系统的模块有六大模块，这六大模块的功能为：主控模块、电源模块、信号采集模块、数据处理与控制模块、显示模块、响应模块。主控模块负责其他五大模块的工作调配，使其他模块能很好的运行下去。主控模块可以储存一些数据为设定值与检测得到的数据进行比较，然后做出判断。整体的工作流程为，单片机控制着数据采集模块进行数据采集，通过信号调理电路的处理，然后传送给单片机，单片机根据设定值去判断，做出什么样的响应。如果出现超限或者其他不可控的情况，立即进行报警，等待工作人员处理，如果没有得到及时处理，立即停止车辆运行。
4.1电源模块
整个系统的供电有5V供电和3.3V供电两种供电电压，这两种供电电压的切换是通过电压转换电路实现的。而辅助运输车的车载电池为24V可以通过电压转换将电压转换成5V，电源模块中都设计了稳压电路，使电压稳定供给。
4.2信号采集模块
为了采集煤矿井下的气体浓度以及对辅助运输车自身的运行情况的状态进行数据采集，首先必须有能够采集物理信号的传感器。本设计中就用到了温度传感器、转速传感器、压力传感器、气体传感器等采集到物理信号后将其转换为电信号。得到的电信号有两种，一种是数字信号、一种是模拟信号。有些传感器就是数字传感器、例如本文中用到的Ds18b20就是数字传感器，它能直接与单片机进行信号的传输。但是有些传感器输出的是模拟信号，必须经过模数转换将模拟信号转换为数字信号才能被单片机所识别。
4.3控制模块
本系统的主控模块的核心器件为AT89C52，他负责将采集来的数据进行处理然后与原始的设定值进行比较，如果实时测得数据不再设定范围内，则发出控制命令驱使报警模块与响应模块动作。
4.4数据显示模块
数据显示模块是将采集处理过的数据显示出来，可以方便用户直接观测到数据，进行分析后采取措施。本文的数据显示采用的是一款12864液晶显示。
4.5响应执行模块
在控制器得到采集到的信号，并作出判断后，响应模块就是执行的装置。在得到温度或者气体超限时，响应模块中的声光报警模块就会动作，而当辅助运输车的车速超过设定值的上限时，响应模块中控制模块中的电磁继电器就会动作达到立即停车的目的。
系统核心功能体现在：
(1)车辆运行精准定位。即便是运行中的车辆，定位精度也可达10m以内。通过此系统可以实时对井下各作业点的辅助运输车辆位置、运行分布、运行轨迹准确掌握，从而为车辆的精准调度提供信息支撑。(2)车辆突发情况求救。矿井车辆长期在粉尘和潮湿环境中运行，易发生故障。一旦车辆故障可通过按动识别卡的求救按钮请求地面车辆救援。(3)设计可靠且易操作。本系统基于安全可靠的设计原则，从扩容、维护和操作方面做了大量的工作。
5结语
煤矿采用矿用辅助运输车安全监管系统，有效解决了井下车辆定位跟踪和出入井管理难度大等问题，实现了对出入井车辆精确定位，实现了运行轨迹，超速超时等车辆状态的实时监控，有效地提高了车辆精准调度能力。
参考文献
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[2]李振星，刘致秀.浅谈煤矿井下辅助运输现状及发展趋势[J].能源与节能，2017，9（9）：24-25.