电力载波通信的喷雾降尘控制系统设计

摘要：基于电力载波通信设计了喷雾降尘控制系统。以ATmega88单片机作为主控制器，根据采煤机和支架工作产生煤尘的状况自动调节喷雾模式。该系统具有LED照明功能，耗电低，寿命长，耗水少，降尘效果明显。
关键词：喷雾降尘；电力载波；ATmega88；LED照明

引言
煤矿粉尘主要存在于采煤、掘进、运输等作业场所，其中采煤工作面产尘量约占45％～80％，是粉尘浓度最高的场所。随着采煤机械化程度的提高，产尘量也在增大。煤矿粉尘浓度高容易引起火灾和爆炸，造成安全事故。另外，粉尘对矿工身体健康危害很大，使矿工患上职
业尘肺病。传统的喷雾降尘方法是采用人工控制或固定模式液控来实现，该方法降尘效果不好，耗水量大，影响作业环境。
近年来，电力载波通信技术和LED井下照明技术发展迅速。本文利用这些技术，根据矿井实际环境的各种要求，设计了一套实用有效的自动喷雾降尘控制系统。

1 喷雾降尘控制系统总体设计
基于电力载波通信的煤矿喷雾降尘控制系统总体结构如图1所示。系统有若干个喷雾降尘控制器和执行电磁阀组成。每个控制器控制两个电磁阀，控制器之间通过电力载波通信。控制器依次安装在采煤工作面支架上，当采煤机运行时，安装在采煤机上的红外定位装置发射定位信号，接收到采煤信号的控制器作为主控制器控制其他控制器动作，电磁阀完成喷雾降尘任务。

2 喷雾降尘控制系统硬件设计
2．1 喷雾降尘控制器硬件结构
如图2所示，喷雾降尘控制器包括电源模块、电力载波通信模块、喷雾时间设定模块、控制器地址设定模块、移架和放煤信号接收模块、采煤机尘源跟踪红外定位信号接收模块、LED照明、电磁阀驱动控制模块等。电源模块给单片机、电磁阀和大功率LED供电。通信模块负责将主控制器的控制信号发送给其他控制器，通过电力线载波来实现。控制器上的定位信号接收模块负责接收来自采煤机、支架和放煤手柄上的信号，并做出相应的动作，开启电磁阀实施喷雾作业。