專利名稱：新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于礦用電器監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在礦井施工過程中，組合開關(guān)等監(jiān)控設(shè)備通過執(zhí)行器能夠監(jiān)控受監(jiān)控機(jī)車啟停狀態(tài)及運(yùn)行溫度等運(yùn)行信息。由于礦井作業(yè)的特殊性，監(jiān)控設(shè)備對受監(jiān)控機(jī)車的監(jiān)控如果采用鋪設(shè)專用通信電纜的方式，將會增加生產(chǎn)成本和維護(hù)難度，現(xiàn)有的礦井監(jiān)控系統(tǒng)通常在動力電纜中的低壓數(shù)據(jù)控制芯線中采用頻分復(fù)用的方式傳輸數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對井下受監(jiān)控機(jī)車的控制功能，即控制器模塊采用頻分復(fù)用方式發(fā)送控制命令，井下執(zhí)行設(shè)備接收控制器的控制信號后執(zhí)行相應(yīng)的操作。這種控制方式存在的問題是1、低壓數(shù)據(jù)控制芯線 太細(xì)，經(jīng)常拉伸容易折斷，導(dǎo)致控制失效；2、控制器只能單向發(fā)送控制信號，無法獲得執(zhí)行設(shè)備的應(yīng)答信號，不能及時發(fā)現(xiàn)執(zhí)行設(shè)備存在的問題；3、控制芯線傳送的控制信號可能會受到其他頻率信號的干擾，導(dǎo)致不能實現(xiàn)正常的控制功能。綜上所述，現(xiàn)有的礦井控制系統(tǒng)不能實現(xiàn)對井下執(zhí)行設(shè)備的可靠監(jiān)控功能。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其通過低壓動力線在控制器和執(zhí)行器之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信的方式，解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)不能對煤礦井下受監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行可靠監(jiān)控的問題。本實用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制器模塊和執(zhí)行器模塊，控制器模塊和執(zhí)行器模塊通過礦用低壓動力線連接，以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)并采用雙頻窄帶跳頻技術(shù)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)載波通信。而且，所述的控制器模塊由動力線載波控制單元、工頻電壓檢測電路、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、電池觸發(fā)供電電路、電源穩(wěn)壓電路和高壓耦合電路組成，工頻電壓檢測電路與電源穩(wěn)壓電路相連接用于檢測礦用低壓動力線上工頻電壓并將檢測結(jié)果傳送給動力線載波控制單元；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路與受監(jiān)控機(jī)車相連接用于監(jiān)視受監(jiān)控機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)并將上述狀態(tài)信息提供給動力線載波控制單元；動力線載波控制單元對運(yùn)行狀態(tài)信息及控制狀態(tài)信息進(jìn)行載波調(diào)制并提高驅(qū)動能力發(fā)送至高壓耦合電路，同時檢測高壓耦合電路發(fā)送過來的應(yīng)答信息；高壓耦合電路用于將載波調(diào)制完成的信息輸送至礦用低壓動力線上，同時檢測礦用低壓動力線上的應(yīng)答信息；電池觸發(fā)供電電路和電源穩(wěn)壓電路與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、工頻電壓檢測電路、動力線載波控制單元相連接，電池觸發(fā)供電電路與電源穩(wěn)壓電路和鋰電池相連接，電源穩(wěn)壓電路與礦用低壓動力線相連接，電池觸發(fā)供電電路通過觸發(fā)方式選擇鋰電池或電源穩(wěn)壓電路供電方式。而且，所述的執(zhí)行器模塊由動力線載波控制單元、高壓耦合電路、電源穩(wěn)壓電路和輸出/顯示電路組成，高壓耦合電路與礦用低壓電力相連接獲取控制器模塊發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息，并發(fā)送應(yīng)答信息到礦用低壓動力線上；動力線載波控制單元接收高壓耦合電路發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息并進(jìn)行解調(diào)處理，同時調(diào)制應(yīng)答信息并提高驅(qū)動能力后發(fā)送至高壓耦合電路；電源穩(wěn)壓電路與外部交流輸入電源相連接為動力線載波控制單元和輸出/顯示電路供電；輸出/顯示電路提供對執(zhí)行設(shè)備的控制接口及顯示接口，實現(xiàn)對井下受監(jiān)控機(jī)車遠(yuǎn)程啟停控制及運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示功能。而且，所述的動力線載波控制單元為Echelon動力線智能神經(jīng)元芯片。而且，所述的礦用低 壓動力線是AC1140V或660V動力線。而且，所述動力線載波控制單元調(diào)制后的 載波通信頻率為100k-150kHz。本實用新型的優(yōu)點和積極效果是I、本系統(tǒng)以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)，在控制器模塊和執(zhí)行器模塊之間采用雙向握手通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了信息傳輸?shù)目煽啃?，實現(xiàn)了對井下執(zhí)行設(shè)備的可靠監(jiān)控功能。2、本系統(tǒng)通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路能夠監(jiān)測機(jī)車設(shè)備運(yùn)行時的環(huán)境溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)車設(shè)備的啟?？刂乒δ?。3、本系統(tǒng)采用鋰電池供電和從礦用低壓動力線取電兩種供電方式，并通過電池觸發(fā)供電電路實現(xiàn)供電方式的切換，采用電池觸發(fā)供電機(jī)制，能夠大大減少電池耗電量，并且采用電池供電能夠減少外部電源干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。4、本實用新型設(shè)計合理，解決了現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)不能對煤礦井下執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行可靠監(jiān)控的問題，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，具有抗干擾能力強(qiáng)、適用范圍廣泛、供電方式靈活等特點。

圖I是本實用新型的連接示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進(jìn)一步詳述。一種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，如圖I所示，包括控制器模塊和執(zhí)行器模塊，控制器模塊和執(zhí)行器模塊通過礦用低壓動力線連接，以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)并采用雙頻窄帶跳頻技術(shù)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)載波通信，該礦用低壓動力線可以是AC1140V、660V等動力線?？刂破髂K由動力線載波控制單元、工頻電壓檢測電路、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、電池觸發(fā)供電電路、電源穩(wěn)壓電路和高壓耦合電路組成，工頻電壓檢測電路、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、高壓耦合電路分別與動力線載波控制單元相連接，電池觸發(fā)供電電路和電源穩(wěn)壓電路與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、工頻電壓檢測電路、動力線載波控制單元相連接，電池觸發(fā)供電電路與電源穩(wěn)壓電路和鋰電池相連接，電源穩(wěn)壓電路與礦用低壓動力線相連接，電池觸發(fā)供電電路通過觸發(fā)方式選擇鋰電池或電源穩(wěn)壓電路為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、工頻電壓檢測電路、動力線載波控制單元供電方式。其中，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路與受監(jiān)控機(jī)車相連接用于監(jiān)視受監(jiān)控機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)(如運(yùn)行環(huán)境溫度)及控制狀態(tài)(如啟停車控制、閉鎖解鎖控制等)，并將上述狀態(tài)信息提供給動力線載波控制單元；動力線載波控制單元對運(yùn)行狀態(tài)信息及控制狀態(tài)信息進(jìn)行載波調(diào)制并提高驅(qū)動能力發(fā)送至高壓耦合電路，同時能夠檢測高壓耦合電路發(fā)送過來的應(yīng)答信息，在本實施例中，動力線載波控制單元采用Echelon動力線智能神經(jīng)元芯片；高壓耦合電路用于將載波調(diào)制完成的信息輸送至礦用低壓動力線上，同時能夠檢測礦用低壓動力線上的應(yīng)答信息，在礦用低壓動力線上進(jìn)行載波通信的頻率為100k-150kHz ;工頻電壓 檢測電路與電源穩(wěn)壓電路相連接用于檢測礦用低壓動力線上工頻電壓，并將檢測結(jié)果傳送給動力線載波控制單元；電源穩(wěn)壓電路與礦用低壓動力線相連接并從動力線上取電并進(jìn)行交直流變換及穩(wěn)壓處理后為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、工頻電壓檢測電路、動力線載波控制單元及電池觸發(fā)供電電路供電；電池觸發(fā)供電電路用于檢測觸發(fā)條件，當(dāng)滿足觸發(fā)條件后控制鋰電池為動力線載波控制單元、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、工頻電壓檢測電路。執(zhí)行器模塊由動力線載波控制單元、高壓耦合電路、電源穩(wěn)壓電路和輸出/顯示電路組成。高壓耦合電路用于從礦用低壓動力線上獲取控制器模塊發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息，并可以發(fā)送應(yīng)答信息到礦用低壓動力線上；動力線載波控制單元接收高壓耦合電路發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息并進(jìn)行解調(diào)處理，同時調(diào)制應(yīng)答信息并提高驅(qū)動能力后發(fā)送至高壓稱合電路，在本實施例中，動力線載波控制單元采用Echelon動力線智能神經(jīng)元芯片；電源穩(wěn)壓電路為動力線載波控制單元和輸出/顯示電路供電；輸出/顯示電路提供對執(zhí)行設(shè)備的控制接口及顯示接口，實現(xiàn)對各種執(zhí)行設(shè)備的控制及各種數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示功能。本實用新型的工作原理本實用新型以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)并采用雙頻窄帶跳頻技術(shù)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)載波通信，在控制器模塊和執(zhí)行器模塊之間通過雙向握手通信協(xié)議實現(xiàn)對井下執(zhí)行設(shè)備的可靠監(jiān)控功能，其具體過程為控制器模塊通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路獲得的監(jiān)控信息經(jīng)過動力線載波控制單元調(diào)制狀態(tài)及控制信息，并經(jīng)高壓耦合電路發(fā)送至礦井低壓動力線上，同時控制器模塊可以通過高壓耦合電路從礦井低壓動力線上獲取應(yīng)答信息，并通過動力線載波控制單元解調(diào)還原應(yīng)答信息；執(zhí)行器模塊通過高壓耦合電路從礦井低壓動力線上獲取控制及運(yùn)行狀態(tài)信息，經(jīng)過動力線載波控制單元解調(diào)出控制及狀態(tài)信息，經(jīng)過輸出、顯示電路進(jìn)行控制及狀態(tài)顯示，同時執(zhí)行器模塊還可以將應(yīng)答信息經(jīng)主控部分調(diào)制后，經(jīng)高壓耦合電路發(fā)送至礦井低壓動力線上。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.ー種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制器模塊和執(zhí)行器模塊，其特征在于控制器模塊和執(zhí)行器模塊通過礦用低壓動カ線連接，以礦用低壓動カ線為傳輸介質(zhì)并采用雙頻窄帶跳頻技術(shù)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)載波通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器模塊由動力線載波控制單元、エ頻電壓檢測電路、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、電池觸發(fā)供電電路、電源穩(wěn)壓電路和高壓耦合電路組成，エ頻電壓檢測電路與電源穩(wěn)壓電路相連接用于檢測礦用低壓動カ線上エ頻電壓并將檢測結(jié)果傳送給動カ線載波控制単元；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路與受監(jiān)控機(jī)車相連接用于監(jiān)視受監(jiān)控機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)并將上述狀態(tài)信息提供給動力線載波控制單元；動カ線載波控制単元對運(yùn)行狀態(tài)信息及控制狀態(tài)信息進(jìn)行載波調(diào)制并提高驅(qū)動能力發(fā)送至高壓耦合電路，同時檢測高壓耦合電路發(fā)送過來的應(yīng)答信息；高壓耦合電路用于將載波調(diào)制完成的信息輸送至礦用低壓動カ線上，同時檢測礦用低壓動カ線上的應(yīng)答信息；電池觸發(fā)供電電路和電源穩(wěn)壓電路與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控電路、エ頻電壓檢測電路、動カ線載波控制単元相連接，電池觸發(fā)供電電路與電源穩(wěn)壓電路和鋰電池相連接，電源穩(wěn)壓電路與礦用低壓動カ線相連接，電池觸發(fā)供電電路通過觸發(fā)方式選擇鋰電池或電源穩(wěn)壓電路供電方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行器模塊由動力線載波控制單元、高壓耦合電路、電源穩(wěn)壓電路和輸出/顯示電路組成，高壓耦合電路與礦用低壓電カ相連接獲取控制器模塊發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息，并發(fā)送應(yīng)答信息到礦用低壓動カ線上；動カ線載波控制単元接收高壓耦合電路發(fā)來的運(yùn)行狀態(tài)及控制狀態(tài)信息并進(jìn)行解調(diào)處理，同時調(diào)制應(yīng)答信息并提高驅(qū)動能力后發(fā)送至高壓耦合電路；電源穩(wěn)壓電路與外部交流輸入電源相連接為動カ線載波控制単元和輸出/顯示電路供電；輸出/顯示電路提供對執(zhí)行設(shè)備的控制接ロ及顯示接ロ，實現(xiàn)對井下受監(jiān)控機(jī)車遠(yuǎn)程啟停控制及運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的動力線載波控制單元為Echelon動カ線智能神經(jīng)元芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項所述的新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的礦用低壓動カ線是AC1140V或660V動カ線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述動カ線載波控制單元調(diào)制后的載波通信頻率為100k-150kHz。
專利摘要本實用新型涉及一種新型載波通信礦用監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制器模塊和執(zhí)行器模塊，其主要技術(shù)特點是控制器模塊和執(zhí)行器模塊通過礦用低壓動力線連接，以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)并采用雙頻窄帶跳頻技術(shù)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)載波通信。本實用新型以礦用低壓動力線為傳輸介質(zhì)，在控制器模塊和執(zhí)行器模塊之間采用雙向握手通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證了信息傳輸?shù)目煽啃裕岣吡讼到y(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，具有抗干擾能力強(qiáng)、適用范圍廣泛、供電方式靈活等特點。
文檔編號E21F17/18GK202417598SQ20112053963
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者孫建輝, 張遠(yuǎn), 趙健勝 申請人:天津華寧電子有限公司