專利名稱：煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦安全監(jiān)控領(lǐng)域，具體是一種煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，不僅適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，也適合于煤炭、冶金、化工等行業(yè)地面惡劣環(huán)境中使用。
背景技術(shù)：
隨著國家的科技投入，煤礦礦山數(shù)字化建設(shè)日益迫切，如何實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制監(jiān)測井下大型機(jī)電設(shè)備、減員增效、節(jié)約能源等需求日益迫切。目前，絕大部分的煤礦均建設(shè)有千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，這么寬的帶寬如何有效的利
用，發(fā)揮其更大的作用，也越來越被研究?，F(xiàn)有的煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)都是對(duì)水泵電機(jī)與皮帶電機(jī)單獨(dú)進(jìn)行控制，不符合煤礦安全規(guī)程的控制、監(jiān)控，且不具備遠(yuǎn)程安全監(jiān)測控制功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下煤礦皮帶運(yùn)輸排水系統(tǒng)遠(yuǎn)程安全控制與監(jiān)測。本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在井上用于數(shù)據(jù)處理的主控機(jī)，與主控機(jī)連接的語音報(bào)警輸出模塊；安裝在井下的數(shù)據(jù)監(jiān)控及控制裝置；所述的數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置包括用于井下信息采集和將地面的控制信號(hào)下達(dá)給各個(gè)電機(jī)的數(shù)據(jù)采集控制分站，與數(shù)據(jù)采集控制分站連接的多種傳感器，用于監(jiān)視皮帶的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)和水泵的溫度、電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集控制分站連皮帶電機(jī)和水泵電機(jī)；主控機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站之間連接有環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)。其進(jìn)一步是所述的多種傳感器包括用于快速拉停設(shè)備的拉線傳感器，用于監(jiān)視皮帶是否跑偏、撕裂的跑偏傳感器，用于監(jiān)視皮帶速度的打滑報(bào)警模塊，用于監(jiān)視現(xiàn)場火警信息的煙霧報(bào)警模塊，用于監(jiān)視皮帶上原煤厚度的堆煤保護(hù)模塊，用于監(jiān)視場的溫度和電機(jī)溫度的溫度感應(yīng)模塊，用于監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備電壓的電壓采集模塊，用于監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備電流的電流采集模塊，用于監(jiān)視現(xiàn)場排水時(shí)排水流量的流量采集模塊，用于監(jiān)視現(xiàn)場水倉水位的水位采集設(shè)備，用于監(jiān)視現(xiàn)場水管壓力的壓力采集模塊，用于監(jiān)視排水系統(tǒng)真空度的真空度采集模塊。本實(shí)用新型的有益效果是1)通過主控機(jī)和數(shù)據(jù)采集控制分站實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制、就地控制等功能；2)在地面集控室由主控機(jī)顯示各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、顯示各設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)，設(shè)備有故障進(jìn)行信號(hào)顯示，并伴有聲光報(bào)警，提示值班人員采取有關(guān)措施；3)當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，相應(yīng)設(shè)備進(jìn)入延時(shí)正常停車程序，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行保護(hù)；4)對(duì)井下水泵的控制，根據(jù)現(xiàn)場傳感器反饋回來的信息，軟件自動(dòng)的做出相應(yīng)的響應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制時(shí)的安全、可靠，為煤礦數(shù)字化建設(shè)提供了可靠的技術(shù)手段。以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖I是本實(shí)用新型原理框圖；圖2是環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)有一安裝在井上用于數(shù)據(jù)處理的主控機(jī)Al，與主控機(jī)連接的語音報(bào)警輸出模塊A2 ;安裝在井下的數(shù)據(jù)監(jiān)控及控制裝置；所述的數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置包括用于井下信息采集和將地面的控制信號(hào)下達(dá)給各個(gè)電機(jī)的數(shù)據(jù)采集控制分站A4，與數(shù)據(jù)采集控制分站A4連接的多種傳感器，用于監(jiān)視皮帶的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)和水泵的溫度、電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集控制分站連皮帶電機(jī)A17和水泵電機(jī)A18 ;主控機(jī)Al與數(shù)據(jù)采集控制分站A4之間連接有環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A3，主控機(jī)Al通過環(huán)網(wǎng)·傳輸平臺(tái)A3與數(shù)據(jù)采集控制分站A4進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。多種傳感器包括拉線傳感器A5、跑偏傳感器A6、打滑報(bào)警模塊A7、煙霧報(bào)警模塊A8、堆煤保護(hù)模塊A9、溫度感應(yīng)模塊A10、電壓采集模塊Al I、電流采集模塊A12、流量采集模塊A13、水位采集模塊A14、壓力采集模塊A15和真空度采集模塊A16。多種傳感器的供電由數(shù)據(jù)采集控制分站A4提供。上述系統(tǒng)中各部分的具體功能如下主控機(jī)Al，負(fù)責(zé)對(duì)分站采集到的信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果給予顯示，以協(xié)助地面人員更好的判斷現(xiàn)場情況，同時(shí)將人為的干預(yù)信號(hào)反饋給采集控制分站以進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作；語音報(bào)警輸出模塊A2，將主控機(jī)軟件處理后的報(bào)警信息進(jìn)行發(fā)布；環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A3，負(fù)責(zé)井上、井下的信息傳遞；數(shù)據(jù)采集控制分站A4，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場信號(hào)，進(jìn)行初步分析，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，將地面操作人員的指令輸出給各設(shè)備、并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)給傳感器供電；拉線傳感器A5，負(fù)責(zé)現(xiàn)場有緊急情況時(shí)，現(xiàn)場人員快速拉停設(shè)備。跑偏傳感器A6，負(fù)責(zé)防止皮帶因偏離中心而造成皮帶被撕裂等潛在事故發(fā)生以及防止皮帶跑便造成的原煤灑落。打滑報(bào)警模塊A7，監(jiān)視皮帶速度，防止皮帶空轉(zhuǎn)。煙霧報(bào)警模塊AS，監(jiān)視現(xiàn)場火警信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源，防止火災(zāi)事故的擴(kuò)大。堆煤保護(hù)模塊A9，監(jiān)視皮帶上原煤厚度，防止皮帶上積煤太厚造成事故。溫度感應(yīng)模塊A10，對(duì)現(xiàn)場的溫度，電機(jī)溫度進(jìn)行監(jiān)視，防止因高溫引起的故障。電壓采集模塊All，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的電壓進(jìn)行監(jiān)視，防止過壓及欠壓時(shí)設(shè)備因電壓問題損壞。電流采集模塊A12，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的電流進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)電流情況判斷設(shè)備是否正常工作。流量采集模塊A13，對(duì)現(xiàn)場排水時(shí)的流量情況進(jìn)行監(jiān)視，判斷設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。水位采集模塊A14，對(duì)現(xiàn)場水倉的水位進(jìn)行監(jiān)視，根據(jù)水位變化，判斷現(xiàn)場情況是否正常，是否需要米取應(yīng)急方案；壓力采集模塊A15，對(duì)現(xiàn)場水管壓力進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常，是湊需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急手段；真空度采集模塊A16，對(duì)排水系統(tǒng)的真空度進(jìn)行監(jiān)視，以判斷是否達(dá)到開泵條件；皮帶電機(jī)A17，受控設(shè)備，拖動(dòng)滾筒，帶動(dòng)皮帶，進(jìn)行原煤輸送；水泵電機(jī)A18，受控制設(shè)備，帶動(dòng)葉輪，進(jìn)行排水作業(yè)。每套系統(tǒng)一般由一臺(tái)主控機(jī)Al、一個(gè)語音報(bào)警輸出模塊A2、一套環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A3、多套數(shù)據(jù)采集控制分站A4、多個(gè)拉線傳感器A5、多個(gè)跑偏傳感器A6、多個(gè)打滑報(bào)警模塊A7、多個(gè)煙霧報(bào)警模塊A8、多個(gè)堆煤保護(hù)模塊A9、多個(gè)溫度感應(yīng)模塊A10、多個(gè)電壓采集模塊Al I、多個(gè)電流采集模塊A12、多個(gè)流量采集模塊A13、多個(gè)水位采集模塊A14、多個(gè)壓 力采集模塊A15、多個(gè)A真空度采集模塊16、多個(gè)皮帶電機(jī)A17、多個(gè)水泵A18組成。其中，主控機(jī)Al和語音報(bào)警輸出模塊A2為普通民用設(shè)備，其余均為通過煤礦安標(biāo)認(rèn)證的礦用產(chǎn)品。該實(shí)用新型是基于以太網(wǎng)傳輸?shù)?，將水泵控制與皮帶控制融合到一個(gè)軟件體系下，實(shí)現(xiàn)地面控制井下設(shè)備，并利用現(xiàn)場的傳感器實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場的環(huán)境情況，根據(jù)趨勢，提前做出決策，現(xiàn)場傳感器的供電由數(shù)據(jù)采集控制分站提供，一改傳統(tǒng)的每臺(tái)設(shè)備一個(gè)電源的弊端，大大節(jié)約了現(xiàn)場空間，遠(yuǎn)程集中控制的安全實(shí)現(xiàn)，更有利于發(fā)揮專家決策的優(yōu)勢，為煤礦安全生產(chǎn)、數(shù)字化礦山建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。如圖2所示，環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A3由一臺(tái)安裝在井上的交換機(jī)和5臺(tái)安裝在井下的交換機(jī)組成，交換機(jī)間用光纜連接，井上的交換機(jī)與主控機(jī)Al連接，井下的交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站A4連接。井上/下1000M礦井防爆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)的建設(shè)提高了礦井信息的傳輸速率和信道利用率，另外，由于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)具有鏈路冗余功能，也使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃源鬄樘岣摺９ぷ鬟^程主控機(jī)Al主要負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)采集分站傳遞過來的現(xiàn)場信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，反饋回?cái)?shù)據(jù)采集控制分站A4，同時(shí)對(duì)于一些危險(xiǎn)信息，用語音的方式通過語音報(bào)警輸出模塊A2進(jìn)行提醒，告知地面職守人員，以便及時(shí)安排人員處理，恢復(fù)生產(chǎn)；主控機(jī)發(fā)出的信號(hào)命令利用環(huán)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行傳遞，數(shù)據(jù)采集控制分站A4負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場信息傳遞給主控機(jī)Al，并根據(jù)指令對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，拉線傳感器A5、跑偏傳感器A6、打滑報(bào)警模塊A7、煙霧報(bào)警模塊AS、堆煤保護(hù)模塊A9、溫度感應(yīng)模塊A10、電壓采集模塊All、電流采集模塊A12、流量采集模塊A13、水位采集模塊A14、壓力采集模塊A15、真空度采集模塊A16負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行檢測，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集控制分站A4。數(shù)據(jù)采集控制分站A4根據(jù)環(huán)境要求，對(duì)皮帶電機(jī)A17和水泵電機(jī)A18進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作。地面生產(chǎn)調(diào)度信息中心工程師師可通過主控機(jī)對(duì)井下各水泵進(jìn)行控制，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下信息的實(shí)時(shí)監(jiān)視，操作界面美觀，操作方法簡單。數(shù)據(jù)采集控制分站不僅負(fù)責(zé)井下信息的采集，還負(fù)責(zé)將地面的控制信號(hào)下達(dá)給各個(gè)電機(jī)的控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)皮帶的六大保護(hù)、電壓、電流的監(jiān)視、水泵的溫度、電壓、電流、水泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。本系統(tǒng)還具有如下功能I)現(xiàn)場設(shè)備的檢測保護(hù)功能I、采集控制分站的PLC控制程序可以在主機(jī)中方便地修改，調(diào)試。2、當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，相應(yīng)設(shè)備進(jìn)入延時(shí)正常停車程序。[0041]3、有報(bào)警信號(hào)時(shí)，設(shè)備不能啟動(dòng)。4、程序設(shè)計(jì)中，報(bào)警信號(hào)自動(dòng)保持，即一旦報(bào)警、即使經(jīng)維修后報(bào)警信號(hào)消失，主機(jī)內(nèi)仍然保持報(bào)警狀態(tài)，這時(shí)清零命令或井下清零按鈕可清除報(bào)警保持信號(hào)。5、報(bào)警時(shí)，主控機(jī)不能下發(fā)啟動(dòng)命令2)管理功能I、操作人員必須登錄后，才可以對(duì)地面生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)操作2、用戶權(quán)限設(shè)為操作員、管理員、程序員三種。程序員和管理員能進(jìn)行用戶管理、軟件配置。3、報(bào)表管理功能進(jìn)行生產(chǎn)管理，包括事件記錄、運(yùn)行日志報(bào)表、各設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、各設(shè)備起、停時(shí)間等。3)打印功能實(shí)現(xiàn)各種報(bào)表的打印，打印有關(guān)資料，如各設(shè)備的運(yùn)行日志報(bào)表、運(yùn)行時(shí)間，停運(yùn)時(shí)間，故障信息等，可實(shí)時(shí)、定時(shí)或者手動(dòng)打印。4)通訊功能主控機(jī)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，提供通訊協(xié)議，可與礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)在
礦井調(diào)度指揮中心全方位監(jiān)視原煤生產(chǎn)、水泵排水系統(tǒng)。5)擴(kuò)展功能該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，可以方便地增加保護(hù)裝置，對(duì)系統(tǒng)可方便地增加被控設(shè)備數(shù)，也可以與別的控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，形成更大的監(jiān)控網(wǎng)。
權(quán)利要求1.一種煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括安裝在井上用于數(shù)據(jù)處理的主控機(jī)(Al)，與主控機(jī)連接的語音報(bào)警輸出模塊(A2);安裝在井下的數(shù)據(jù)監(jiān)控及控制裝置；所述的數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置包括用于井下信息采集和將地面的控制信號(hào)下達(dá)給各個(gè)電機(jī)的數(shù)據(jù)采集控制分站(A4)，與數(shù)據(jù)采集控制分站(A4)連接的多種傳感器，用于監(jiān)視皮帶的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)和水泵的溫度、電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集控制分站連皮帶電機(jī)(A17)和水泵電機(jī)(A18);主控機(jī)(Al)與數(shù)據(jù)采集控制分站(A4)之間連接有環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)(A3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的多種傳感器包括用于快速拉停設(shè)備的拉線傳感器(A5)，用于監(jiān)視皮帶是否跑偏、撕裂的跑偏傳感器(A6)，用于監(jiān)視皮帶速度的打滑報(bào)警模塊(A7)，用于監(jiān)視現(xiàn)場火警信息的煙霧報(bào)警模塊(AS)，用于監(jiān)視皮帶上原煤厚度的堆煤保護(hù)模塊(A9)，用于監(jiān)視場的溫度和電機(jī)溫度的溫度感應(yīng)模塊(A10)，用于監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備電壓的電壓采集模塊(All)，用于監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備電流的電流采集模塊(A12)，用于監(jiān)視現(xiàn)場排水時(shí)排水流量的流量采集模塊(A13)，用于監(jiān)視現(xiàn)場水倉水位的水位采集設(shè)備(A14)，用于監(jiān)視現(xiàn)場水管壓力的壓力采集模塊(A15)，用于監(jiān)視排水系統(tǒng)真空度的真空度采集模塊(A16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)(A3)由一臺(tái)安裝在井上的交換機(jī)和5臺(tái)安裝在井下的交換機(jī)組成，交換機(jī)間用光纜連接，井上的交換機(jī)與主控機(jī)(Al)連接，井下的交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于多種傳感器的供電由數(shù)據(jù)采集控制分站(A4 )提供。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煤礦皮帶運(yùn)輸排水監(jiān)控系統(tǒng)，涉及煤礦安全監(jiān)控領(lǐng)域。該系統(tǒng)有一安裝在井上用于數(shù)據(jù)處理的主控機(jī)，與主控機(jī)連接的語音報(bào)警輸出模塊；安裝在井下的數(shù)據(jù)監(jiān)控及控制裝置；所述的數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置包括用于井下信息采集和將地面的控制信號(hào)下達(dá)給各個(gè)電機(jī)的數(shù)據(jù)采集控制分站，與數(shù)據(jù)采集控制分站連接的多種傳感器，用于監(jiān)視皮帶的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)和水泵的溫度、電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集控制分站連皮帶電機(jī)和水泵電機(jī)；主控機(jī)與環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)之間連接有數(shù)據(jù)采集控制分站。優(yōu)點(diǎn)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)井下皮帶機(jī)的遠(yuǎn)程控制，還能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下水泵的控制。
文檔編號(hào)E21F16/00GK202673360SQ20122027275
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
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