煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，屬煤礦安全監(jiān)控領(lǐng)域，包括安裝在礦井地面監(jiān)控中心的監(jiān)控主機(jī)(1)，與所述監(jiān)控主機(jī)關(guān)聯(lián)的語(yǔ)音預(yù)警裝置(2)和數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)(3)，安裝在井下各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元主要由井下監(jiān)控分站(5)與井下監(jiān)控分站(5)相連接的各種礦用信號(hào)傳感器組成；所述井下監(jiān)控分站(5)及與所述監(jiān)控主機(jī)(1)通過(guò)礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，利用PLC作為核心采集單元，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井水網(wǎng)管路、風(fēng)網(wǎng)管路及瓦斯抽放管路的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有效解決現(xiàn)有煤礦監(jiān)控系統(tǒng)因分別獨(dú)立設(shè)置而導(dǎo)致的信息孤島現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦安全監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是涉及一種煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]煤礦安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)安全管理的首要任務(wù)。隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視，以傳感技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為基礎(chǔ)的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]高科技的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，保證煤礦對(duì)地質(zhì)變化的應(yīng)對(duì)能力，如何技改礦井錯(cuò)綜復(fù)雜管路綜合監(jiān)測(cè)能力是煤礦能否安全生產(chǎn)、緊急救援的瓶頸。
[0004]目前，很多煤礦上均設(shè)有水網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，井下氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等針對(duì)單一業(yè)務(wù)部門或單一功能應(yīng)用的監(jiān)控子系統(tǒng)，由于多種異構(gòu)系統(tǒng)的存在，使得各應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互和共享困難，信息孤島現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建立顯得尤為重要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)地面對(duì)礦井水網(wǎng)管路、風(fēng)網(wǎng)管路及瓦斯抽放管路的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括安裝在礦井地面監(jiān)控中心的監(jiān)控主機(jī)，與所述監(jiān)控主機(jī)關(guān)聯(lián)的語(yǔ)音預(yù)警裝置和數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)，安裝在井下各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元主要由井下監(jiān)控分站及與井下監(jiān)控分站相連接的各種礦用信號(hào)傳感器組成；所述井下監(jiān)控分站與所述監(jiān)控主機(jī)之間通過(guò)礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]進(jìn)一步，所述各種礦用信號(hào)傳感器包括用于管路打開、關(guān)閉的閥門執(zhí)行裝置，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的水流體介質(zhì)工況流量的流體流量采集設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的氣體介質(zhì)工況流量的氣體流量采集設(shè)備，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)水管壓力的水壓采集設(shè)備，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)管壓力的氣壓采集設(shè)備，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)溫度、管路溫度的溫度采集設(shè)備。
[0008]進(jìn)一步，礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)由兩臺(tái)井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和一臺(tái)地面核心交換機(jī)組成，各個(gè)管路交叉區(qū)域監(jiān)控分站直接就近連接至所述井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)上，井下各個(gè)管路監(jiān)控分站經(jīng)礦井冗余傳輸環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。
[0009]本實(shí)用新型基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，利用PLC作為核心采集單元，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)地面對(duì)礦井水網(wǎng)管路、風(fēng)網(wǎng)管路及瓦斯抽放管路的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有效解決現(xiàn)有煤礦監(jiān)控系統(tǒng)因分別獨(dú)立設(shè)置而導(dǎo)致的信息孤島現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)多個(gè)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0011]圖1是本實(shí)用新型原理框圖；
[0012]圖2是以太環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括一安裝在礦井地面監(jiān)控中心的監(jiān)控主機(jī)1，與所述監(jiān)控主機(jī)關(guān)聯(lián)的語(yǔ)音預(yù)警裝置2和數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)3，安裝在井下各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元主要由井下監(jiān)控分站5與井下監(jiān)控分站5相連接的各種礦用信號(hào)傳感器組成；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元主要用于監(jiān)視井下各管路的流量、壓力、溫度以及管路閥門開合狀態(tài)；所述井下監(jiān)控分站5與所述監(jiān)控主機(jī)I之間通過(guò)礦井工業(yè)以太網(wǎng)4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]所述各種礦用信號(hào)傳感器包括管路閥門執(zhí)行裝置6、流體流量采集設(shè)備7、氣體流量采集設(shè)備8、水壓采集設(shè)備9、氣壓采集設(shè)備10、溫度采集設(shè)備11。所述各種傳感器的供電由所述礦用監(jiān)控分站5提供。
[0015]上述系統(tǒng)中各部分的具體功能如下:
[0016]監(jiān)控主機(jī)1，用于處理井下各個(gè)管路的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元采集的信號(hào)、指令，并以組態(tài)工況圖形界面顯示。可根據(jù)井下用水、礦井通風(fēng)情況，自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)各使用點(diǎn)用水用氣量自動(dòng)計(jì)量。
[0017]語(yǔ)音預(yù)警裝置2，與監(jiān)控主機(jī)配套，人員界面操作錯(cuò)誤、界面對(duì)話等語(yǔ)音提示，也可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號(hào)故障、監(jiān)測(cè)超限等進(jìn)行報(bào)警。
[0018]數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)3，與監(jiān)控主機(jī)配套，用于歷史查詢數(shù)據(jù)信息打印。
[0019]礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)4，建立冗余可靠的礦井高速數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)井下監(jiān)控分站向地面數(shù)據(jù)上傳。
[0020]礦用監(jiān)控分站5，井下各個(gè)管路源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，可自動(dòng)采集管道壓力、流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、開關(guān)狀態(tài)，信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，起到“上傳下達(dá)”的作用。
[0021]管路閥門執(zhí)行裝置6，負(fù)責(zé)各主干或分叉管路交匯點(diǎn)，控制管路傳輸介質(zhì)的通斷，減少停水、停風(fēng)次數(shù)、保證遠(yuǎn)端區(qū)域或設(shè)備供給量壓力需求，降低故障率，減少檢修時(shí)間，所述裝置有開度狀態(tài)指示，并且具備手動(dòng)操作模式。
[0022]流體流量采集設(shè)備7，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的水流體介質(zhì)工況流量。
[0023]氣體流量采集設(shè)備8，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的氣體介質(zhì)工況流量。
[0024]水壓采集設(shè)備9，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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，視需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急手段。
[0025]氣壓采集設(shè)備10，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)管壓力進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而判斷設(shè)備運(yùn)行是否正常，視需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急手段。
[0026]溫度感應(yīng)設(shè)備11，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度，管路溫度進(jìn)行監(jiān)視，防止因高溫引起的故障。
[0027]每套系統(tǒng)一般由一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)Al、一個(gè)語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊2、一臺(tái)打印機(jī)3、一套礦井工業(yè)以太網(wǎng)4、多套礦用監(jiān)控分站5、多個(gè)管路閥門執(zhí)行裝置6、多個(gè)流體流量采集設(shè)備7、多個(gè)氣體流量采集設(shè)備8、多個(gè)水壓采集設(shè)備9、多個(gè)氣壓采集設(shè)備10、多個(gè)溫度感應(yīng)設(shè)備11組成。其中，監(jiān)控主機(jī)1、語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊2和打印機(jī)3為普通民用設(shè)備，其余均為礦用本質(zhì)安全型設(shè)備。本實(shí)用新型是基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，利用PLC作為核心采集單元，將礦井風(fēng)網(wǎng)管路、水網(wǎng)管路及瓦斯抽放管路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制融合到一個(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(chǎng)的傳感器實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況，根據(jù)趨勢(shì)，提前做出決策，現(xiàn)場(chǎng)傳感器的供電由礦用監(jiān)控分站提供，大大節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)空間，遠(yuǎn)程集中控制的安全實(shí)現(xiàn)，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。
[0028]如圖2所示，礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)4由井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和地面交換機(jī)組成，在地面監(jiān)控中心部署一臺(tái)核心交換機(jī)，在井下部署兩臺(tái)井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，各個(gè)管路交叉區(qū)域監(jiān)控分站直接就近連接至井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)上，井下各個(gè)管路監(jiān)控分站經(jīng)礦井冗余傳輸環(huán)網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳，最終形成以地面監(jiān)控主機(jī)為數(shù)據(jù)處理核心的煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。千兆工業(yè)以太網(wǎng)的建設(shè)提高了礦井信息的傳輸速率和信道利用率，也提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> [0029]工作過(guò)程:所述監(jiān)控主機(jī)I主要負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元傳遞過(guò)來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，反饋回所述礦用監(jiān)控分站5，同時(shí)對(duì)于一些危險(xiǎn)信息，用語(yǔ)音的方式通過(guò)所述語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊2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)；所述監(jiān)控主機(jī)I發(fā)出的信號(hào)命令利用礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行傳遞，所述礦用監(jiān)控分站5負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)信息傳遞給所述監(jiān)控主機(jī)1，并根據(jù)指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，所述流體流量采集設(shè)備7、氣體流量采集設(shè)備8、水壓采集設(shè)備9、氣壓采集設(shè)備10和溫度感應(yīng)設(shè)備11負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述礦用監(jiān)控分站5。所述礦用監(jiān)控分站5根據(jù)環(huán)境要求，對(duì)所述管路閥門執(zhí)行裝置6進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作。打印機(jī)3可實(shí)時(shí)、定時(shí)或者手動(dòng)打印各種報(bào)表，如各管路閥門執(zhí)行裝置的運(yùn)行日志報(bào)表、運(yùn)行時(shí)間、停運(yùn)時(shí)間、故障信息等。地面生產(chǎn)調(diào)度信息中心工程師可通過(guò)所述監(jiān)控主機(jī)對(duì)井下各管路閥門執(zhí)行裝置進(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。所述礦用監(jiān)控分站不僅負(fù)責(zé)井下信息的采集，還負(fù)責(zé)將地面的控制信號(hào)下傳至給各管路閥門執(zhí)行裝置的控制開關(guān)。所述系統(tǒng)具有強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，可以方便地增加保護(hù)裝置和被控設(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】
1.一種煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:包括安裝在礦井地面監(jiān)控中心的監(jiān)控主機(jī)(I)，與所述監(jiān)控主機(jī)關(guān)聯(lián)的語(yǔ)音預(yù)警裝置(2)和數(shù)據(jù)報(bào)表打印機(jī)(3)，安裝在井下各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元；所述數(shù)據(jù)采集監(jiān)控單元主要由井下監(jiān)控分站(5)及與井下監(jiān)控分站(5)相連接的各種礦用信號(hào)傳感器組成；所述井下監(jiān)控分站(5)與所述監(jiān)控主機(jī)(I)之間通過(guò)礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述各種礦用信號(hào)傳感器包括用于管路打開、關(guān)閉的閥門執(zhí)行裝置￠)，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的水流體介質(zhì)工況流量的流體流量采集設(shè)備(7)，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下或地面管道的氣體介質(zhì)工況流量的氣體流量采集設(shè)備(8)，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)水管壓力的水壓采集設(shè)備(9)，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)管壓力的氣壓采集設(shè)備(10)，用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)溫度、管路溫度的溫度采集設(shè)備(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:礦井千兆工業(yè)以太網(wǎng)(4)由兩臺(tái)井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和一臺(tái)地面核心交換機(jī)組成，各個(gè)管路交叉區(qū)域監(jiān)控分站直接就近連接至所述井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)上，井下各個(gè)管路監(jiān)控分站經(jīng)礦井冗余傳輸環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK204140129SQ201420530514
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】馬永輝, 黃朝暉, 顧対芳, 丁宇輝 申請(qǐng)人:徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司