專(zhuān)利名稱(chēng)：一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于礦井瓦斯監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)資源需求量的不斷攀升的同時(shí)，由于礦井瓦斯超標(biāo)引起的各類(lèi)事故屢見(jiàn)不鮮，造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此對(duì)井下瓦斯進(jìn)行有效監(jiān)控成為了一個(gè)必須得到有效解決的問(wèn)題。相關(guān)的單位也投入了大量的人力物力，旨在建立完備，安全的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，目前的系統(tǒng)中絕大多數(shù)采取了基于振動(dòng)傳感器的地面單微機(jī)監(jiān)測(cè)監(jiān)控和初級(jí)的、基于多傳感器的地面網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但從這些已經(jīng)完成的系統(tǒng)投入使用后的工作效果來(lái)看，發(fā)現(xiàn)了如下幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題。(I)當(dāng)前的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸沒(méi)有統(tǒng)一的通信協(xié)議，通常是一套系統(tǒng)制定一套協(xié)議，大大降低了系統(tǒng)的泛用性和拓展性。(2)當(dāng)前的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸誤 碼率高，使監(jiān)控者不能對(duì)井下的情況有準(zhǔn)確的了解，在井下出現(xiàn)安全隱患后，不能做出快速的反應(yīng)，延誤了搶險(xiǎn)救援中最寶貴的時(shí)間(3)由于礦井下環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)設(shè)備的免維護(hù)性又不高，許多在研發(fā)過(guò)程中驗(yàn)收達(dá)標(biāo)的設(shè)備在井下工作一段時(shí)間后由于高濕度、高溫度和有害氣體的作用下不可避免地產(chǎn)生故障和形變。(4)當(dāng)前的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)并沒(méi)有對(duì)于不同規(guī)模的礦井做出有針對(duì)性的區(qū)分，而由于礦井的復(fù)雜地下環(huán)境，盲目地采用一套標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控不同規(guī)模的礦井，輕則造成資源人力的浪費(fèi)，重則產(chǎn)生安全檢測(cè)漏洞，對(duì)井下工人的生命安全造成威脅。(5)當(dāng)前的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差，井下探測(cè)與井上監(jiān)控不同步。以上不利因素導(dǎo)致系統(tǒng)不能有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全檢測(cè)和信息反饋，從而加大了監(jiān)控人員的判斷難度，并浪費(fèi)了在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隱患，處理隱患的重要時(shí)機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊，由若干傳感器并聯(lián)成傳感器群后與防爆網(wǎng)絡(luò)控制器連接組成，其中每個(gè)傳感器分別與一個(gè)警報(bào)器相連接，具有蜂鳴報(bào)警功能；井下設(shè)有多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均部署一套現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊，用以采集井下信息并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊向地面檢測(cè)模塊進(jìn)行傳輸；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊，用以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊采集的信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測(cè)模塊，針對(duì)大中型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊包括光纖主干以太環(huán)網(wǎng)、Lonfforks子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)適配器；用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊中的傳感器群連接到一個(gè)LonWorks子網(wǎng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器將Lonfforks子網(wǎng)掛接至光纖主干以太環(huán)網(wǎng)，井下信息從每個(gè)LonWorks子網(wǎng)向光纖主干以太環(huán)網(wǎng)匯集后向上傳輸至地面監(jiān)控模塊；針對(duì)小型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊直接采用LongWorks子網(wǎng)，用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊中的傳感器群掛接到LonWorks子網(wǎng)上，井下信息直接由LonWorks子網(wǎng)傳輸至地面監(jiān)控模塊；地面監(jiān)控模塊，用以將經(jīng)過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊所匯集傳輸?shù)挠稍O(shè)備模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、處理和上傳，地面監(jiān)控模塊包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和打印機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連接，監(jiān)控計(jì)算機(jī)將收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中進(jìn)行備份，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警記錄，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與打印機(jī)相連接，打印機(jī)用于打印所需的各種報(bào)表。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)(I)采煤工作面、掘進(jìn)工作面的系統(tǒng)設(shè)備能夠方便地移動(dòng)，便于系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。(2)監(jiān)測(cè)種類(lèi)豐富，監(jiān)測(cè)范圍廣泛，能夠多種類(lèi)、高精度地監(jiān)控井下環(huán)境。(3)以多種傳感器作為信息采集源，提高了井下隱患判別的準(zhǔn)確度。
(4)具有圖形化的全中文人機(jī)界面及Windows的操作風(fēng)格，系統(tǒng)友好型強(qiáng)。(5)針對(duì)不同規(guī)模的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)方案，適用于不同規(guī)模的礦井環(huán)境。
圖I為面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖2為大中型礦井的面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖3為小型礦井的面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。圖4為局級(jí)監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)圖。圖5為礦級(jí)監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)圖。圖6為面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的模塊圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)兩大主要功能需求監(jiān)測(cè)和報(bào)警，針對(duì)性地設(shè)計(jì)三大功能模塊現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊I、地面監(jiān)控終端2和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2，井下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊I采樣之后通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2傳向地面監(jiān)控模塊3，并由地面監(jiān)控模塊3對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、存儲(chǔ)和上傳。本實(shí)用新型一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊1，由若干傳感器并聯(lián)成傳感器群后與防爆網(wǎng)絡(luò)控制器連接組成，其中每個(gè)傳感器分別與一個(gè)警報(bào)器相連接，具有蜂鳴報(bào)警功能，傳感器包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、一氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、電氣設(shè)備開(kāi)停傳感器、饋電狀態(tài)傳感器和風(fēng)門(mén)傳感器；報(bào)警功能包括瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)聲光報(bào)警、一氧化碳濃度超標(biāo)聲光報(bào)警、氧氣濃度未達(dá)標(biāo)聲光報(bào)警、其它有害氣體濃度超標(biāo)聲光報(bào)警、溫度超限聲光報(bào)警、風(fēng)速超限聲光報(bào)警、煙霧超標(biāo)聲光報(bào)警、壓差超限聲光報(bào)警、設(shè)備故障聲光報(bào)警、通信故障聲光報(bào)警、停電聲光報(bào)警；井下設(shè)有多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均部署一套現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊1，用以采集井下信息并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2向地面檢測(cè)模塊3進(jìn)行傳輸；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2，用以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊I采集的信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測(cè)模塊3，針對(duì)大中型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2包括光纖主干以太環(huán)網(wǎng)、LonWorks子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)適配器；用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊I中的傳感器群連接到一個(gè)LonWorks子網(wǎng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器將LonWorks子網(wǎng)掛接至光纖主干以太環(huán)網(wǎng)，井下信息從每個(gè)LonWorks子網(wǎng)向光纖主干以太環(huán)網(wǎng)匯集后向上傳輸至地面監(jiān)控模塊3 ;針對(duì)小型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2直接采用Longfforks子網(wǎng)，用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊I中的傳感器群掛接到LonWorks子網(wǎng)上，井下信息直接由LonWorks子網(wǎng)傳輸至地面監(jiān)控模塊3 ；地面監(jiān)控模塊3，用以將經(jīng)過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2所匯集傳輸?shù)挠稍O(shè)備模塊I采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、處理和上傳，地面監(jiān)控模塊3包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和打印機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連接，監(jiān)控計(jì)算機(jī)將收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中進(jìn)行備份，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警記錄，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與打印機(jī)相連接，打印機(jī)用于打印所需的各種報(bào)表。監(jiān)控計(jì)算機(jī)用于運(yùn)行分布式瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄；打印機(jī)用于打印報(bào)表；交互部分具有圖形化的全中文人機(jī)界面、Windows的操作風(fēng)格、模塊化結(jié)構(gòu)、易于使用、配置靈活及便于擴(kuò)展等特點(diǎn)。在控制界面上可直觀(guān)地反映出整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的概貌及控制點(diǎn)的地理分布。用戶(hù)直接點(diǎn)擊屏幕圖形對(duì)象，即可訪(fǎng)問(wèn)相應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。監(jiān)控人員可通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)即可對(duì)監(jiān)控對(duì)象實(shí)施遙信、遙測(cè)、遙控，而且能夠查看到詳細(xì)的監(jiān)控信息。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2中光纖主干以太環(huán)網(wǎng)通信協(xié)議為T(mén)CP/IP，帶寬IOOMbps ；Lonfforks子網(wǎng)通信協(xié)議為L(zhǎng)onTalk,帶寬78Kbps或5Kbps, LonWorks子網(wǎng)的傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線(xiàn)，整個(gè)LonWorks子 網(wǎng)可掛接127個(gè)設(shè)備；LonWorkS子網(wǎng)的傳輸速率為5Kbps，傳輸距離為20km。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊2為本實(shí)用新型的核心模塊，它由井下控制網(wǎng)絡(luò)、地面監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及與煤礦安全監(jiān)管部門(mén)之間的網(wǎng)絡(luò)四部分組成。井下控制網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)地面監(jiān)控中心需要實(shí)時(shí)監(jiān)視煤礦井下的環(huán)境狀況、安全設(shè)備運(yùn)行狀況、有害物質(zhì)超標(biāo)報(bào)警及超限斷電情況，還需要滿(mǎn)足遠(yuǎn)程分合井下供電開(kāi)關(guān)的用戶(hù)需求。地面監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控中心內(nèi)與監(jiān)控工作站之間、工作站與服務(wù)器之間的連接，并提供與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和煤礦安全監(jiān)管部門(mén)之間的接口。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)主要用于煤礦生產(chǎn)管理，分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在礦級(jí)監(jiān)控中心與局級(jí)監(jiān)控中心與企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)接，從而使企業(yè)網(wǎng)上的煤礦安全生產(chǎn)職能部門(mén)及主管領(lǐng)導(dǎo)能隨時(shí)了解各礦井安全生產(chǎn)有關(guān)的信息。煤礦安全監(jiān)管部門(mén)之間的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)局級(jí)地面監(jiān)控中心與煤礦安全監(jiān)管部門(mén)之間的聯(lián)網(wǎng)，煤礦安全監(jiān)管部門(mén)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接從地面監(jiān)控中心獲取信息，方便了解和掌握煤礦安全生產(chǎn)情況。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。分布式煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖I所示。整個(gè)系統(tǒng)由礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、礦務(wù)局或煤礦集團(tuán)安全生產(chǎn)監(jiān)控中心(局級(jí)監(jiān)控中心)、上級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)監(jiān)視終端及企業(yè)網(wǎng)和英特網(wǎng)組成。根據(jù)礦井規(guī)模，礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)有下列二種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖2所示是適用于小型礦井的分布式礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用Lonfforks控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在地面監(jiān)控中心和井下布設(shè)一個(gè)LonWorks控制網(wǎng)，所有網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備都掛接在LonWorks控制網(wǎng)上，子網(wǎng)的傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線(xiàn)整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)可掛接127個(gè)網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率為5Kbps，傳輸距離可達(dá)20公里，通信協(xié)議為L(zhǎng)onTalk。如圖3所示是適用于大中型礦井的分布式礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用光纖主干以太環(huán)網(wǎng)與LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接技術(shù)。在地面監(jiān)控中心和井下布設(shè)一個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)，在防爆網(wǎng)絡(luò)型通用監(jiān)控終端等網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備相對(duì)集中的區(qū)域，用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備構(gòu)成一個(gè)LonWorks控制子網(wǎng)，然后通過(guò)防爆網(wǎng)絡(luò)控制器掛接至光纖主干以太環(huán)網(wǎng)，每個(gè)防爆網(wǎng)絡(luò)控制器可掛接63個(gè)網(wǎng)絡(luò)型終端設(shè)備。[0026]光纖主干環(huán)網(wǎng)采用IOOMbps工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通信協(xié)議為T(mén)CP/IP，光纖環(huán)網(wǎng)中的每個(gè)光纖段傳輸距離為40公里；其中LonWorks控制子網(wǎng)在傳輸速率為78Kbps時(shí)的總線(xiàn)拓?fù)鋫鬏斁嚯x可達(dá)2700米，自由拓?fù)鋫鬏斁嚯x可達(dá)500米，在傳輸速率為5Kbps時(shí)的傳輸距離可達(dá)20公里，通信協(xié)議為L(zhǎng)onTalk。為了確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，光纖主干環(huán)網(wǎng)的帶寬的實(shí)際利用率控制在25%以?xún)?nèi)，即25Mbps，則光纖主干環(huán)網(wǎng)的可掛接的LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)為25MbpsX78Kbps (假設(shè)子網(wǎng)帶寬用足)^ 320個(gè)子網(wǎng)可掛接的終端數(shù)為320X63=20160個(gè)如子網(wǎng)帶寬利用率也控制在25%C以?xún)?nèi)，則全系統(tǒng)可掛接LonWorks控 制網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)就達(dá)1280余個(gè)，全系統(tǒng)可掛接的終端數(shù)就達(dá)1280X63=80640 個(gè)從上述計(jì)算可見(jiàn)，基于光纖環(huán)網(wǎng)和LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接的分布式礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可滿(mǎn)足任何大規(guī)模礦井瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要。分布式煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)由局級(jí)監(jiān)控中心、礦級(jí)監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)及系統(tǒng)監(jiān)控軟件組成。如圖4所示是局級(jí)監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)圖，局級(jí)監(jiān)控中心主要由由工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、打印機(jī)、大屏幕投影機(jī)、路由器及以太網(wǎng)交換機(jī)組成。工作站用于運(yùn)行局級(jí)瓦斯監(jiān)控軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)及管理各礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)；打印機(jī)用于打印所需的各種報(bào)表；大屏幕投影機(jī)用于多人同時(shí)檢查各礦安全生產(chǎn)時(shí)使用，如企業(yè)內(nèi)部大檢查、上級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)察部門(mén)檢查等；路由器用于與企業(yè)網(wǎng)的安全連接；以太網(wǎng)交換機(jī)用于構(gòu)建局級(jí)監(jiān)控中心局域網(wǎng)。如圖5所示是礦級(jí)監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)圖，礦級(jí)監(jiān)控中心主要由工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、光纖以太網(wǎng)交換機(jī)或網(wǎng)絡(luò)適配器、打印機(jī)及路由器組成。工作站用于運(yùn)行礦級(jí)瓦斯監(jiān)控軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)及管理井下瓦斯監(jiān)控子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)；打印機(jī)用于打印所需的各種報(bào)表；路由器用于與企業(yè)網(wǎng)的安全連接；光纖以太網(wǎng)交換機(jī)用于與大中型井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接；網(wǎng)絡(luò)適配器用于與小型井下瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接。分布式煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)包括井下控制網(wǎng)絡(luò)、地面監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及與上級(jí)煤礦安全監(jiān)察管理部門(mén)之間的通信網(wǎng)絡(luò)。大中型礦井采用的通信網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)光纖主干以太環(huán)網(wǎng)和多個(gè)LonWorks子網(wǎng)組成(小型礦井僅用帶寬5Kbps的LonWorks現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò))。光纖主干以太環(huán)網(wǎng)通信協(xié)議為T(mén)CP/IP,帶寬100Mbps, Lonfforks子網(wǎng)通信協(xié)議為L(zhǎng)onTalk帶寬78Kbps或5Kbps。在每個(gè)防爆網(wǎng)絡(luò)型通用監(jiān)控終端相對(duì)集中的區(qū)域設(shè)置一個(gè)LonWorks子網(wǎng)，Lonfforks子網(wǎng)通過(guò)防爆網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)與光纖主干網(wǎng)的無(wú)縫連接。掛接在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備除可以與礦級(jí)監(jiān)控中心進(jìn)行通信外，還可以與掛接在網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備之間進(jìn)行通信。此外，由于通信網(wǎng)絡(luò)采用了載波偵聽(tīng)技術(shù)，所以網(wǎng)上的每個(gè)設(shè)備都可以將重要的信息(如報(bào)警信息)立即上傳至地面監(jiān)控中心。地面監(jiān)控中心采用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互連。地面監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)以太網(wǎng)光纖交換機(jī)連接；局級(jí)監(jiān)控中心提供與企業(yè)網(wǎng)的接口 ；與上級(jí)煤礦安全監(jiān)察管理部門(mén)之間通過(guò)英特網(wǎng)連接。系統(tǒng)監(jiān)控軟件的硬件環(huán)境采用基于100/1000MbpS以太網(wǎng)、監(jiān)控工作站及服務(wù)器。以太網(wǎng)傳輸協(xié)議為T(mén)CP/IP，按煤礦規(guī)模按需配置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及監(jiān)控工作站，系統(tǒng)支持B/S和C/S結(jié)構(gòu)。應(yīng)用軟件有礦級(jí)版和局級(jí)版，礦級(jí)版只監(jiān)控本地礦井；局級(jí)版可監(jiān)視所有與局級(jí)監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)的礦級(jí)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，但不開(kāi)放遠(yuǎn)程控制功能。此外，局安全、生產(chǎn)管理部門(mén)可通過(guò)企業(yè)網(wǎng)使用瀏覽器監(jiān)視各礦井瓦斯變化和風(fēng)機(jī)開(kāi)停等情況。各級(jí)煤礦安全監(jiān)察部門(mén)通過(guò)英特網(wǎng)使用瀏覽器監(jiān)視各礦井瓦斯變化和風(fēng)機(jī)開(kāi)停等情況 。系統(tǒng)軟件全部采用模塊化配置，各模塊功能獨(dú)立、接口清晰，可以根據(jù)需要分布于任意計(jì)算機(jī)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互相訪(fǎng)問(wèn)。
權(quán)利要求1.一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其特征在于包括 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(I )，由若干傳感器并聯(lián)成傳感器群后與防爆網(wǎng)絡(luò)控制器連接組成，其中每個(gè)傳感器分別與一個(gè)警報(bào)器相連接，具有蜂鳴報(bào)警功能；井下設(shè)有多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均部署一套現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(1)，用以采集井下信息并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)向地面監(jiān)控模塊(3)進(jìn)行傳輸； 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)，用以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(I)采集的信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控模塊(3)，針對(duì)大中型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)包括光纖主干以太環(huán)網(wǎng)、LonWorks子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)適配器；用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(I)中的傳感器群連接到一個(gè)LonWorks子網(wǎng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器將LonWorks子網(wǎng)掛接至光纖主干以太環(huán)網(wǎng)，井下信息從每個(gè)LonWorks子網(wǎng)向光纖主干以太環(huán)網(wǎng)匯集后向上傳輸至地面監(jiān)控模塊(3);針對(duì)小型礦井，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)直接采用LongWorks子網(wǎng)，用雙絞線(xiàn)或電力線(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(I)中的傳感器群掛接到Lonfforks子網(wǎng)上,井下信息直接由LonWorks子網(wǎng)傳輸至地面監(jiān)控模塊(3)； 地面監(jiān)控模塊(3)，用以將經(jīng)過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)所匯集傳輸?shù)挠稍O(shè)備模塊(I)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、處理和上傳，地面監(jiān)控模塊(3)包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和打印機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連接，監(jiān)控計(jì)算機(jī)將收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中進(jìn)行備份，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警記錄，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與打印機(jī)相連接，打印機(jī)用于打印所需的各種報(bào)表。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、一氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、電氣設(shè)備開(kāi)停傳感器、饋電狀態(tài)傳感器和風(fēng)門(mén)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)中光纖主干以太環(huán)網(wǎng)通信協(xié)議為T(mén)CP/IP，帶寬IOOMbps ；Lonfforks子網(wǎng)通信協(xié)議為L(zhǎng)onTalk,帶寬78Kbps或5Kbps, LonWorks子網(wǎng)的傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線(xiàn)，整個(gè)LonWorks子網(wǎng)可掛接127個(gè)設(shè)備；LonWorkS子網(wǎng)的傳輸速率為5Kbps，傳輸距離為20km。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種面向分布式煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備模塊(1)，由若干傳感器并聯(lián)成傳感器群后與防爆網(wǎng)絡(luò)控制器連接組成；系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模塊(2)，包括光纖主干以太環(huán)網(wǎng)、LonWorks子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)適配器；地面監(jiān)控模塊(3)，包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和打印機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器相連接。本實(shí)用新型方案適用于不同規(guī)模的礦井環(huán)境，便于系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，監(jiān)測(cè)種類(lèi)豐富，監(jiān)測(cè)范圍廣泛，能夠多種類(lèi)、高精度地監(jiān)控井下環(huán)境。
文檔編號(hào)E21F17/18GK202628185SQ20112056219
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者李千目, 倪辰辰, 戚湧 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司, 南京理工大學(xué)