煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，屬于煤礦安全監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，包括主控機(jī)A1和數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，主控機(jī)A1安裝在井上，數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置安裝在井下，還包括與主控機(jī)A1連接的語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊A2、不間斷電源模塊A3；所述的主控機(jī)A1通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A4依次與數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置中的數(shù)據(jù)采集控制分站A5、局扇風(fēng)機(jī)A11連接，所述的數(shù)據(jù)采集控制分站A5連接有數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)采集控制分站A5與饋電開(kāi)關(guān)、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)井下對(duì)局扇風(fēng)機(jī)的控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)地面監(jiān)視局扇風(fēng)機(jī)的各狀態(tài)，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高礦井安全生產(chǎn)，降低煤礦井下瓦斯爆炸事故的發(fā)生概率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤礦安全系統(tǒng)，具體是一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，屬于煤礦安全監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，雖然國(guó)家在不斷加強(qiáng)完善煤礦安全管理力度，但是煤礦瓦斯爆炸事故仍然屢有發(fā)生，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全造成重大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，百分之七八十的瓦斯爆炸事故發(fā)生在掘進(jìn)工作面，而掘進(jìn)工作面較易發(fā)生瓦斯爆炸事故的主要原因之一是由于礦井局部通風(fēng)系統(tǒng)可靠性低，無(wú)計(jì)劃停風(fēng)停電次數(shù)多，時(shí)間較長(zhǎng)，或供風(fēng)能力不足，造成瓦斯?jié)舛瘸蓿煌瑫r(shí)由于礦井局部通風(fēng)安全管理人員水平低，責(zé)任心不強(qiáng)，誤操作等原因造成設(shè)備溫度上升或引起火花等事件，為瓦斯爆炸事故的發(fā)生創(chuàng)造了條件。
[0003]目前，現(xiàn)有掘進(jìn)面局部通風(fēng)設(shè)備均為現(xiàn)場(chǎng)控制，地面集控室人員無(wú)法獲取設(shè)備狀態(tài)，因而無(wú)法遠(yuǎn)程控制設(shè)備，為提高礦井安全生產(chǎn)，加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)通風(fēng)的監(jiān)控，建設(shè)局扇自動(dòng)化系統(tǒng)顯得尤為必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下掘進(jìn)局部通風(fēng)系統(tǒng)的安全控制與監(jiān)測(cè)，提高礦井安全生產(chǎn)，降低煤礦井下瓦斯爆炸事故的發(fā)生概率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，包括主控機(jī)和數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，主控機(jī)安裝在井上，數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置安裝在井下，還包括與主控機(jī)連接的語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊、不間斷電源模塊；所述的主控機(jī)通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)依次與數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置中的數(shù)據(jù)采集控制分站、局扇風(fēng)機(jī)連接，所述的數(shù)據(jù)采集控制分站連接有數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)采集控制分站與饋電開(kāi)關(guān)、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)相連。
[0006]數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置包括電壓采集模塊、電流采集模塊、風(fēng)筒風(fēng)量傳感器、低濃度甲烷傳感器和溫度感應(yīng)模塊。
[0007]環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)由一臺(tái)安裝在井上的千兆核心交換機(jī)和四臺(tái)安裝在井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)組成，兩種交換機(jī)間用光纜連接，井上的千兆核心交換機(jī)與主控機(jī)連接，井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站連接。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)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，在地面集控室由主控機(jī)顯示各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、以及設(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，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，提醒值班人員及時(shí)處理，防止事情惡化，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)傳感器反饋回來(lái)的信息，對(duì)井下風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，系統(tǒng)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，提高了礦井安全生產(chǎn)，降低了煤礦井下瓦斯爆炸事故的發(fā)生概率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型的環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)框圖；
[0011]圖3是本圖1中溫度感應(yīng)模塊的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1和圖2所示，一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，包括主控機(jī)Al和數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，主控機(jī)Al安裝在井上，數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置安裝在井下，還包括與主控機(jī)Al連接的語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊A2、不間斷電源模塊A3 ;所述的主控機(jī)Al通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A4依次與數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置中的數(shù)據(jù)采集控制分站A5、局扇風(fēng)機(jī)All連接，所述的數(shù)據(jù)采集控制分站A5連接有數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置，用于監(jiān)視局扇風(fēng)機(jī)的電壓、電流、運(yùn)行狀態(tài)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境的瓦斯?jié)舛?、溫度，?shù)據(jù)采集控制分站A5與饋電開(kāi)關(guān)、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)相連。
[0014]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置包括電壓采集模塊A6、電流采集模塊A7、風(fēng)筒風(fēng)量傳感器AS、低濃度甲烷傳感器A9和溫度感應(yīng)模塊A10，電壓采集模塊A6用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電壓，電流采集模塊A7用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電流，風(fēng)筒風(fēng)量傳感器AS用于監(jiān)視風(fēng)機(jī)開(kāi)停和風(fēng)筒是否破損，低濃度甲烷傳感器A9用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中甲烷的濃度，溫度感應(yīng)模塊AlO用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的溫度和電機(jī)溫度，其中，多種傳感器的供電均由數(shù)據(jù)采集控制分站A5提供。
[0015]優(yōu)選的，環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)由一臺(tái)安裝在井上的千兆核心交換機(jī)和四臺(tái)安裝在井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)組成，兩種交換機(jī)間用光纜連接，井上的千兆核心交換機(jī)與主控機(jī)連接，井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站連接。
[0016]上述系統(tǒng)中各部分的具體功能如下:
[0017]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(chǎng)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；
[0018]語(yǔ)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；
[0019]不間斷電源模塊A3，為防止外部電源意外斷電，持續(xù)給主控機(jī)供電用；
[0020]環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A4，負(fù)責(zé)井上、井下的信息傳遞；
[0021]數(shù)據(jù)采集控制分站A5，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)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)給多種傳感器供電；
[0022]電壓采集模塊A6，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電壓進(jìn)行監(jiān)視，防止過(guò)壓及欠壓時(shí)設(shè)備因電壓?jiǎn)栴}損壞；
[0023]電流采集模塊A7，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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；
[0024]風(fēng)筒風(fēng)量采集模塊AS，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，并可判斷風(fēng)機(jī)是否供風(fēng)正常；
[0025]低濃度甲烷采集模塊A9，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)甲烷濃度進(jìn)行監(jiān)視，超限時(shí)局扇風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止；
[0026]溫度感應(yīng)模塊A10，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度，電機(jī)溫度進(jìn)行監(jiān)視，防止因高溫引起的故障；
[0027]局扇風(fēng)機(jī)All，受控設(shè)備，主要向掘進(jìn)巷道供風(fēng)。
[0028]每套系統(tǒng)一般由兩臺(tái)主控機(jī)Al、兩個(gè)語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊A2、一套不間斷電源模塊A3、一套環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A4、多套數(shù)據(jù)采集控制分站A5、多個(gè)電壓采集模塊A6、多個(gè)電流采集模塊A7、多個(gè)風(fēng)筒風(fēng)量采集模塊A8、多個(gè)低濃度甲烷采集模塊A9、多個(gè)溫度感應(yīng)模塊AlO及多個(gè)局扇風(fēng)機(jī)All組成。其中，主控機(jī)Al、語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊A2及不間斷電源模塊A3為普通民用設(shè)備，其余均為通過(guò)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)?，?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(chǎng)空間，遠(yuǎn)程集中控制的安全實(shí)現(xiàn)，更有利于發(fā)揮專(zhuān)家決策的優(yōu)勢(shì)，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。
[0029]如圖2所示，環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)A4由一臺(tái)安裝在井上的交換機(jī)和四臺(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A5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?br> [0030]如圖3所示，溫度傳感應(yīng)模塊的應(yīng)用電路，采用硅二極管VDI和VD2作為溫度傳感器，Vl和VTl等構(gòu)成恒流源電路，為VDl和VD2提供恒定的電流，V2為放大器，將與溫度相應(yīng)的VDl和VD2的電壓變化放大到需要的電平，其中TA75458是雙運(yùn)算放大器，Vl和V2是它的兩個(gè)運(yùn)算單元；2SC1815是NPN型硅三極管。
[0031]工作過(guò)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(guò)來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)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A5，同時(shí)對(duì)于一些危險(xiǎn)信息，用語(yǔ)音的方式通過(guò)語(yǔ)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A5負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)信息傳遞給主控機(jī)Al，并根據(jù)指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，電壓采集模塊A6、電流采集模塊A7、風(fēng)筒風(fēng)量采集模塊AS、低濃度甲烷采集模塊A9、溫度感應(yīng)模塊AlO負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集控制分站A5，數(shù)據(jù)采集控制分站A5根據(jù)環(huán)境要求，對(duì)局扇風(fēng)機(jī)All進(jìn)行啟動(dòng)和停止操作；地面生產(chǎn)調(diào)度信息中心工程師可通過(guò)主控機(jī)Al對(duì)井下各局扇風(fēng)機(jī)All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(jiǎn)單。數(shù)據(jù)采集控制分站A5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(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)局扇風(fēng)機(jī)各參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等的監(jiān)視。
[0032]本系統(tǒng)還具有如下功能:
[0033]一、在線監(jiān)測(cè)功能:1、主備風(fēng)機(jī)開(kāi)、停狀態(tài)；2、通風(fēng)風(fēng)速；3、通風(fēng)機(jī)風(fēng)量；4、電機(jī)軸承溫度；5、供電電壓；6、電流；7、功率；8、環(huán)境溫度；9、環(huán)境甲烷濃度。
[0034]二、報(bào)警功能:1、環(huán)境甲烷濃度超標(biāo)、環(huán)境溫度超標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)聲光報(bào)警，上位機(jī)給出報(bào)；2、警信號(hào)；3、風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行自動(dòng)報(bào)警；4、風(fēng)機(jī)溫度超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警；5、電流、電壓低于或高于限定范圍時(shí)報(bào)警。
[0035]三、控制功能:1、就地開(kāi)關(guān)手動(dòng)控制局扇風(fēng)機(jī)All的啟動(dòng)、停止；2、上位機(jī)遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的啟停，對(duì)旋式風(fēng)機(jī)電機(jī)的啟停；3、電機(jī)溫度超限時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，并提示工作人員采取適當(dāng)措施；4、電流、電壓超過(guò)限定范圍時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并提示工作人員采取適當(dāng)措施；5、風(fēng)量不足時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟對(duì)旋式風(fēng)機(jī)的備用電機(jī)，增加風(fēng)量。
【權(quán)利要求】
1.一種煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，包括主控機(jī)(Al)和數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置，主控機(jī)(Al)安裝在井上，數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置安裝在井下，其特征在于，還包括與主控機(jī)(Al)連接的語(yǔ)音報(bào)警輸出模塊(A2)、不間斷電源模塊(A3);所述的主控機(jī)(Al)通過(guò)環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)(A4)依次與數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置中的數(shù)據(jù)采集控制分站(A5)、局扇風(fēng)機(jī)(All)連接，所述的數(shù)據(jù)采集控制分站(A5)連接有數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)采集控制分站(A5)與饋電開(kāi)關(guān)、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置包括電壓采集模塊(A6)、電流采集模塊(A7)、風(fēng)筒風(fēng)量傳感器(AS)、低濃度甲烷傳感器(A9)和溫度感應(yīng)模塊(AlO)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦局扇自動(dòng)化系統(tǒng)，其特征在于，環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)(A4)由一臺(tái)安裝在井上的千兆核心交換機(jī)和四臺(tái)安裝在井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)組成，兩種交換機(jī)間用光纜連接，井上的千兆核心交換機(jī)與主控機(jī)(Al)連接，井下的礦用隔爆兼本安型工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與數(shù)據(jù)采集控制分站(A5 )連接。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK204140130SQ201420530771
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】張永福, 王鵬, 高亞超, 胡云濤 申請(qǐng)人:徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司