基于plc的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，包括：供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊；供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括防爆電源、電流傳感器和電壓傳感器，供電模塊主要是防爆電源給芯片供電，其中電流傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電流信號，電壓傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電壓信號；采用西門子S7?300PLC作為微處理器，可實現(xiàn)配電室無人值守、地面數(shù)據(jù)采集和智能監(jiān)控各配電點開關的功能，實現(xiàn)監(jiān)控的同時滿足遠程設定，預防事故發(fā)生。
【專利說明】
基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及煤礦安全和智能高效技術領域，具體是一種基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于井下供電系統(tǒng)復雜，環(huán)境惡劣，經(jīng)常出現(xiàn)線路故障，引起開關自動分閘，給煤礦安全生產(chǎn)帶來了隱患，為此，大多井下變電所需專門的人員進行值班，定時巡檢各開關狀態(tài)，隨著煤礦開采日益深入，配電點逐漸增多，增派人手會浪費大量人力，且不能及時處理故障。
[0003]本實用新型公開了一種更加精確、可靠、智能的一種基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用西門子S7-300PLC作為微處理器，PLC控制器能夠適應工業(yè)自動化的各種應用場合，具有循環(huán)周期短、處理速度快、模塊化編程、可供選擇的CPU和I/O模塊等特點，西門子S7-300PLC應用在礦井電力監(jiān)控系統(tǒng)中，可實現(xiàn)配電室無人值守、地面數(shù)據(jù)采集和智能監(jiān)控各配電點開關的功能，實現(xiàn)監(jiān)控的同時滿足遠程設定，預防事故發(fā)生。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的是提供具體是一種基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，已解決現(xiàn)有技術上的精確性和智能性問題。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采取的技術方案為:基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括:供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊;供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括防爆電源、電流傳感器和電壓傳感器，供電模塊主要是防爆電源給芯片供電，其中電流傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電流信號，電壓傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電壓信號，將數(shù)據(jù)信號傳至數(shù)據(jù)處理模塊中A/D模塊處理;數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線和Zigbee無線傳輸模塊;數(shù)據(jù)處理模塊包括西門子S7-300PLC、A/D模塊、LCD、SDRAM、上位機以及鍵盤，A/D模塊是16位AD模塊，其與PLC處理芯片相連，PLC與上位機之間連接傳輸數(shù)據(jù)，上位機是對PLC傳來數(shù)據(jù)進行分析處理，SDRAM和LCD是與PLC連接的外圍電路，鍵盤與上位機連接，進行操作程序的輸入;數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報警模塊和開關控制模塊；當相應數(shù)據(jù)經(jīng)傳感器采集送入PLC分析處理，通過Zigbee無線傳輸模塊連接到上位機，由LCD顯示進行實時監(jiān)控，當電壓、電流信號出現(xiàn)異常時，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制報警電路模塊進行報警，工作人員通過鍵盤操作使故障系統(tǒng)開關關閉，備用電力系統(tǒng)開關打開，起到故障及時處理和井下供電安全穩(wěn)定的作用。
[0006]所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括電源、電流傳感器和電壓傳感器，供電模塊主要是防爆電源給芯片供電，流傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電流信號，其型號為WHB-ES5S6H，電壓傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電壓信號，其型號為HV300GB。
[0007]所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線和Zigbee無線傳輸模塊;RS485總線連接器為DB-25，可實現(xiàn)A/D模塊與PLC之間的連接，完成數(shù)據(jù)向PLC輸入;Zigbee無線傳輸模塊核心芯片選擇TI公司的CC2530芯片和射頻前端芯片CC2591，實現(xiàn)PLC與上位機的連接。
[0008]所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊包括西門子S7-300PLC、A/D模塊、LCD、SDRAM、上位機以及鍵盤;A/D模塊作用是將電流傳感器和電壓傳感器檢測到的電力系統(tǒng)電流、電壓信號數(shù)據(jù)經(jīng)16位AD模塊進行模數(shù)轉換，PLC是系統(tǒng)的微處理器，其是采用選擇西門子公司S7-300系列的PLC;LCD和SDRAM用于顯示存儲大量數(shù)據(jù)信息;上位機用于數(shù)據(jù)分析處理;鍵盤用于處理程序的輸入。
[0009]所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報警模塊和開關控制模塊;報警模塊中具有報警電路，其核心芯片為廣州美芯電子科技公司MXG80語音芯片;開關控制模塊作用是對故障系統(tǒng)開關進行關閉，備用電力系統(tǒng)開關進行打開。
[0010]本實用新型首先通過電流傳感器和電壓傳感器來檢測電力系統(tǒng)電流、電壓信號，數(shù)據(jù)信號經(jīng)A/D模塊處理后通過RS485總線傳送到西門子S7-300系列的PLC中，完成信號離散量化，PLC將傳來的數(shù)據(jù)經(jīng)Zigbee無線傳輸模塊送入上位機進行分析處理，其中防爆電源給PLC進行供電，LCD和SDRAM用于顯示存儲大量數(shù)據(jù)信息，相應的電壓、電流信號經(jīng)傳感器采集送入PLC分析處理，通過Zigbee無線傳輸模塊連接到上位機，由IXD顯示進行實時監(jiān)控，當電壓、電流信號出現(xiàn)異常時，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制報警電路模塊進行報警，工作人員通過鍵盤操作開關控制模塊使故障系統(tǒng)開關關閉，備用電力系統(tǒng)開關打開，起到故障及時處理和井下供電安全穩(wěn)定的作用。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型的電路簡單可靠、數(shù)據(jù)傳輸可靠、操作簡單、安全價值高、便于維護等許多優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結構框圖
【具體實施方式】
[0013]結構框圖如圖1所示，基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊中電流傳感器(I)和電壓傳感器(2)對電力系統(tǒng)電流、電壓信號進行檢測采集，將采集數(shù)據(jù)信號經(jīng)A/D模塊(3)處理后通過RS485總線(4)傳送到西門子S7-300系列的PLC(5)中，完成信號離散量化，PLC(5)將傳來的數(shù)據(jù)經(jīng)Zigbee無線傳輸模塊(7)送入上位機(8)進行分析處理，其中防爆電源(6)給PLC(5)進行供電，LCD(1)和SDRAM(Il)用于顯示存儲大量數(shù)據(jù)信息，相應的電壓、電流信號經(jīng)傳感器采集送入PLC(5)分析處理，通過Zigbee無線傳輸模塊(7)連接到上位機(8)，由LCD(1)顯示進行實時監(jiān)控，當電壓、電流信號出現(xiàn)異常時，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制報警模塊(12)進行報警，工作人員通過鍵盤(9)操作控制開關控制模塊(13)使故障系統(tǒng)開關關閉，備用電力系統(tǒng)開關打開，起到故障及時處理和井下供電安全穩(wěn)定的作用。
[0014]原理如圖1所示，此設計分為兩部分，第一部分是電壓、電流信號采集及PLC處理，電流傳感器和電壓傳感器對電力系統(tǒng)電流、電壓信號進行檢測采集，數(shù)據(jù)信號經(jīng)A/D模塊處理后傳送至西門子S7-300系列的PLC中，PLC將傳來的數(shù)據(jù)送入上位機進行分析處理;第二部分是電力系統(tǒng)監(jiān)控操作，信號經(jīng)傳感器采集送入PLC分析處理，通過Zigbee無線傳輸模塊連接到上位機，由LCD顯示進行實時監(jiān)控，當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制報警電路模塊進行報警，工作人員通過鍵盤操作開關控制模塊使故障系統(tǒng)開關關閉，備用電力系統(tǒng)開關打開，起到故障及時處理和井下供電安全穩(wěn)定的作用。
【主權項】
1.基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括:供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊;供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括防爆電源、電流傳感器和電壓傳感器，供電模塊主要是防爆電源給芯片供電，其中電流傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電流信號，電壓傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電壓信號，將數(shù)據(jù)信號傳至數(shù)據(jù)處理模塊中A/D模塊處理;數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS485總線和Zigbee無線傳輸模塊;數(shù)據(jù)處理模塊包括西門子S7-300PLC、A/D模塊、IXD、SDRAM、上位機以及鍵盤，A/D模塊是16位AD模塊，其與PLC處理芯片相連，PLC與上位機之間連接傳輸數(shù)據(jù)，上位機是對PLC傳來數(shù)據(jù)進行分析處理，SDRAM和LCD是與PLC連接的外圍電路，鍵盤與上位機連接，進行操作程序的輸入;數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報警模塊和開關控制模塊;報警模塊和開關控制模塊與PLC連接，當電壓、電流信號出現(xiàn)異常時，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制報警模塊進行報警，工作人員通過鍵盤操作控制開關控制模塊使故障系統(tǒng)開關關閉，備用電力系統(tǒng)開關打開，起到故障及時處理和井下供電安全穩(wěn)定的作用。2.根據(jù)權利要求1所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:電流傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電流信號，其型號為WHB-ES5S6H，電壓傳感器作用是檢測電力系統(tǒng)的電壓信號，其型號為HV300GB。3.根據(jù)權利要求1所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊中PLC是系統(tǒng)的微處理器，其型號為西門子公司S7-300系列。4.根據(jù)權利要求1所述的基于PLC的煤礦井下電力監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:報警模塊中具有報警電路，其語音芯片型號為MXG80。
【文檔編號】G05B19/05GK205647027SQ201620368373
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】查浩, 歐陽名三, 劉駿
【申請人】安徽理工大學