專利名稱:一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，包括地面中心站和井下監(jiān)控設備，地面中心站包括監(jiān)控主機(1)、備用機(2)、地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)、打印機(4)、UPS電源(5)和避雷器(6)，避雷器(6)連接UPS電源(5)，監(jiān)控主機(1)、備用機(2)相互冗余并連接地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)，井下監(jiān)控設備包括礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)、礦用本安型操縱臺(8)、礦用本安型聲光信號器、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱(9)、數(shù)據(jù)采集部分(10)和智能控制部分(11)，礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)連接地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)；本實用新型不僅結構簡單、安裝方便，而且易于操作和設置，安全性和可靠性較高。
【專利說明】一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)
[【技術領域】]
[0001]本實用新型涉及監(jiān)控系統(tǒng)【技術領域】，具體地說是一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)。
[【背景技術】]
[0002]近年來，隨著煤礦事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化礦井建設已成為未來煤礦建設的必然趨勢，尤其礦井生產(chǎn)中煤炭從采煤一線到煤碳地面放置點，膠帶機運輸在礦井生產(chǎn)中有著重要意義。目前，大傾角、長運距、大功率膠帶機更是普遍使用。為了進一步加快煤礦自動化、機械化、數(shù)字化、信息化與節(jié)能化發(fā)展的步伐，特別是保證膠帶機運輸系統(tǒng)的的可靠運轉，能夠及時了解膠帶機運輸系統(tǒng)的工況。因此，若能提供一種安全性和可靠性較高的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，以適應上述特殊環(huán)境，將具有非常重要的意義。
[實用新型內(nèi)容]
[0003]本實用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種適于提高膠帶機運輸系統(tǒng)的可靠運行、實時對膠帶機運行工況監(jiān)測、能夠就地和遠程控制膠帶機設備啟停的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，不僅結構簡單、安裝方便，而且易于操作和設置，安全性和可靠性較高。
[0004]為實現(xiàn)上述目的設計一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，包括地面中心站和井下監(jiān)控設備，所述地面中心站包括監(jiān)控主機1、備用機2、地面環(huán)網(wǎng)交換機3、打印機4、UPS電源5和避雷器6，所述避雷器6通過線路連接UPS電源5，所述監(jiān)控主機1、備用機2、地面環(huán)網(wǎng)交換機3、打印機4均由UPS電源5供電，所述監(jiān)控主機1、備用機2相互冗余并通過線路連接地面環(huán)網(wǎng)交換機3，所述井下監(jiān)控設備包括礦用隔爆兼本安型PLC控制器7、礦用本安型操縱臺8、礦用本安型聲光信號器、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱9、數(shù)據(jù)采集部分10和智能控制部分11，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器7通過光纖通信連接地面環(huán)網(wǎng)交換機3，所述礦用本安型操縱臺8、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱9、數(shù)據(jù)采集部分10、智能控制部分11分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。
[0005]所述數(shù)據(jù)采集部分10包括速度傳感器18、堆煤傳感器12、溫度傳感器19、煙霧傳感器15、撕裂傳感器14、跑偏傳感器13、張力傳感器16和急停傳感器17，所述速度傳感器
18、堆煤傳感器12、溫度傳感器19、煙霧傳感器15、撕裂傳感器14、跑偏傳感器13、張力傳感器16和急停傳感器17分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。
[0006]所述智能控制部分11包括電機一 20、電機二 21、張力電機22和隔爆型電磁閥23，所述電機一 20、電機二 21、張力電機22和隔爆型電磁閥23分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。
[0007]所述礦用本安型聲光信號器連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中的安全柵，所述安全柵的非安側通信連接人機界面。
[0008]所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器7的前端面板上設有觀察窗、方向按鈕和功能按鈕，所述方向按鈕包括上、下、左、右方向按扭，所述功能按鈕包括取消、確定功能按扭，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中安裝有以太網(wǎng)交換機，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中設有通信接口。
[0009]所述打印機4連接到電腦上，所述監(jiān)控主機1、備用機2以以太網(wǎng)的方式連接到地面環(huán)網(wǎng)交換機3，所述地面環(huán)網(wǎng)交換機3的光纖端口通過光纜線連接到井下的礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中的交換機光纖端口。
[0010]本實用新型同現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0011](I)采用穩(wěn)定性高、性能高的工控機，且在工控機上運行穩(wěn)定的監(jiān)控軟件，友好的用戶界面，易于用戶的操作和設置；
[0012](2)礦用隔爆兼本安型PLC控制器，內(nèi)置有采用32位微處理器的人機界面，友好的用戶界面，易于操作和設置；
[0013](3)核心控制器件“可編程控制器”為原裝進口，性能穩(wěn)定可靠、品質優(yōu)越；
[0014](4)采用國際先進的半導體全屏蔽隔離技術；
[0015](5)獨特的膠帶機故障自診斷功能，可識別每個故障類型和故障位置；
[0016](6) UPS電源具有獨立的旁路及旁路保護裝置；
[0017](7)具有標準的RS485、以太網(wǎng)通信端口，可直接構成系統(tǒng)，進行遠程信息交換和控制；
[0018](8)具有本質安全型的外部開關量、模擬量信號輸入端口，可以將外部堆煤、溫度、速度、張力等信號傳輸?shù)娇删幊炭刂破?，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能。
[【附圖說明】

]
[0019]圖1是本實用新型的連接框圖；
[0020]圖中:1、監(jiān)控主機2、備用機3、地面環(huán)網(wǎng)交換機4、打印機5、UPS電源6、避雷器7、礦用隔爆兼本安型PLC控制器8、礦用本安型操縱臺9、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱10、數(shù)據(jù)采集部分11、智能控制部分12、堆煤傳感器13、跑偏傳感器14、撕裂傳感器15、煙霧傳感器16、張力傳感器17、急停傳感器18、速度傳感器19、溫度傳感器
20、電機一 21、電機二 22、張力電機23、隔爆型電磁閥。
[【具體實施方式】]
[0021]下面結合附圖對本實用新型作以下進一步說明:
[0022]如附圖1所示，本實用新型包括:地面中心站和井下監(jiān)控設備；地面中心站包括監(jiān)控主機1、備用機2、地面環(huán)網(wǎng)交換機3、打印機4、UPS電源5和避雷器6，避雷器6通過線路連接UPS電源5，監(jiān)控主機1、備用機2、地面環(huán)網(wǎng)交換機3、打印機4均由UPS電源5供電，監(jiān)控主機1、備用機2相互冗余并通過線路連接地面環(huán)網(wǎng)交換機3，當當主機I的監(jiān)控系統(tǒng)運行異常時，備用機2會自動切換成主機運行，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行；井下監(jiān)控設備包括礦用隔爆兼本安型PLC控制器7、礦用本安型操縱臺8、礦用本安型聲光信號器、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱9、數(shù)據(jù)采集部分10和智能控制部分11，礦用隔爆兼本安型PLC控制器7通過光纖通信連接地面環(huán)網(wǎng)交換機3，礦用本安型操縱臺8、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱9、數(shù)據(jù)采集部分10、智能控制部分11分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。
[0023]本實用新型中，數(shù)據(jù)采集部分10包括速度傳感器18、堆煤傳感器12、溫度傳感器19、煙霧傳感器15、撕裂傳感器14、跑偏傳感器13、張力傳感器16和急停傳感器17，速度傳感器18、堆煤傳感器12、溫度傳感器19、煙霧傳感器15、撕裂傳感器14、跑偏傳感器13、張力傳感器16和急停傳感器17分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。智能控制部分11包括電機一 20、電機二 21、張力電機22和隔爆型電磁閥23，電機一 20、電機二
21、張力電機22和隔爆型電磁閥23分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7。礦用本安型聲光信號器連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中的安全柵，安全柵的非安側通信連接人機界面，該礦用本安型聲光信號器可以播報出具體語音故障，能讓維護人員第一時間知道具體故障，提高處理效率。礦用隔爆兼本安型PLC控制器7的前端面板上設有觀察窗、方向按鈕和功能按鈕，方向按鈕包括上、下、左、右方向按扭，功能按鈕包括取消、確定功能按扭，通過觀察窗能夠了解人機界面的運行情況，方向按扭結合功能按扭，能夠實現(xiàn)人機界面的參數(shù)修改，控制膠帶機設備的啟停。礦用隔爆兼本安型PLC控制器中安裝有以太網(wǎng)交換機，用于實現(xiàn)與其它設備間的以太網(wǎng)通信，礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中安裝有以太網(wǎng)交換機，礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中設有通信接口，用于實現(xiàn)與其它設備間的RS485通信。打印機4連接到電腦上，監(jiān)控主機1、備用機2以以太網(wǎng)的方式連接到地面環(huán)網(wǎng)交換機3，地面環(huán)網(wǎng)交換機3的光纖端口通過光纜線連接到井下的礦用隔爆兼本安型PLC控制器7中的交換機光纖端口。
[0024]本實用新型中，地面監(jiān)控中心站有計算機、UPS電源、電源避雷器、KJJ12礦用本安型環(huán)網(wǎng)交換機、打印機。井下設備主要有KXJ127礦用隔爆兼本安型PLC控制器、TH24礦用本安型操縱臺、KXH18礦用本安型聲光信號器、GSG6礦用本質安全型速度傳感器、⑶J30礦用堆煤傳感器、GWH400本質安全型紅外溫度傳感器、GQQ0.1 (D)礦用本質安全型煙霧傳感器、GVD28本安型膠帶縱向撕裂傳感器、GEJ30礦用本質安全型跑偏傳感器、GAD100張力傳感器、KHJ10/18(D)礦用本安型雙向急停開關傳感器、KDW0.15/660礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱、DFB-20-127礦用隔爆型電磁閥等組成。
[0025]地面中心站有兩臺工控機，且安裝有相互冗余的監(jiān)控系統(tǒng)，當主機的監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，備機自動接替主機的工作，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。外部電源AC220V接入避雷器后接入UPS電源，給兩臺工控機、打印機、地面環(huán)網(wǎng)交換機提供電源。打印機連接到一臺電腦上。兩臺工控機以以太網(wǎng)的方式連接到地面環(huán)網(wǎng)交換機。兩臺工控機相互冗余，當主機的監(jiān)控系統(tǒng)運行異常時，備機會自動切換成主機運行，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。
[0026]地面環(huán)網(wǎng)交換機的光纖端口通過光纜線連接到井下的礦用隔爆兼本安型PLC控制器中的交換機光纖端口。礦用隔爆兼本安型PLC控制器中的人機界面、可編程控制器分別以以太網(wǎng)方式連接到其交換機。礦用本安型聲光信號器連接到礦用隔爆兼本安型PLC控制器內(nèi)部的RS485通信安全柵，RS485通信安全柵與人機界面通信。本安型模擬量傳感器連接到礦用隔爆兼本安型PLC控制器內(nèi)部的模擬量安全柵，模擬量安全柵出線端子連接到可編程控制器。本安型開關量傳感器信號，直接接入可編程控制器。
[0027]礦用本安型聲光信號器通過RS485方式接入到礦用隔爆兼本安型PLC控制器中的RS485安全柵，RS485安全柵非安側與人機界面通信。礦用本安型操縱臺開關量輸入直接接入可編程控制器，礦用本安型操縱臺的指示燈連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器的繼電器開關量觸點，其繼電器由可編程控制器的輸出控制。本安型模擬量傳感器接入到礦用隔爆兼本安型PLC控制器的模擬量安全柵，模擬量安全柵非安側接入到可編程控制器。電機內(nèi)置的PTlOO溫度傳感器直接接入可編程控制器的模擬量輸入端口。
[0028]一、本實用新型的外圍接口特性為:
[0029](I)可編程數(shù)字輸入:控制器具有40路本安無源接點型開關量輸入，輸入不大于300 Ω時對應導通，輸入不小于90k Ω時對應截止；
[0030](2)可編程模擬量輸入:本安4?20mA模擬量輸入信號10路，誤差:0.5%，輸入阻抗500Ω。本安鉑電阻輸入6路，輸入100 Ω?175.86Ω，對應0°C?200°C，誤差不大于:2.0% FS(電阻)；
[0031](3)繼電器輸出:控制器具有26路非安繼電器接點輸出:接點容量AC127/1A(阻性負載)，接觸電阻不大于0.5 Ω ；
[0032](4)傳輸接口:半雙工RS485，雙極性。
[0033]二、本實用新型的技術性能特性為:
[0034](I)模擬量輸入傳輸處理誤差不大于1.0%。
[0035](2)系統(tǒng)最大巡檢周期應不大于30s。
[0036](3)系統(tǒng)遠程控制執(zhí)行時間不大于30s，就地控制執(zhí)行時間不大于2s。
[0037](4)調出整幅畫面85%的響應時間應不大于2s，其余畫面應不大于5s。
[0038](5)誤碼率誤碼率應不大于10Λ
[0039](6)從工作主機故障到備用主機投入正常工作應不大于5min。
[0040](7)系統(tǒng)對模擬量統(tǒng)計值記錄、報警查詢報表記錄、操作記錄查詢報表記錄應保存I年以上。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，丟失上述信息的時間長度應不大于5min。
[0041]三、本實用新型的功能特性為:
[0042](I)完善的語音播報警功能:可以播報出具體語音故障，能讓維護人員第一時間知道具體故障，提高處理效率。
[0043](2)數(shù)據(jù)采集功能:系統(tǒng)具有膠帶速度、滾筒溫度、膠帶張力、電機定子溫度、電機軸承溫度等模擬量采集功能。
[0044](3)具備尋址功能:可顯示膠帶機跑偏、沿線拉繩急停等故障的具體位置。
[0045](4)數(shù)據(jù)通信功能:礦用隔爆兼本安型PLC控制器中安裝有以太網(wǎng)交換機，用于實現(xiàn)與其它設備間的以太網(wǎng)通信。礦用隔爆兼本安型PLC控制器中有RS485通信口，用于實現(xiàn)與其它設備間的RS485通信。
[0046]四、關于本實用新型的主電路及控制電路的連接:
[0047](I)主電路的連接:對于地面中心站部分，電源AC 220V接入避雷器后，接入UPS電源。兩臺工控機、打印機、地面環(huán)網(wǎng)交換機用電電源取自UPS電源。對于井下監(jiān)控設備部分，電源AC127V接入礦用隔爆兼本安型PLC控制器和礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱。
[0048](2)控制電路的連接:需使用多芯屏蔽電纜或雙絞線連接控制端子，使用屏蔽電纜時(靠近礦用隔爆兼本安型PLC控制器一端)應連接到礦用隔爆兼本安型PLC控制器的接地端子，布線時控制電纜應遠離主電路和強電線路(包括電源線，電機線，繼電器，接觸器連線等)20cm以上，避免平行走線，建議采用垂直布線，以防止外部干擾引起變頻調速裝置誤動作。
[0049]五、關于本實用新型中人機界面的操作:
[0050]礦用隔爆兼本安型PLC控制器的門蓋上設有“上、下、左、右”四個人機界面方向按鈕，“取消、確認”兩個人機界面功能按扭。按動相應的方向按扭，移動人機界面鼠標至相應的區(qū)域，結合功能按扭，可以修改人機界面的參數(shù)，結合可編程控制器，可以控制膠帶機設備的啟停。
[0051]本實用新型的結構特點為:系統(tǒng)分為地面中心站部分和井下監(jiān)控設備部分。地面中心站部分主要有兩臺工控機(安裝有相互冗余監(jiān)控系統(tǒng)軟件)、打印機、UPS電源、避雷器，井下監(jiān)控設備部分主要有礦用隔爆兼本安型PLC控制器、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱、礦用本安型聲光信號器。
[0052]本實用新型的關鍵技術在于礦用隔爆兼本安型PLC控制器。內(nèi)置有性能穩(wěn)定可靠的可編程控制器，以及國際先進的半導體全屏蔽隔離技術。該產(chǎn)品外形尺寸可為875*637*1000，結構型式為螺栓緊固結構，螺旋式電纜引入裝置為間接引入，有一個設置為方形的觀察窗。
【權利要求】
1.一種煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括地面中心站和井下監(jiān)控設備，所述地面中心站包括監(jiān)控主機(1)、備用機(2)、地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)、打印機(4)、UPS電源(5)和避雷器￠)，所述避雷器(6)通過線路連接UPS電源(5)，所述監(jiān)控主機(I)、備用機(2)、地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)、打印機(4)均由UPS電源(5)供電，所述監(jiān)控主機(1)、備用機(2)相互冗余并通過線路連接地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)，所述井下監(jiān)控設備包括礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)、礦用本安型操縱臺(8)、礦用本安型聲光信號器、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱(9)、數(shù)據(jù)采集部分(10)和智能控制部分(11)，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)通過光纖通信連接地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)，所述礦用本安型操縱臺(8)、礦用隔爆兼本質安全型不間斷電源箱(9)、數(shù)據(jù)采集部分(10)、智能控制部分(11)分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)。2.如權利要求1所述的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集部分(10)包括速度傳感器(18)、堆煤傳感器(12)、溫度傳感器(19)、煙霧傳感器(15)、撕裂傳感器(14)、跑偏傳感器(13)、張力傳感器(16)和急停傳感器(17)，所述速度傳感器(18)、堆煤傳感器(12)、溫度傳感器(19)、煙霧傳感器(15)、撕裂傳感器(14)、跑偏傳感器(13)、張力傳感器(16)和急停傳感器(17)分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)。3.如權利要求1或2所述的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述智能控制部分(11)包括電機一(20)、電機二(21)、張力電機(22)和隔爆型電磁閥(23)，所述電機一(20)、電機二(21)、張力電機(22)和隔爆型電磁閥(23)分別通過線路連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)。4.如權利要求3所述的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述礦用本安型聲光信號器連接礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)中的安全柵，所述安全柵的非安側通信連接人機界面。5.如權利要求4所述的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)的前端面板上設有觀察窗、方向按鈕和功能按鈕，所述方向按鈕包括上、下、左、右方向按扭，所述功能按鈕包括取消、確定功能按扭，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器⑵中安裝有以太網(wǎng)交換機，所述礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)中設有通信接口。6.如權利要求5所述的煤礦膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述打印機(4)連接到電腦上，所述監(jiān)控主機(1)、備用機(2)以以太網(wǎng)的方式連接到地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)，所述地面環(huán)網(wǎng)交換機(3)的光纖端口通過光纜線連接到井下的礦用隔爆兼本安型PLC控制器(7)中的交換機光纖端口。
【文檔編號】B65G43-00GK204297588SQ201420748421
【發(fā)明者】葉忠松 [申請人]電光防爆科技（上海）有限公司