CN202133898U - 矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控*** - Google Patents

矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控*** Download PDF

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葛学海
谢凡
***
许乐
张广超
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  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

一种矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，主要由地面计算机网络、井下中心站、井下分站、组合开关组成。组合开关所在的工作面监测层将工作面各种设备的运行参数等信息传送给分站所在的工作面数据交换层，经过分析、处理，打包传递给位于井上的地面监测层，此时再由地面监测层将工作面数据交换层中的数据进行解析并保存到数据库中，再经由进一步分析处理。本专利涉及的矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，为地面和井下的生产、管理人员提供实时的工作面生产及安全信息，有力地指导了煤矿的现代化综采工作面的安全生产和管理，既提高了采煤工作面的产量和工效，又确保了矿井的安全生产。

Description

矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***
(一)技术领域
本实用新型专利涉及一种矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***。 
(二)背景技术
采煤工作面是矿井生产的第一线。随着高效高产工作面的不断涌现，矿井的生产工作面越来越少，这就要求负担生产的工作面必须保证连续的稳产高产，而采煤工作面又存在生产环境恶劣，工作地点偏远，设备环节复杂等固有条件，使得区矿级管理人员的生产调度指挥比较困难(有时难以获得现场的第一资料)，设备故障，顶板事故时常发生，影响生产。因此需要采取有效的措施，对综采工作面的设备工况，液压支架的支护状况进行连续监测，及时发现设备隐患，随时监控现场操作情况。本专利涉及的矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，有效地解决了这一问题。 
(三)发明内容
本实用新型的目的在于提供一种矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，克服现有技术的缺点。该矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，为地面和井下的生产、管理人员提供实时的工作面生产及安全信息，有力地指导了煤矿的现代化综采工作面的安全生产和管理，既提高了采煤工作面的产量和工效，又确保了矿井的安全生产。 
其具体技术方案是：矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，由地面计算机网络、井下中心站、井下分站、组合开关组成，其特征在于：所述的地面计算机网络包括计算机终端、交换机和人机界面，所述的地面计算机网络通过光纤与所述的井下中心站连接，所述的井下中心站将所述的井下分站传送的各项数据汇总，所述的井下分站通过RJ45通讯接口与所述的组合开关连接，所述的组合开关监测、控制工作面各种电机运行参数，进行逻辑 控制和电机保护。 
前述的井下分站与组合开关间采用MODBUS RTU和MODBUS TCP/IP通讯协议，通过RJ45通讯接口进行通信。 
另外，前述的井下中心站通过光纤将采集到的各项数据传送给地面计算机网络，地面计算机网络采用工控机，24h不间断工作，将数据进行解析并存储到数据库中，再进行分析处理。 
为便于理解上述方案，现对方案中***的一些结构作如下说明： 
该矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***分为三层，由下至上分别为由组合开关构成的工作面监测层，分站所在的工作面数据交换层和位于井上的地面监测层。工作面监测层，上接分站，下接工作面设备，该层主要用来监测、控制工作面各种电机运行参数、逻辑控制、电机保护等功能。工作面数据交换层和工作面监测层之间采用RJ45通讯接口，通讯协议采用MODBUS RTU协议和MODBUS TCP/IP协议。工作面数据交换层的功能是将工作面监测层的数据进行分析、处理并打包传递给上层。 
井下中心站的作用是将各井下分站所采集的数据集中起来打包后传输至地面监测层，同时对数据进行工程量计算并根据测点的坐标位置以直观的图形方式将监测结果在井下中心站的屏幕上显示出来。井下分站完成对各个传感器的自动巡回检查并把监测结果通过RS-485送到井下中心站。分站与中心站通过RS-485进行通信。RS-485是RS-422的变型，RS-485为半双工，当用于多站互连时，可节省信号线，便于高速远距离传送。RS-485通信协议是双向、平衡传输线标准。它支持多点连接，允许创建多达256个节点的网络。RS-485标准支持半双工通信，即只需要两根线就可同时进行数据的发送和接收，***成本低，线路简单。 
井下中心站通过光纤将采集到的分站各项数据传送给地面监测层，采用光纤传输的优点有：频带宽，损耗低，重量轻，抗干扰能力强，保真度高，工作性能可靠，成本低。交换机、人机界面、计算机终端构成了地面监测层，该层负责将工作面数据交换层中的数据进行解析，存储到数据库中并利用组态软件进行分析。地面计算机采用工控机，24小时不间断工作。计算机软件***可通过通信接口与井下通信分站相连接，井下通信分站的数据可实时传送至计算机中；可记录、存储各个水平测点的所有参数，打印报表；测量数据还可送入局域网，实 现数据共享，同时也便于专家对矿井安全状况进行远程诊断。 
特别地，组合开关动力回路采用模块化概念设计，一个回路一个模块，模块内部集成了各控制回路的主要电气元件；如工作回路因故障停机，可通过更换备用回路模块在最短的时间内恢复供电，以保证设备正常运转；模块化的设计真正实现了各回路间的互换互备，极大方便了电气设备的维护、检修。模块通过外部隔离手柄可方便接入主回路或退出主回路，安装机械联锁(闭锁、解锁)装置，保证模块先分闸后退出，防止带负荷插拔模块。模块内部选用瑞士Escap电机带动机构实现换相，替换了以往的隔离换相开关或双接触器电气换相方式，大大减小了体积，同时也方便技术人员的使用。实现了只需一个手指就能轻松完成开关的任何操作，内设可靠的电气及程序双互锁功能，彻底杜绝换相过程中合闸或合闸状态下换相。模块内置微机保护装置选用国际品牌原装进口电子元器件，器件高可靠性确保保护动作命令准确快速，运行稳定可靠。当多个回路处于逻辑工作模式下，保护方式合理、完善，更换逻辑工作方式快速、简便，并且可根据现场使用情况自由设定各回路的工作模式。 
各回路工作模式与工作方式根据现场需要可任意设定，任意组合。进、出主电缆连接采用隔爆型高压电缆快速连接器(可选用压盘式接入方式)，可以方便快速地更换进、出线回路电缆；输出回路电缆的快速连接方式与控制回路模块间的互换互备，确保组合开关某回路如遇特殊故障不能及时处理，但不影响正常使用。 
(四)附图说明
本实用新型的实例结合附图加以说名。 
图1为该矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***的网络结构图。 
图2为组合开关工作面控制***图。 
(五)具体实施方式
本实用新型的实例结合附图加以详细说明。 
如图1所示，为矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***的网络结构图。该***分为三层，分别为由组合开关构成的工作面监测层，分站所在的工作面数据交换层和位于井 上的地面监测层。1、2、3为矿用隔爆兼本质安全型组合开关，为工作面监测层，上接分站，下接工作面设备，该层主要用来监测、控制工作面各种电机运行参数、逻辑控制、电机保护等功能。4、5、6为分站，是工作面数据交换层，它和工作面监测层之间采用RJ45通讯接口，通讯协议采用MODBUS RTU协议和MODBUS TCP/IP协议。工作面数据交换层的功能是将工作面监测层的数据进行分析、处理并打包传递给上层。 
井下中心站7的作用是在井下将各井下分站所采集的数据集中起来打包后传输至地面监测层，同时对数据进行工程量计算并根据测点的坐标位置以直观的图形方式将监测结果在井下中心站的屏幕上显示出来。井下分站完成对各个传感器的自动巡回检查并把监测结果通过RS-485送到井下中心站。井下中心站通过光纤将采集到的分站各项数据传送给地面监测层。交换机8、人机界面9、计算机终端10、11构成了地面监测层，该层负责将工作面数据交换层中的数据进行解析，存储到数据库中，利用组态软件进行分析。地面计算机采用工控机，24小时不间断工作。计算机软件***可通过通信接口与井下通信分站相连接，井下通信分站的数据可实时传送至计算机中；可记录、存储各个水平测点的所有参数，打印报表；测量数据还可送入局域网，实现数据共享，同时也便于专家对矿井安全状况进行远程诊断。另外，地面监测层还负责向井下中心站配置参数，不断巡检井下中心站并完成井下监督监测数据的接收、存盘、图形显示分析、输出等处理工作。 
如图2所示，为组合开关工作面控制***图。1为移动变电站，2为组合开关，3为采煤机，4为刮板运输机，5为转载机，6为破碎机，7为泵站。组合开关可对采区的多台电机、单机双速电机、双机双速电机等电气设备的顺序起动、正转、反转、停止及双速切换进行控制，并能对电动机及供电线路进行保护。 
本实用新型提供一种矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，使得综采工作面的安全生产有了技术的保障，极大地提高了采煤工作面的产量和工效，确保了矿井的安全生产。 

Claims (3)

1.一种矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，由地面计算机网络、井下中心站、井下分站、组合开关组成，其特征在于：所述的地面计算机网络包括计算机终端、交换机和人机界面，所述的地面计算机网络通过光纤与所述的井下中心站连接，所述的井下中心站将所述的井下分站传送的各项数据汇总，所述的井下分站通过RJ45通讯接口与所述的组合开关连接，所述的组合开关监测、控制工作面各种电机运行参数，进行逻辑控制和电机保护。
2.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，其特征在于：所述的井下分站与所述的组合开关间采用MODBUS RTU和MODBUS TCP/IP通讯协议，通过RJ45通讯接口进行通信。
3.如权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型组合开关的综合监控***，其特征在于：所述的井下中心站通过光纤将采集到的各项数据传送给所述的地面计算机网络，所述的地面计算机网络采用工控机，24h不间断工作，将数据进行解析并存储到数据库中，再进行分析处理。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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