一种现场总线矿山测控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种现场总线矿山测控系统，包括环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、井下通信联络系统和监控终端。本系统基于工业现场总线技术，通过一根普通矿用通讯电缆，快速低成本实现系统互联和多种自动化系统应用，实现了多个系统的现场层级的数据融合。采用全数字式现场设备，本地采样，编码传输，具容错机制，抗干扰能力强。系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿山安全控制
，具体涉及一种现场总线矿山测控系统。
技术介绍
地下矿山的生产系统分为地下系统和地面系统两部分。地下系统以矿块为中心，包括由各种井巷、嗣室、管道、线路和装备组成的矿井运输、提升、通风、排水、充填、供水、供电、压气输送等系统，以及井底车场、地下破碎铜室、井下矿仓、井下炸药库等。近年来，各种矿难事故频发，每年仍然有相当数量的矿工因此而失去生命，而缺乏必要的安全防护是造成矿难事故的重要原因。为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）精神，进一步提高金属非金属地下矿山安全生产保障能力，国家安全监管总局组织制定了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》，要求地下矿山企业按本规定要求期限安装使用安全避险“六大系统”，并加强日常管理和维护，确保各系统正常运行。当前国内矿山监测监控系统结构为：主站+分站+模拟传感器结构，采用模拟传感器带来的问题是信号抗干扰能力低；主站+分站结构导致通讯效率低，实时性差，并且不具容错与故障节点自隔离功能，网络可靠性较差；系统扩展性差、维护成本高；单独分站节点系统独立，容易造成信息孤岛现象，影响指挥系统的决策。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种现场总线矿山测控系统，通过一根普通矿用通讯电缆，快速低成本实现系统互联和多种自动化系统应用，并实现了多个系统的现场层级的数据融合。为实现上述目的，本专利技术的一个实施例所采取的技术方案是：包括环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、井下通信联络系统和监控终端。本专利技术的现场总线矿山测控系统产生的有益效果为：1.基于工业现场总线技术，通过一根普通矿用通讯电缆，快速低成本实现系统互联和多种自动化系统应用，实现了多个系统的现场层级的数据融合。2.采用全数字式现场设备，本地采样，编码传输，具容错机制，抗干扰能力强。3.系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。附图说明图1所示为本专利技术的一种现场总线矿山测控系统的一个实施例的结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1：参考图1，现场总线矿山测控系统可以包括环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、井下通信联络系统和监控终端。分布式总线不但具有多主并发与实时性高的特点，还具有容错与故障节点自隔离功能，网络可靠性更高。系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。所有的现场设备都是统一总线接口，可以混合挂接。通过这种分布式工业现场总线的应用，一条总线，把监测监控、人员定位、无线对讲、无线的传感网络、包括自动控制系统等全部纳入整个系统统一的范围当中。系统中各网络控制设备具有多主并发、对等高速率通信的功能，可实现井下危险区域异地快速响应控制、异构系统数据的传输和共享。多媒体交换机加上新型的分布式总线设计，不但可以融合多个矿山应用系统，而且设备数量和线缆数量大大减少，建设成本低，运行和维护成本也低。实施例2：实施例1中的安全监测监控系统包括接入分布式总线上的多个环境空气监测传感器，环境空气监测传感器可以包括风速传感器、甲烷传感器、开停传感器和负压传感器，风速传感器、甲烷传感器、开停传感器和负压传感器均为数字式传感器。可以实现本地采样，编码传输，具容错机制，抗干扰能力强。实施例3：实施例1中的人员定位系统可以包括接入分布式总线上的有线电话系统、视频监控、广播对讲终端和无线网关。实施例4：实施例1中的压风自救系统可以包括接入分布式总线上的多个压风机监控，压风机监控连接主扇监控。实施例5：实施例1中的供水施救系统可以包括接入分布式总线上的井下变电所综保系统、真空泵、阀门和水泵。实施例6：实施例1中的监控终端设有监测监控软件，用于显示监控当前井下各传感器状态，并在通讯异常或数值超限时进行声光报警。还可以具有查询和报表打印等功能。监测监控软件采用三层架构体系。数据采集与分析、存储、应用表示三部分既相对独立又是有机融合。从而使整个系统某部分更改不影响全局，使系统的安装、发布、使用、升级变得相对简单和容易。系统的开发遵循通用的国际和国家行业标准，数据存储采用标准的结构，从而与第三方系统的集成非常容易，不会存在信息孤岛。监测监控软件包括数据采集分析服务程序和客户端程序。数据采集分析服务程序是一个介于系统硬件和上层软件之间持续运行的程序，其不断地与分站进行通讯，获取各分站、子站、卡片的动态信息，进行计算处理，并存贮相应的实时数据。数据采集分析服务同时也是一个Socket服务器，其允许多个主站程序并发连入，实时访问当前整个系统的诸如人员总数、井下人员列表等信息。前置机在处理实时数据时，同时监测各种可能的异常变化(如井下员工总数超限、通讯异常等)，当检测到异常时，会自动存贮到数据库，向各个连入的主站实时发送警告或消息通知。客户端程序完成所有的查询，统计，分析功能。客户端与前置机和数据进行连接，可以在局域网中任何一台机机器上进行授权访问。人员定位管理系统需由矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源、总线网关、矿用本安型读卡子站、标识卡、数据库服务器和监测工作站组成。人员定位管理系统需由矿用隔爆兼本质安全型直流稳压电源、总线网关、矿用本安型读卡子站、标识卡、数据库服务器和监测工作站组成。每个井下人员和重要的设备都佩戴一个标识卡，在井下每隔一定的距离安装矿用本安型读卡子站。标识卡进入读卡子站网络范围内时，其将发送代表身份特征的射频信号，读卡子站接收到射频信号之后，将该信号传输至总线网关，继而传向数据库服务器，服务器对接收到的数据进行分析处理，并且将相应的信息状态保存到服务器中，进而系统用户能在监测工作站上实时监测井下人员和设备所在的位置，对人员活动轨迹、读卡子站的工作状态、和工作区域异常报警等的实时再现，并且提供相应的查询、统计、打印输出等操作。人员定位管理系统设有矿山人员管理系统软件，包括数据采集分析服务程序和客户端程序部分，数据采集分析服务程序称为前置机程序，前置机程序部分不停的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场总线矿山测控系统，其特征在于：包括环状光纤以太网，所述环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；所述交换机连接分布式总线，所述分布式总线上接入安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、井下通信联络系统和监控终端。

【技术特征摘要】
1.一种现场总线矿山测控系统，其特征在于：包括环状光纤以太网，所述环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；所述交换机连接分布式总线，所述分布式总线上接入安全监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、井下通信联络系统和监控终端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述安全监测监控系统包括接入分布式总线上的多个环境空气监测传感器，所述环境空气监测传感器均为数字式传感器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述人员定位系统包括接入分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，
申请(专利权)人：成都金自天正智能控制有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51