一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，属于矿山机电信息化技术领域，本实用新型专利技术要解决的技术问题为如何能够实现电源电池的放电作业，提高煤矿安全监控系统的安全性和可靠性。技术方案为：其结构包括地面交换机、服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三，所述地面交换机分别连接服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三、且地面交换机使用以太网的协议标准实现与服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三的通讯。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿山机电信息化
，具体地说是一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统。
技术介绍
煤矿安全监测监控系统做为一种煤矿现代化的科学管理手段起到越来越重要的作用，监测用各类传感器采用频率传输，频率信号不得叠加，所以每个传感器都要用一条监控电缆；另外监控分站电源线接在开关进线侧，无法对电源电池进行放电，电池一直处于过充状态，无法进行放电作业。专利号为CN203012468U的专利文献公开了一种基于以太网的嵌入式煤矿井下电力安全监控系统，包括有底面微机管理系统、嵌入式监控分站、智能电力装置，地面微机管理系统包括以太网通信接口、监控主机，监控主机直接与以太网通信接口、CAN通信接口相连；地面微机管理系统的监控主机与嵌入式监控分站之间采用CAN现场总线和以太网两种通讯方式进行通讯，嵌入式监控分站与智能电力装置之间采用RS-485的通讯方式进行通讯。但是该技术方案存在结构复杂、操作不便、成本高等缺点。
技术实现思路
本技术的技术任务是针对以上不足，提供一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，来解决如何能够实现电源电池的放电作业，提高煤矿安全监控系统的安全性和可靠性的问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，包括地面交换机、服务器、工作站、主控机和热备机，还包括监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三，所述地面交换机分别连接服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三、且地面交换机使用以太网的协议标准实现与服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三的通讯；所述监控子系统一包括光纤收发器、地面分站一、环网交换机一、环网交换机二、环网交换机三、通用监控分站一、传感器一和电源箱一，地面交换机连接光纤收发器，地面分站一连接光纤收发器，光线收发器分别通过矿用光缆连接环网交换机一和环网交换机二，环网交换机一和环网交换机二分别连接环网交换机三，环网交换机三通过RS485总线连接通用监控分站一，通用监控分站一分别通过RS485总线连接传感器一和电源箱一；电源箱一包括本安型不间断电源一和继电器一，本安型不间断电源一连接继电器一，继电器一通过RS485总线连接通用监控分站一，通过RS485总线实现电源的可远程管理，进而实现了电源电池的放电，提高了煤矿安全监控系统的安全性和可靠性。作为优选，所述监控子系统二包括避雷器一、避雷器二、避雷器三、地面分站二、通用监控分站二、传感器二和电源箱二，地面交换机通过KJJ14A传输接口连接避雷器一，避雷器一分别连接避雷器二和避雷器三，避雷器二连接地面分站二；避雷器三通过矿用电缆连接通用监控分站二，通用监控分站二分别通过RS485总线连接传感器二和电源箱二；电源箱二包括本安型不间断电源二和继电器二，本安型不间断电源二连接继电器二，继电器二通过RS485总线连接通用监控分站二。作为优选，所述监控子系统三包括数据传输系统、避雷器四、地面分站三、本安型光端机、通用监控分站三、传感器三和电源箱三，地面交换机通过以太网连接数据传输系统，数据传输系统连接避雷器四，避雷器四连接地面分站三；数据传输系统通过矿用光缆连接本安型光端机，本安型光端机连接通用监控分站三，通用监控分站三分别通过RS485总线连接传感器三和电源箱三；电源箱三包括本安型不间断电源三和继电器三，本安型不间断电源三连接继电器三，继电器三通过RS485总线连接通用监控分站三。更优地，所述传感器一连接至通用监控分站一的传感器输入信号接线区或者通用监控分站一的控制输出、馈电输入信号接线区；传感器二连接至通用监控分站二的传感器输入信号接线区或者通用监控分站二的控制输出、馈电输入信号接线区；传感器三连接至通用监控分站三的传感器输入信号接线区或者通用监控分站三的控制输出、馈电输入信号接线区。更优地，所述传感器一通过主传输线连接至通用监控分站一的电源、系统传输信号接线区；传感器二通过主传输线连接至通用监控分站二的电源、系统传输信号接线区；传感器三通过主传输线连接至通用监控分站三的电源、系统传输信号接线区。KJF16B通用监控分站是KJ95N煤矿综合监控系统的重要组成部分，具有数据采集、控制输出、键盘与遥控输入、液晶显示、数据传输的功能。通用监控分站既可用作为系统配套产品，也可用作为独立的风电瓦斯闭锁装置。KJF16B通用监控分站有三个接线区域：（1）、传感器输入信号接线区，位于分站主板左侧8个四联可拔插接线端子，可接入8路频率型或开关型传感器；（2）、控制输出、馈电输入信号接线区，位于分站主板右侧8个四联可拔插接线端子，可以接入8路开关量输出控制信号和8路开关型输入信号；（3）、电源、系统传输信号接线区，位于电路板的下边有1个六联接线端子和2个三联接线端子，其中六联接线端子为分站供电电源端子、三联接线端子为分站与其他设备通讯端子。更优地，所述传感器一、传感器二和传感器三为瓦斯传感器（KGJ16B）、一氧化碳传感器（KGA5）、氧气传感器（KGQ7）、二氧化碳传感器（KGQ9）、风速传感器（GFY15）、温度传感器（KG3007A）、粉尘传感器（GCG1000）、压力传感器（KGY3A）或水位传感器（KGU9）。更优地，所述电源箱一、电源箱二和电源箱三分别还包括隔离变压器、蓄电池、开关、电池管理电路、AC/DC转换器、DC/DC一（直流斩波器）、本安处理电路、数据采集和通信模块和液晶显示器，不同电压等级的交流电源连接隔离变压器的输入端，隔离变压器的输出端连接AC/DC转换器，AC/DC转换器输出稳定的直流电压，该直流电压一路经电池管理电路连接到蓄电池、且蓄电池和电池管理电路之间安装开关，开关的作用是当电源开盖后，将蓄电池和电池管理电路断开；另外三路经DC/DC一和本安处理电路输出稳定的本安型不间断电源、且本安处理电路和电池管理电路均连接数据采集和通信模块，数据采集和通信模块连接液晶显示器；为满足本质安全性能要求，采用双重过流过压保护，使输出满足本安性能要求；当交流电停电时，蓄电池中贮存的电能通过DC/DC和本安处理电路放电，保持稳定的电源输出，实现不间断供电功能；3路本安电源输出的电压和电流、蓄电池工作状态、交流电状态可在液晶显示板上显示，同时通过RS485总线的连接，实现了电源电池的可控远程管理。作为优选，所述环网交换机一、环网交换机二、环网交换机（SICOM3024）三均采用NE-4100T（嵌入式联网模块）工业网络将RS485总线的串口数据转换成以太网数据，实现了RS485总线的串口数据与以太网数据的转换。更优地，所述NE-4100T（嵌入式联网模块）包括电源输入端、电源调整单元、以太网交换机单元、以太网转TTL模块、光耦隔离单元、DC/DC二和RS485驱动单元，电源输入端分别连接一路电源调整单元，一路电源调整单元连接以太网交换机单元，以太网交换机单元连接以太网转TTL模块，以太网交换机单元上设置有以太网光纤和以太网电接口；另一路电源调整单元分别连接DC/DC二和以太网转TTL模块，以太网转TTL模块连接光耦隔离单元，光耦隔离单元连接RS485驱动单元，RS485驱动单元连接DC/DC二，NE-41本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，包括地面交换机、服务器、工作站、主控机和热备机，其特征在于：还包括监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三，所述地面交换机分别连接服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三、且地面交换机使用以太网的协议标准实现与服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三的通讯；所述监控子系统一包括光纤收发器、地面分站一、环网交换机一、环网交换机二、环网交换机三、通用监控分站一、传感器一和电源箱一，地面交换机连接光纤收发器，地面分站一连接光纤收发器，光线收发器分别通过矿用光缆连接环网交换机一和环网交换机二，环网交换机一和环网交换机二分别连接环网交换机三，环网交换机三通过RS485总线连接通用监控分站一，通用监控分站一分别通过RS485总线连接传感器一和电源箱一；电源箱一包括本安型不间断电源一和继电器一，本安型不间断电源一连接继电器一，继电器一通过RS485总线连接通用监控分站一。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，包括地面交换机、服务器、工作站、主控机和热备机，其特征在于：还包括监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三，所述地面交换机分别连接服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三、且地面交换机使用以太网的协议标准实现与服务器、工作站、主控机、热备机、监控子系统一、监控子系统二和监控子系统三的通讯；所述监控子系统一包括光纤收发器、地面分站一、环网交换机一、环网交换机二、环网交换机三、通用监控分站一、传感器一和电源箱一，地面交换机连接光纤收发器，地面分站一连接光纤收发器，光线收发器分别通过矿用光缆连接环网交换机一和环网交换机二，环网交换机一和环网交换机二分别连接环网交换机三，环网交换机三通过RS485总线连接通用监控分站一，通用监控分站一分别通过RS485总线连接传感器一和电源箱一；电源箱一包括本安型不间断电源一和继电器一，本安型不间断电源一连接继电器一，继电器一通过RS485总线连接通用监控分站一。2.根据权利要求1所述的基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，其特征在于：所述监控子系统二包括避雷器一、避雷器二、避雷器三、地面分站二、通用监控分站二、传感器二和电源箱二，地面交换机通过KJJ14A传输接口连接避雷器一，避雷器一分别连接避雷器二和避雷器三，避雷器二连接地面分站二；避雷器三通过矿用电缆连接通用监控分站二，通用监控分站二分别通过RS485总线连接传感器二和电源箱二；电源箱二包括本安型不间断电源二和继电器二，本安型不间断电源二连接继电器二，继电器二通过RS485总线连接通用监控分站二。3.根据权利要求1或2所述的基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，其特征在于：所述监控子系统三包括数据传输系统、避雷器四、地面分站三、本安型光端机、通用监控分站三、传感器三和电源箱三，地面交换机通过以太网连接数据传输系统，数据传输系统连接避雷器四，避雷器四连接地面分站三；数据传输系统通过矿用光缆连接本安型光端机，本安型光端机连接通用监控分站三，通用监控分站三分别通过RS485总线连接传感器三和电源箱三；电源箱三包括本安型不间断电源三和继电器三，本安型不间断电源三连接继电器三，继电器三通过RS485总线连接通用监控分站三。4.根据权利要求3所述的基于以太网平台传输的煤矿安全监控系统，其特征在于：所述传感器一连接至通用监控分站一的传感器输入信号接线区或者通用监控分站一的控制输出、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞银，郝桂明，鹿令才，郝建营，谭坤，
申请(专利权)人：山东金阳矿业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37