矿用工作面及皮带运输监控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种矿用工作面及皮带运输监控系统，包括地面工控机、井下集控中心、矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置及交换机，所述井下集控中心与地面工控机相连，所述矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置分别通过交换机与井下集控中心相连。该矿用工作面及皮带运输监控系统可以对皮带运输系统进行全面的监控，实现无人操作，定时巡检，可以实现皮带机动态调速和节能。可以节省大量的井下工作人员，节省大量电力。

Monitoring and Control System for Mine Face and Belt Transportation

The invention relates to a monitoring and control system for mining face and belt conveyor, which comprises a ground industrial control computer, a downhole centralized control center, a communication control device for mining face, a protection device for mining belt conveyor and a switch. The downhole centralized control center is connected with a ground industrial control computer, and the communication control device for mining face and the protection device for mining belt conveyor are respectively connected with a well through a switch. The lower centralized control center is connected. The mine working face and belt conveyance monitoring system can monitor the belt conveyance system comprehensively, realize unmanned operation, regular patrol inspection, realize dynamic speed regulation and energy saving of belt conveyor. It can save a lot of underground workers and a lot of electricity.

【技术实现步骤摘要】
矿用工作面及皮带运输监控系统
：本专利技术涉及煤矿安全
，尤其涉及一种矿用工作面及皮带运输监控系统。
技术介绍
：煤矿综采工作面刮板运输机、转载机、破碎机、液压泵站和皮带运输是煤矿主要的生产、运输设备。目前，带式输送机和工作面设备主要采用人工就地操作，电控装置保护，设备孤立运行、可靠性低、故障排查困难，没有形成系统的自动化控制。随着变频技术的日益成熟，越来越多的皮带开始采用变频器拖动。由于无法正确的检测皮带上的煤量的大小，目前变频皮带一般采用全速运行，变频器的节能功能没有完全发挥出来。矿用工作面及皮带运输监控系统可以实现煤炭开采、运输的全局自动化控制，自动调速，视频监控和语音对讲，系统属于煤矿涉及安全与生产系统，是煤矿减人增效的关键系统，市场前景广阔。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种矿用工作面及皮带运输监控系统，实现煤炭生产、运输的全局监控，实现无人值守，有人巡视，操作与控制在地面计算机进行。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种矿用工作面及皮带运输监控系统，包括地面工控机、井下集控中心、矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置及交换机，所述井下集控中心与地面工控机相连，所述矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置分别通过交换机与井下集控中心相连。具体地，所述矿用工作面通信控制装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型料流传感器、隔爆摄像机，以及相关隔爆电源、隔爆显示器、隔爆计算机等。在本专利技术中，所述矿用带式输送机保护装置包括顺槽皮带保护装置、大巷皮带保护装置及主井皮带保护装置。具体地，所述矿用带式输送机保护装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型速度传感器、矿用本安型料流传感器、矿用本安型烟雾传感器、矿用本安型堆煤传感器、矿用隔爆电磁阀、矿用本安型纵撕传感器、隔爆摄像机，以及相关隔爆电源、隔爆显示器、隔爆计算机等。本专利技术设计了特殊的矿用本安型扩音电话，所述矿用本安型扩音电话包括外部电源输入模块、限流充电电路模块、稳压模块、充电切换模块、电池模块及单片机模块，所述外部电源输入模块与限流充电电路模块电连接，所述限流充电电路模块通过稳压模块与电池模块电连接，所述单片机模块与电池模块电连接，单片机模块通过充电切换模块与限流充电电路模块电连接。本专利技术设计了特殊的矿用本安型无线遥控器，包括键盘复用开机模块、键盘复用关机模块、电池模块、电源通断电路模块、稳压模块及单片机模块，所述键盘复用开机模块、电池模块及单片机模块分别与电源通断电路模块电连接，所述电源通断电路模块通过稳压模块与单片机模块电连接，所述键盘复用关机模块与单片机模块电连接。在本专利技术一较佳实施例中，所述矿用工作面及皮带运输监控系统还包括皮带和工作面自动调速系统，所述皮带和工作面自动调速系统分别与矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置相连，皮带和工作面自动调速系统包括调速控制器、与调速控制器相连的若干主控机及与主控机相连的煤流量监测装置。作为优选，所述煤流量监测装置包括料流处理器及与料流处理器相连的激光成像传感器、矿用本安型速度/位移传感器。由于煤矿现场环境恶劣，电磁环境复杂，为了保证通信系统的可靠性，本专利技术采用冗余异构总线通信，包括CAN总线和LIN总线通信信号。本专利技术矿用工作面及皮带运输监控系统的有益效果是：1、系统实现煤炭生产、运输的全局监控，实现无人值守，有人巡视，操作与控制在地面计算机进行；2、可以自动检测工作面及每条皮带上的物料分布情况，自动控制皮带的启停和运行速度实现顺煤流启动，顺煤流停车和根据煤量自动调节皮带、运输机的速度，节省大量电力，降低皮带机的磨损；3、皮带沿线设备配置无线遥控接收模块，无线遥控器可以在皮带沿线控制设备的启停、查看皮带机的运行状态和数据；4、系统采用冗余异构现场总线技术，保证通信的可靠性和实时性；5、系统采用自诊断技术，可以检查沿线设备的运行状态并对沿线电源进行管理；6、系统具备远程语音对讲功能。附图说明：图1为本专利技术的矿用工作面及皮带运输监控系统的结构示意图；图2为本专利技术的矿用工作面及皮带运输监控系统的布局图；图3为本专利技术的矿用带式输送机保护装置的结构示意图；图4为本专利技术的矿用带式输送机保护装置的布局图；图5为本专利技术的矿用工作面通信控制装置的结构示意图；图6为本专利技术的矿用本安型扩音电话的结构示意图；图7为本专利技术的矿用本安型扩音电话的电路原理图；图8为本专利技术的矿用本安型扩音电话的电池监测模块的电路原理图；图9为本专利技术的矿用本安型无线遥控器的电源控制电路的结构示意图；图10为本专利技术的矿用本安型无线遥控器的电源控制电路的电路原理图；图11为本专利技术的矿用本安型无线遥控器的电源控制电路的电池监测模块的电路原理图；图12为本专利技术的皮带和工作面自动调速系统的布局图；图13为本专利技术的激光成像传感器的原理图；图14为本专利技术的皮带自动调速流程图；图15为本专利技术的通信方式的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。如图1所示，一种矿用工作面及皮带运输监控系统，包括地面工控机、井下集控中心、矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置及交换机，所述井下集控中心与地面工控机相连，所述矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置分别通过交换机与井下集控中心相连，所述矿用带式输送机保护装置包括顺槽皮带保护装置、大巷皮带保护装置及主井皮带保护装置，其中还包括传输光缆、防爆摄像机、防爆计算机、防爆显示器等。其系统布局如图2所示，矿用工作面通信控制装置与交换机之间采用光纤连接，以太网传输，隔爆摄像机之间采用光纤级联传输，隔爆摄像机可以根据现场情况接入井下隔爆交换机或主机。在井下可以设置隔爆计算机，隔爆计算机可以对井下的工作面和皮带进行操控和视频监控、语音通话。地面调度室内安装有工控机和视频服务器，可以在调度室操控皮带和工作面，可以查看任意一台摄像机，并对井下电话进行语音通话。如图3所示，所述矿用带式输送机保护装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型速度传感器、矿用本安型料流传感器、矿用本安型烟雾传感器、矿用本安型堆煤传感器、矿用隔爆电磁阀、矿用本安型纵撕传感器、隔爆摄像机，以及相关隔爆电源、隔爆显示器、隔爆计算机等。其布局如图4所示，矿用本安型可编程控制器安装在隔爆兼本安型电源箱内，矿用本安型扩音电话通过锁开关相连，并与带式输送机上的跑偏开关相连。各矿用本安型传感器设置有带式输送机周围，用于感应带式输送机的各项运作状况。同样的，如图5所示，所述矿用工作面通信控制装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型料流传感器、隔爆摄像机，以及相关隔爆电源、隔爆显示器、隔爆计算机等。其中，上述矿用本安型扩音电话如图6所示，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：包括地面工控机、井下集控中心、矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置及交换机，所述井下集控中心与地面工控机相连，所述矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置分别通过交换机与井下集控中心相连。

【技术特征摘要】
1.一种矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：包括地面工控机、井下集控中心、矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置及交换机，所述井下集控中心与地面工控机相连，所述矿用工作面通信控制装置、矿用带式输送机保护装置分别通过交换机与井下集控中心相连。2.根据权利要求1所述的矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：所述矿用工作面通信控制装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型料流传感器、隔爆摄像机。3.根据权利要求1所述的矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：所述矿用带式输送机保护装置包括顺槽皮带保护装置、大巷皮带保护装置及主井皮带保护装置。4.根据权利要求3所述的矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：所述矿用带式输送机保护装置包括矿用本安型可编程控制器及与矿用本安型可编程控制器相连的矿用本安型扩音电话、矿用本安急停闭锁、矿用本安型无线遥控器、矿用本安型速度传感器、矿用本安型料流传感器、矿用本安型烟雾传感器、矿用本安型堆煤传感器、矿用隔爆电磁阀、矿用本安型纵撕传感器、隔爆摄像机。5.根据权利要求2或4所述的矿用工作面及皮带运输监控系统，其特征在于：所述矿用本安型扩音电话包括外部电源输入模块、限流充电电路模块、稳压模块、充电切换模块、电池模块及单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春树，周文俊，曲磬，吴伟军，
申请(专利权)人：常州三恒自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32