一种基于矿井提升系统的监测装置制造方法及图纸

一种基于矿井提升系统的监测装置，它包括设于井口地面机房内相互连接的交换机与中央监测系统，以及分别与交换机连接并相互传输数据信号的制动信号采集处理系统、编码电缆信号处理系统、动力信号采集处理系统和设于天轮工作平台上的天轮信号采集处理系统；设置于罐笼上的罐笼信号采集处理系统经耦合天线和垂直设置于井筒壁上的编码电缆与编码电缆信号处理系统实现数据信号的传输；它能够实现对矿井提升系统状态信息的实时收集、处理、预警和对矿井提升系统状态进行集中的、立体的、形象直观的三维动态可视化监测；并且整体结构简单，安装和操作方便，有效保障提升系统的安全运行，提高了生产效率；它广泛适用于各种矿井提升系统配套使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于矿井提升系统的监测装置。
技术介绍
矿井提升系统是矿井用于运输人员与物料的重大设备，其安全与高效运行是矿井安全生产的重要一环，它主要由罐笼、提升钢丝绳、提升机、天轮、井架、动力装置、电气设备等组成；但是矿井提升设备庞大复杂，运转时间长可能造成薄弱部位出现一些故障，例如天轮轴承失效、制动装置磨损等，针对这些薄弱部位进行实时监测，及早发现隐患，对保证矿井提升安全运行具有重要意义。但是现有的矿井提升系统状态监测主要采用机械式标示或指示、数码显示和电脑二维图形显示，提升控制系统布置了少量关键的状态传感器，能够收集、处理并判断系统运行状态，给出状态指示，如深度指示，过卷报警等；但其直观性和可视化先天不足，无法集中地、立体的、可视化的展示状态信息。
技术实现思路
针对上述情况，本技术目的在于提供一种基于矿井提升系统的监测装置，它能够实现对矿井提升系统状态信息的实时收集、处理、预警和对矿井提升系统状态进行集中的、立体的、形象直观的三维动态可视化监测；并且整体结构简单，安装和操作方便，易于普及推广使用。为实现上述任务，一种基于矿井提升系统的监测装置，它包括设置于井口地面机房内相互连接的交换机与中央监测系统，以及分别与交换机连接并相互传输数据信号的天轮信号采集处理系统、制动信号采集处理系统、编码电缆信号处理系统和动力信号采集处理系统；设置于罐笼上的罐笼信号采集处理系统经耦合天线和垂直设置于井筒壁上的编码电缆与编码电缆信号处理系统实现数据信号的传输，所述天轮信号采集处理系统设置于井架上方的天轮工作平台上。为实现本技术结构、效果优化，其进一步的措施:所述耦合天线与编码电缆之间经感应无线技术能产生谐振耦合磁场并用于编码电缆信号处理系统与罐笼信号采集处理系统之间的数据信号传输。所述制动信号采集处理系统包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的输入输出点数扩展模块、传感器供电模块、信号调理模块和设置于制动系统上的位移传感器、压力传感器、温度传感器和振动传感器；所述制动信号采集处理系统用于对制动系统的闸瓦偏摆、闸瓦磨损、闸瓦温度检测以及液压系统的油温、液压系统工作时的振动检测与处理，并经以太网交换机传输数据信号给中央监测系统。所述动力信号采集处理系统包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的输入输出点数扩展模块、传感器供电模块、信号调理模块和设置于动力系统上的加速度传感器、旋转编码器、光电传感器、振动传感器、电流传感器和温度传感器；所述动力信号采集处理系统用于对动力系统主轴加速度和旋转角速度的检测，减速器的振动检测和温度检测，电机的过流负载检测、电机工作时的振动检测和温度检测与处理，并经以太网交换机传输数据信号给中央监测系统。所述天轮信号采集处理系统包括DSP+FPGA处理器以及分别与DSP+FPGA处理器连接的信号调理模块和设置于天轮上的温度传感器、压力传感器；所述天轮信号采集处理系统用于对天轮的温度和压力检测，天轮轴承座的温度和压力检测，天轮调节油缸的温度和压力检测与处理，并经以太网交换机传输数据信号给中央监测系统。所述罐笼信号采集处理系统包括DSP+FPGA处理器以及分别与DSP+FPGA处理器连接的信号调理模块和设置在用于连接罐笼与提升钢丝绳的液压调绳器上的温度传感器与压力传感器，以及位于罐笼内部的航姿仪和罐笼侧壁的耦合天线；所述罐笼信号采集处理系统用于对罐笼上液压调绳器的油压、油温的检测，罐笼的加速度和三维姿态检测与处理，所述罐笼信号采集处理系统采集的信号经耦合天线电磁谐振耦合到编码电缆，从而传输到编码电缆信号处理系统中，并经以太网交换机传输数据信号给中央监测系统。所述中央监测系统包括工控机以及分别与工控机连接的工业显示屏、有线无线网络模块和打印机，所述中央监测系统用于接收交换机所传输的数据信号对矿井提升系统进行三维建模和可视化全状态信息监测。所述中央监测系统的操作软件包括系统管理模块、参数管理模块、建模与渲染模块、故障诊断模块、状态评估模块、通信模块、软件升级模块和系统数据库。本技术一种基于矿井提升系统的监测装置，它包括设置于井口地面机房内相互连接的交换机与中央监测系统，以及分别与交换机连接并相互传输数据信号的天轮信号采集处理系统、制动信号采集处理系统、编码电缆信号处理系统和动力信号采集处理系统；设置于罐笼上的罐笼信号采集处理系统经耦合天线和垂直设置于井筒壁上的编码电缆与编码电缆信号处理系统实现数据信号的传输，所述天轮信号采集处理系统设置于井架上方的天轮工作平台上的技术方案；它能够实现对矿井提升系统状态信息的实时收集、处理、预警和对矿井提升系统状态进行集中的、立体的、形象直观的三维动态可视化监测；并且整体结构简单，安装和操作方便，系统性能稳定，易于普及推广使用。本技术相比现有技术所产生的有益效果:1、本技术采用DSP+FPGA处理器进行信号的采集处理，对数字信号的控制和处理能力强，并有利于实现功能的模块化，提高了系统运行的可靠性；I1、本技术采用以太网交换机实现中央监测系统与各信号采集处理系统之间的数据信号传输，可保障各系统间进行无冲突地传输数据，并且数据容量大，数据传输速率快；II1、本技术采用耦合天线与编码电缆之间经感应无线技术产生谐振耦合磁场用于数据信号传输，实现了生产过程的全自动化，能克服有线通信和无线通信的缺陷，并且抗干扰能力强，能适用恶劣的工作环境；IV、本技术能够实现对矿井提升系统状态信息的实时收集、处理、预警和对矿井提升系统状态进行集中的、立体的、形象直观的三维动态可视化监测；并且整体结构简单，安装和操作方便，有效保障提升系统的安全运行，提高了生产效率，市场前景广阔，便于推广使用。本技术广泛适用于各种矿井提升系统运行监测配套使用。下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步说明。【附图说明】构成本申请一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的整体结构连接关系图。图3为本技术的中央监测系统硬件结构示意图。图4为本技术的中央监测系统软件操作示意图。图中:1_天轮信号采集处理系统，2-制动信号采集处理系统，3-交换机，4-中央监测系统，5-罐笼信号采集处理系统，6-编码电缆，7-编码电缆信号处理系统，8-动力信号采集处理系统，9-耦合天线，10-天轮，11-井口地面，12-罐笼，13-谐振耦合磁场。【具体实施方式】参照附图，本技术是这样实现的:一种基于矿井提升系统的监测装置，它包括设置于井口地面11机房内相互连接的交换机3和中央监测系统4，以及分别与交换机3连接并相互传输数据信号的天轮信号采集处理系统1、制动信号采集处理系统2、编码电缆信号处理系统7和动力信号采集处理系统8 ;设置于罐笼上的罐笼信号采集处理系统5经耦合天线9和垂直设置于井筒壁上的编码电缆6与编码电缆信号处理系统7实现数据信号的传输，所述天轮信号采集处理系统I设置于井架上方的天轮10工作平台上。如图1所示，本技术的耦合天线9与编码电缆6之间经感应无线技术能产生谐振耦合磁场13并用于编码电缆信号处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矿井提升系统的监测装置，其特征在于包括设置于井口地面(11)机房内相互连接的交换机(3)与中央监测系统(4)，以及分别与交换机(3)连接并相互传输数据信号的天轮信号采集处理系统(1)、制动信号采集处理系统(2)、编码电缆信号处理系统(7)和动力信号采集处理系统(8)；设置于罐笼上的罐笼信号采集处理系统(5)经耦合天线(9)和垂直设置于井筒壁上的编码电缆(6)与编码电缆信号处理系统(7)实现数据信号的传输，所述天轮信号采集处理系统(1)设置于井架上方的的天轮(10)工作平台上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建平，刘溯奇，薛少华，王亚非，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43