一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置，包括：分别与MCU单元连接的信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元和供电单元；MCU单元生成监控传感器数字信号，通过信号发生单元输出至与数字信号对应的煤矿安全监控系统的不同类型监控设备；精密时间间隔测量单元启动计时，统计从每一监控设备接收数字信号，至相应监控设备通过信号接收单元向MCU单元传输反馈信号的时间间隔；供电单元用于向MCU单元、信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元供电；还包括按键单元，按键单元连接MCU单元，用于人工输入设置。本实用新型专利技术能够准确、快捷，测试方便、简单的对监控设备的断电时间进行测试，提高测试的重复性和准确率。试的重复性和准确率。试的重复性和准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置


[0001]本技术涉及断电检测
，尤其涉及一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置。

技术介绍

[0002]断电时间是指煤矿安全监控系统中甲烷传感器监测到的甲烷浓度达到断电值时刻开始，到断电机构执行断电时刻结束所经历的时间。AQ 6201
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2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》第4.7.5条明确规定“控制时间应不大于系统最大巡检周期(系统最大巡检周期应不大于30s)。异地控制时间应不大于2倍的系统最大巡检周期。甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2s”，明确规定了需要同时测试甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间。
[0003]在MT/T1005
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2006《矿用分站》标准出台以前，各分站生产厂家的产品其容量多为可以接入8路模拟量、八路开关量和输出八路断电控制的设计。但是，在模拟量采集处理上，均以单片机的一个计数器进行顺序采集八个数据通道，每个数据通道采集1s的方式实现。但这种情况导致了一个结果：假设分站只能单元程序运行到第二通道数据采集开始，而此时，第一通道数据已经达到或者超过断电值，而分站只能单元仍要顺序循环采集第二到第八通道的数据，直到顺序循环至第一通道时才对第一通道数据进行采集。因此，采集八路数据理论上来说需要8s的时间，如果再考虑到其它程序运行的时间，采集时间将远大于 8s。
[0004]为了满足AQ 6201
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2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》第4.7.5条规定“甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2s”的要求，各大厂家提出了不同的解决方案，其中，可行的解决方法如下：
[0005](1)缩短采样时间的方法
[0006]在不改变原来分站硬件结构的基础上，通过软件改变每次采样时间来实现数据采集的方法。比如，同样是采集八路通道数据，原来采集一路通道数据需要1s，现在则改为采集 1路通道数据需要125ms，这样采集8路数据只需1s即可，如果考虑到其它程序的运行时间，亦可按照最坏情况酌情减少1路通道数据的采集时间，可以实现新标准2s断电的规定。
[0007](2)拓展计数器的方法
[0008]鉴于单片机的计数器少(51系列单片机只有3个)，拓展两个计数器，再利用单机自身的2个计数器，正好实现了8路通道频率模拟量数据的采集。
[0009](3)3个CPU的方法
[0010]采用3个CPU，类似于1个CPU扩展两片计数器，只是通讯方式不一样。1个是采用并行通信，1个是采用串行通信，或者是三线SPI方式通信。这3个CPU中，1个是主机，另外2个是从机，主机主要有3个功能，第一个功能是利用自身的2个计数器采集2路模拟量信号；第二个功能是通过中断方式分别控制2个从机，并接收2个从机采集的数据；第三个功能是对实时数据的采集，并在主机对其触发时，进入中断处理程序
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即向主机发送数据程序。
[0011]经过长时间的发展，上述三种采集方法渐渐显现出了其弊端。对于拓展技术器的
方法而言，存在精度不高、没有软件滤波功能、干扰信号无法排除而造成的可靠性差的问题；对于3个CPU的方法而言存在硬件复杂、成本高且采集过程CPU程序一直运行，且不能受到中断等外部因素打扰，一旦打扰，这次采集必须作废的缺陷。因此，传统的频率信号数据采集方式已经不适用于分站的信号采集。

技术实现思路

[0012]本技术提供一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置，旨在准确、快捷，测试方便、简单的对监控设备的断电时间进行测试，提高测试的重复性和准确率。
[0013]为此，本技术的第一个目的在于提出一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置，包括：分别与MCU单元连接的信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元和供电单元；
[0014]其中，所述MCU单元生成监控传感器数字信号，通过所述信号发生单元输出至与所述数字信号对应的煤矿安全监控系统的不同类型监控设备；所述精密时间间隔测量单元启动计时，统计从每一所述监控设备接收数字信号，至相应所述监控设备通过信号接收单元向 MCU单元传输反馈信号的时间间隔；所述供电单元用于向MCU单元、信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元供电。
[0015]其中，MCU单元采用高速ARM处理器STM32107VC，外部配接高速总线接受缓存、总线驱动器，接口保护电路；
[0016]其中，外部总线CAN总线接口，采用周立功的CTM8251驱动器，用于将CAN控制器逻辑电平转换为CAN总线的差动电平的功能，CTM8251具有对CAN控制器与CAN 总线之间的隔离作用此款驱动器采用全灌封工艺，内部集成CAN
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bus所必须的收发电路，完全电气隔离电路，CTM8251是用于CAN控制器与CAN总线之间的接口芯片，完全符合ISO 11898标准；支持标准波特率5kbps—1Mbps。
[0017]其中，信号发生模块将MCU单元生成的数字信号直接处理、合成，转换为虚拟的监控系统数据，按照信号制式，选择总线通道，依据测试指令按照一定的时间间隔发出。
[0018]其中，外部RS485驱动器采用采用周立功的RSM485系列隔离收发器模块，集成电源隔离、电气隔离、RS
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485接口芯片和总线保护器件于一身，模块采用灌封工艺，具有很好的隔离特性，隔离电压高达2500VDC；支持标准波特率1200bps—38400bps。
[0019]其中，MCU单元用于处理并储存从应用界面输入的设备运行参数，经过内部转换、处理形成模拟的监控报警数据，将其转换成监控设备闭锁的触发信号；在动态调整不确定度之后，开始精密计时，保证各总线接口与外部监控设备输出信号端之间同频同步；当系统或元件出现故障，或是设备负载电流有大的偏差时，系统要及时报警而不是机械停止；由此，可以稳妥地保证补偿系统的可靠性及可行性。
[0020]其中，煤矿安全监控系统的不同类型监控设备在发出巡检指令至所述MCU单元，采集所述MCU单元发出的数字信号，通过电平同步的方式，使监控设备在发出巡检指令后，改变控制管脚的电平状态；采集到电平变化后开始以一定的时间间隔发出监控数据，作为反馈信号发送至MCU单元，以起到模拟传感器报警的实际测试效果。
[0021]其中，信号接收单元通过抗混叠滤波器滤除信号中奈奎斯特曲线以上的频率成分，使采样满足采样定理。
[0022]其中，还包括显示单元，显示单元连接MCU单元，用于进行数据显示。
[0023]其中，还包括按键单元，按键单元连接MCU单元，用于人工输入设置。
[0024]区别于现有技术，本技术提供的数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置，通过预先设定的通讯参数和通讯制式，自动生成模拟的监测数据，并按标准协议发送至被测试系统，协助被测设备完成检验，无需被测厂家透漏通讯协议，同时，也避免检测人员做二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字化煤矿安全监控系统断电时间检测装置，其特征在于，包括：分别与MCU单元连接的信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元和供电单元；其中，所述MCU单元生成监控传感器数字信号，通过所述信号发生单元输出至与所述数字信号对应的煤矿安全监控系统的不同类型监控设备；所述精密时间间隔测量单元启动计时，统计从每一所述监控设备接收数字信号，至相应所述监控设备通过信号接收单元向MCU单元传输反馈信号的时间间隔；所述供电单元用于向MCU单元、信号发生单元、信号接收单元、精密时间间隔测量单元供电；还包括按键单元，按键单元连接MCU单元，用于人工输入设置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛中华，戴峻，魏峰，
申请(专利权)人：煤科北京检测技术有限公司，
类型：新型
国别省市：