CN102701034A - 矿井箕斗安全装载监控系统 - Google Patents

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CN102701034A CN2011100833238A CN201110083323A CN102701034A CN 102701034 A CN102701034 A CN 102701034A CN 2011100833238 A CN2011100833238 A CN 2011100833238A CN 201110083323 A CN201110083323 A CN 201110083323A CN 102701034 A CN102701034 A CN 102701034A
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袁小平
陆斌
刘洁云
邓恒淹
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Abstract

本发明涉及一种矿井箕斗安全装载监控系统，包括数据采集系统、数据发送系统、数据接收系统和上位机监控系统。数据采集系统用于实时采集钢丝绳受力状态信息，然后将采集到的信息数据传输给数据发送系统，数据发送系统对数据进行处理、编码后将数据发送。数据接收系统用于对接收到的数据进行解码，再将解码后的数据进行相关处理后传给上位机监控系统。本发明具有功能强、功耗低、可靠性高、生产成本低的特点。

Description

矿井箕斗安全装载监控系统
技术领域
本发明涉及矿山提升机领域，具体涉及一种矿井箕斗安全装载监控系统
背景技术
提升机是煤矿生产的重要运输设备，它的安全、可靠运行直接影响着煤矿的安全正常生产，一旦提升机出现故障，矿井即处于停产待工状态。长期以来我国对矿井箕斗钢丝绳的检测多采取静态法，因为此法的局限性限制的人们对事故的提前预测性，并没有真正的在检测中发挥很大的作用，经常作为辅助手段来使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿井箕斗安全装载监控系统，此系统能够准确得了解矿井箕斗的工作状态，可以预报过载、卡罐、送绳等运行故障，必要时可制动矿井箕斗的提升，预防恶性事故的发生，同时根据检测到的数据也可以对矿井箕斗的维修提供参考的数据，因此对矿井箕斗钢丝绳受力情况的动态监控具有十分重要的意义。
本发明采用的技术方案是：一种矿井箕斗安全装载监控系统，包括数据采集系统、数据发送系统、数据接收系统和上位机监控系统，数据采集系统用于实时采集箕斗钢丝绳受力状态信息，然后将采集到的信息数据传输给数据发送系统，数据发送系统对数据进行处理、编码后将数据发送，数据接收系统用于对接收到的数据进行解码，再将解码后的数据进行相关的处理，上位机监控系统用于对钢丝绳状态信息监控、参数设定、故障报警等。
上述的矿井箕斗安全装载监控系统，其中所述的数据采集系统包括压力传感器及其接口电路、电桥、放大滤波器和AD模数转换电路，压力传感器及其接口电路将检测到的箕斗钢丝绳受力信号输入电桥，信号经过电桥后输入放大滤波器进行信号放大，经过放大后的模拟信号由AD模数转换电路转换成数字信号输出。
上述的矿井箕斗安全装载监控系统，其中所述的数据发送系统包括电源电路、数据存储器、微控制器、看门狗电路、调制模块以及无线发射模块，微控制器对由AD模数转换电路输出的数字信号进行处理后传给调制模块，由调制模块对处理后的信号进行编码，编码后的信号通过无线发射模块发送出去。微控制器通过对数据发送系统传输的信号进行分析处理，得到箕斗提升容器的装载重量和钢丝绳受力情况，与设定值进行对比，发出相对应控制信号，如装载重量超过预先设定值，则输出警报信号。系统中为存储检测到的数据，并且保证在系统工作停止前将需要记录的数据存储，需要在微控制器的IO口外接数据存储器进行存储空间扩展。由于数据发送系统随箕斗一起在矿井中做上下运动，无法实现工频供电，电源电路采取可充电电池供电。看门狗电路与微控制器的IO口相连接，主要用途是当程序运行出现死循环或者跑飞时进行复位操作，使程序重新进入正常运行顺序。
上述的矿井箕斗安全装载监控系统，其中所述的数据接收系统包括电源电路、微控制器、看门狗电路、解调模块以及无线接收模块，无线接收模块将接收到的信号传给解调模块，经解调后的信号传给微控制器，微控制器通过对解调后的信号进行分析处理后传给上位机监控系统。看门狗电路与微控制器的IO口相连接，用途和数据发送系统中的看门狗电路相同。电源采用220V转5V的电源适配器。
上述的矿井箕斗安全装载监控系统，其中所述的上位机监控系统包括一台PC电脑和RS-232接口模块，RS232接口模块分别与PC电脑和数据接收系统的微控制器相连接，数据接收系统将数据通过RS-232标准电平变换后传给PC电脑，这样PC电脑上就可以实时显示箕斗提升容器装载重量、声光报警信息，同时也可以对系统的参数进行设定修改，还可以记录、查询历史数据。
本发明的积极效果在于：该系统抗于扰能力强、灵敏度与工作精度高、功耗小，提高了提升机运行的可靠性与安全性，保障煤矿企业安全、连续的生产，避免恶性事故的发生。
附图说明
图1：本发明矿井箕斗安全装载监控系统的示意图；
图2：本发明矿井箕斗安全装载监控系统的数据采集系统和发送系统的电路原理图；
图3：本发明矿井箕斗安全装载监控系统的数据接收系统的电路原理图。
具体实施方式
系统的示意图如图1所示，本系统功能强、功耗低、可靠性高、生产成本低，本系统具有良好的硬件屏蔽干扰和软件看门狗定时复位能力以保证系统的运行稳定性和抗干扰能性，系统充分利用高级语言的优势，提供了友好的人机交互方式。整个矿井箕斗安全装载监控系统包括数据采集系统、数据发送系统、数据接收系统和上位机监控系统数据采集系统用于实时采集钢丝绳受力状态信息，然后将采集到的信息数据传输给数据发送系统，数据发送系统对数据进行处理、编码后将数据发送，数据接收系统用于对接收到的数据进行解码，再将解码后的数据进行相关的处理，上位机监控系统用于对钢丝绳状态信息监控、参数设定、故障报警等。
如图1所示，数据采集系统和数据发送系统安装在矿井箕斗的顶部。如图2所示，数据采集系统包括压力传感器及其接口电路、电桥、放大滤波器、AD模数转换电路，数据发送系统包括电源电路、数据存储器、微控制器、看门狗电路、调制模块以及无线发射模块，压力传感器及其接口电路将检测到的钢丝绳受力信号输入电桥，信号经过电桥后输入放大滤波器进行信号放大，经过放大后的模拟信号由AD模数转换电路转换成数字信号输出，微控制器对由AD模数转换电路输出的数字信号进行处理后传给调制模块，由调制模块对处理后的信号进行编码，编码后的信号通过无线发射模块发送出去。微控制器通过对数据发送系统传输的信号进行分析处理，得到箕斗提升容器的装载重量和钢丝绳受力情况，与设定值进行对比，发出相对应控制信号，如装载重量超过预先设定值，则输出警报信号。由于数据发送系统随箕斗一起在矿井中做上下运动，无法实现工频供电，电源电路采取可充电电池供电。系统中为存储检测到的数据，并且保证在系统工作停止前将需要记录的数据存储，需要在微控制器的IO口外接数据存储器进行存储空间扩展。看门狗电路与微控制器的IO口相连接，主要用途是当程序运行出现死循环或者跑飞时进行复位操作，使程序重新进入正常运行顺序。
如图1所示，数据接收系统和上位机监控系统安装在地面监控中心。如图3所示，数据接收系统包括电源电路、微控制器、看门狗电路、解调模块以及无线接收模块，无线接收模块将接收到的信号传给解调模块，经解调后的信号传给微控制器，微控制器通过对解调后的信号进行分析处理后传给上位机监控系统。看门狗电路与微控制器的IO口相连接，用途和数据发送系统中的看门狗电路相同。电源采用220V转5V的电源适配器。
上位机监控系统包括一台PC电脑和RS-232接口模块，PC电脑具有强大的数据处理功能，很容易实现对数据的计算、处理、显示和通讯功能，它有2个采用RS-232串行通信标准接口COM1、COM2，很容易实现数据的传输。根据系统的要求，上位机具有以下功能：(1)人机界面功能：上位机的界面能够随时提供钢丝绳检测到的数据和参数修改窗口以及报警显示功能；(2)通讯功能：上位机能够实时的和数据接收系统进行数据传输，采集钢丝绳受力动态信号的信息；(3)历史数据查询功能：可以随时查找以前的报警信息，作为参考。

Claims (5)

1.一种矿井箕斗安全装载监控系统，包括数据采集系统、数据发送系统、数据接收系统和上位机监控系统，数据采集系统用于实时采集箕斗钢丝绳受力状态信息，然后将采集到的信息数据传输给数据发送系统，数据发送系统对数据进行处理、编码后将数据发送，数据接收系统用于对接收到的数据进行解码，再将解码后的数据进行相关的处理，上位机监控系统用于对钢丝绳状态信息监控、参数设定、故障报警等。
2.根据权利要求1所述的矿井箕斗安全装载监控系统，其特征在于：所述的数据采集系统包括压力传感器及其接口电路、电桥、放大滤波器、AD模数转换电路，压力传感器及其接口电路将检测到的箕斗钢丝绳受力信号输入电桥，信号经过电桥后输入放大滤波器进行信号放大，经过放大后的模拟信号由AD模数转换电路转换成数字信号输出。
3.根据权利要求1所述的矿井箕斗安全装载监控系统，其特征在于：所述的数据发送系统包括电源电路、数据存储器、微控制器、看门狗电路、调制模块以及无线发射模块，微控制器对由AD模数转换电路输出的数字信号进行处理后传给调制模块，由调制模块对处理后的信号进行编码，编码后的信号通过无线发射模块发送出去，数据存储器和看门狗电路与微控制器的IO口相连接，电源为可充电电池。
4.根据权利要求1所述的矿井箕斗安全装载监控系统，其特征在于：所述的数据接收系统包括电源电路、微控制器、看门狗电路、解调模块以及无线接收模块，无线接收模块将接收到的信号传给解调模块，经解调后的信号传给微控制器，微控制器通过对解调后的信号进行分析处理后在上位机上显示，看门狗电路与微控制器的IO口相连接，电源采用220V转5V的电源适配器。
5.根据权利要求1所述的矿井箕斗安全装载监控系统，其特征在于：所述的上位机监控系统包括一台PC电脑和RS-232接口模块，RS232接口模块分别与PC电脑和数据接收系统的微控制器相连接。
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