CN109507932A - 矿用数据交换机远程监控装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用数据交换机远程监控装置及监控方法，矿用数据交换机远程监控装置包括整流稳压单元、供电切换继电器、充电控制继电器、充电管理模块、后备电池、单片机单元、485信号收发器、三极管Q1、三极管Q2，充电管理模块的型号为CN3718；通过本发明的实施无需派人到井下，无需现场对数据交换机控制操作，减少人员工作量，可以在地面一次对多台多台交换机进行电池维护、控制操作，极大提高工作效率，减少了下井人员数，减少了企业人员成本，远程操作可以设定程序自动运行。

Description

矿用数据交换机远程监控装置及监控方法

技术领域

本发明涉及一种矿用数据交换机远程监控装置及监控方法，属于矿用设备技术领域。

背景技术

随着矿井井下开采范围的不断扩大和延伸，要完成对井下工作状态的监控，需要大量的监控设备，监控设备需要和井上的监控中心进行数据传送，井下数据交换机的使用量越来越大，对数据交换机电源维护工作量也越来越大。使用远程监控方式对数据交换机进行电源管理，对交换机电池进行维护，实现数据交换机电池远程监控，已是大势所趋。远程监控交换机电源、电池，使电池处于最佳工作状态，延长使用寿命，对提高交换机设备可靠性和使用寿命具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿用数据交换机远程监控装置及监控方法，利用数据交换机自身通信线路，按照通信协议传递电池电压、电量等信息，由地面远程下发控制命令，使交换机切换到电池供电状态，并且定时、定期给电池放电，消除电池“记忆效应”，在电池放电末期，对电压进行监控，必要时切换回交流供电，并自动进行电池充电。通过合理维护，使电池保持合格的电池容量，保持最佳工作状态。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种矿用数据交换机远程监控装置，包括整流稳压单元1、供电切换继电器2、充电控制继电器3、充电管理模块4、后备电池5、单片机单元6、485信号收发器7、三极管Q1、三极管Q2，充电管理模块4的型号为CN3718；所述整流稳压单元1输入端接交流电源，所述整流稳压单元1输出端接供电切换继电器2的1号触点，所述供电切换继电器2的3号触点接交换机电源输入端，所述整流稳压单元1输出端依次连接充电控制继电器3的触点、充电管理模块4后接后备电池5，所述整流稳压单元1输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至单片机单元6，所述后备电池5输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5输出端与供电切换继电器2的2号触点相连，所述单片机单元6输出的充电控制信号接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接充电控制继电器3的线圈，所述单片机单元6输出的供电切换信号接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接供电切换继电器2的线圈，所述单片机单元6的串口信号经485信号收发器7隔离、转换为RS485信号，通过485总线网络与地面监控中心通信。

一种矿用数据交换机远程监控装置的监控方法，包括以下步骤：

1)对电池电压进行采集经AD转换并存储；

2)对电池温度进行采集经AD转换并存储；

3)对电池电流进行采集经AD转换并存储；

4)判断交流电源是否正常，如果不正常则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；

5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；

6)判断是否接收到充电指令，如果有充电指令，则开启充电控制继电器开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；

7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；

在上述控制过程中，地面监控中心对后备电池进行监控，如果地面监控中心下发指令，则单片机相应串口中断，进入中断程序，地面监控中心下发指令有三条，分别为：开机启动指令2301、切换到电池供电指令2302、关机指令2303；中断程序依次判断，如果是开机启动指令2301，则向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是切换到电池供电指令2302，则切换到电池供电并向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是关机指令2303，则切换回交流供电，并向地面监控中心发送后备电池状态信息。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述矿用数据交换机远程监控装置，其中单片机单元6使用STC单片机。

前述矿用数据交换机远程监控装置，其中485信号收发器7的型号为ADM2483。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：无需派人到井下，无需现场对数据交换机控制操作，减少人员工作量，可以在地面一次对多台多台交换机进行电池维护、控制操作，极大提高工作效率，减少了下井人员数，减少了企业人员成本，远程操作可以设定程序自动运行。

附图说明

图1是本发明的矿用数据交换机远程监控装置电路结构图；

图2是本发明的单片机程序流程图；

图3是本发明的单片机响应中断流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，矿用数据交换机远程监控装置，包括整流稳压单元1、供电切换继电器2、充电控制继电器3、充电管理模块4、后备电池5、单片机单元6、485信号收发器7、三极管Q1、三极管Q2，充电管理模块4的型号为CN3718；所述整流稳压单元1输入端接交流电源，所述整流稳压单元1输出端接供电切换继电器2的1号触点，所述供电切换继电器2的3号触点接交换机电源输入端，所述整流稳压单元1输出端依次连接充电控制继电器3的触点、充电管理模块4后接后备电池5，所述整流稳压单元1输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至单片机单元6，所述后备电池5输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5输出端与供电切换继电器2的2号触点相连，所述单片机单元6输出的充电控制信号接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接充电控制继电器3的线圈，所述单片机单元6输出的供电切换信号接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接供电切换继电器2的线圈，所述单片机单元6的串口信号经485信号收发器7隔离、转换为RS485信号，通过485总线网络与地面监控中心通信。

上述矿用数据交换机远程监控装置将交流电源经整流稳压单元1整流后，由供电切换继电器2的1、3号触点输送至交换机电源输入端为其供电，如果需要切换为电池供电，则单片机单元6发出信号导通三极管Q1，供电切换继电器2的线圈得电，触点切换为2、3号触点导通，由后备电池给交换机供电。当后备电池需要充电时，由单片机单元6发出信号导通三极管Q2，充电控制继电器3的线圈得电，其触点接通，整流稳压单元1输出直流电源，由充电管理模块4进行充电管理，对后备电池充电。

如2所示，基于本发明的矿用数据交换机远程监控装置的监控方法，包括以下步骤：

1)对电池电压进行采集经AD转换并存储；

2)对电池温度进行采集经AD转换并存储；

3)对电池电流进行采集经AD转换并存储；

4)判断交流电源是否正常，如果不正常则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；

5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；

6)判断是否接收到充电指令，如果有充电指令，则开启充电控制继电器开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；

7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；

在上述控制过程中，地面监控中心对后备电池进行监控，如图3所示，如果地面监控中心下发指令，则单片机相应串口中断，进入中断程序，地面监控中心下发指令有三条，分别为：开机启动指令2301、切换到电池供电指令2302、关机指令2303；中断程序依次判断，如果是开机启动指令2301，则向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是切换到电池供电指令2302，则切换到电池供电并向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是关机指令2303，则切换回交流供电，并向地面监控中心发送后备电池状态信息。

由于镍镉、镍氢电池有不同程度“容量记忆效应”，影响电池的使用寿命和供电质量，为了消除“容量记忆效应”，需要对电池定期进行放电，通过关闭交流电源，切换至电池供电，由电池向矿用交换机供电，执行放电过程，然后再采用脉冲充电方式对电池充电，消除电池“容量记忆效应”，延长电池的使用寿命。在关机前，切换回交流供电模式，以备再次开机时，处于交流供电，保证交换机正常工作。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种矿用数据交换机远程监控装置，其特征在于，包括整流稳压单元、供电切换继电器、充电控制继电器、充电管理模块、后备电池、单片机单元、485信号收发器、三极管Q1、三极管Q2，充电管理模块的型号为CN3718；所述整流稳压单元输入端接交流电源，所述整流稳压单元输出端接供电切换继电器的1号触点，所述供电切换继电器的3号触点接交换机电源输入端，所述整流稳压单元输出端依次连接充电控制继电器的触点、充电管理模块后接后备电池，所述整流稳压单元输出端与单片机单元相连，为单片机单元供电，所述后备电池的电压、电流、温度信号输送至单片机单元，所述后备电池输出端与单片机单元相连，为单片机单元供电，所述后备电池输出端与供电切换继电器的2号触点相连，所述单片机单元输出的充电控制信号接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接充电控制继电器的线圈，所述单片机单元输出的供电切换信号接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接供电切换继电器的线圈，所述单片机单元的串口信号经485信号收发器隔离、转换为RS485信号，通过485总线网络与地面监控中心通信。

2.如权利要求1所述的矿用数据交换机远程监控装置，其特征在于，所述单片机单元使用STC单片机。

3.如权利要求1所述的矿用数据交换机远程监控装置，其特征在于，所述485信号收发器的型号为ADM2483。

4.一种如权利要求1所述的矿用数据交换机远程监控装置的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对电池电压进行采集经AD转换并存储；

2)对电池温度进行采集经AD转换并存储；

3)对电池电流进行采集经AD转换并存储；

4)判断交流电源是否正常，如果不正常则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；

5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；

6)判断是否接收到充电指令，如果有充电指令，则开启充电控制继电器开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；

7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；

在上述控制过程中，地面监控中心对后备电池进行监控，如果地面监控中心下发指令，则单片机相应串口中断，进入中断程序，地面监控中心下发指令有三条，分别为：开机启动指令2301、切换到电池供电指令2302、关机指令2303；中断程序依次判断，如果是开机启动指令2301，则向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是切换到电池供电指令2302，则切换到电池供电并向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是关机指令2303，则切换回交流供电，并向地面监控中心发送后备电池状态信息。