CN109975635B - 一种甲烷电闭锁功能测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种甲烷电闭锁功能测试方法及系统，在对甲烷电闭锁功能进行测试时，首先判断甲烷传感器是否为标校状态；若该甲烷传感器为标校状态时，且检测与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态处于断电状态，则进行报警提醒相关测试人员停止测试，保证了现场测试人员能够一直在设备开关处于通电的状态下进行现场测试，避免发生安全隐患。

Description

一种甲烷电闭锁功能测试方法及系统

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，特别涉及一种甲烷电闭锁功能测试方法及系统。

背景技术

为防止发生瓦斯事故，保障矿井安全生产，煤矿生产过程中必须设置瓦斯电闭锁和风电电闭锁，用于在瓦斯超限时断开掘进巷道内或采煤工作面全部非本质安全型电气设备。例如，授权公告号为CN204357487U的中国实用新型专利文件，该专利文件公开了一种矿井风电及瓦斯电闭锁控制系统，该系统包括监控分站、与监控分站连接的真空馈电开关、瓦斯传感器和断路器等，以在瓦斯超限时断开区域内的与该瓦斯传感器关联控制的全部非本质安全型电气设备的电源，实现瓦斯电闭锁。

为进一步保证煤矿安全，需要对瓦斯电闭锁功能进行测试，瓦斯气体成分中，甲烷的含量占据最多，所以，主要是对甲烷电闭锁功能进行测试，一般甲烷电闭锁功能的测试方法是：在甲烷传感器关联控制的设备开关有电的情况下，对甲烷传感器通入高于断电浓度的甲烷气体，然后观察设备开关的有电无电情况，如果设备开关无电证明甲烷电闭锁功能正常，否则证明甲烷电闭锁功能异常，需要排除故障。在煤矿现场实际工作中同一台甲烷传感器关联控制的设备开关可能分布在距离较远的多个位置，需要通过电话联系、现场查看等方式确认设备开关是否处于有电状态，确认过程比较麻烦，对于已经确认处于有电状态的设备开关在进行甲烷电闭锁功能测试时也可能转化到无电状态，导致无法进行有效测试，并会造成现场测试人员可能在设备开关处于无电状态的情况下违规作业进行测试，导致存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲烷电闭锁功能测试方法，用于解决目前甲烷电闭锁功能测试时无法保证与甲烷传感器相关的设备开关均处于通电状态，导致甲烷电闭锁功能测试无效产生存在安全隐患的问题；同时还提供了一种甲烷电闭锁功能测试系统，用于实时提醒告知后台工作人员设备开关的状态，以避免发生安全隐患；同时还提供了一种甲烷电闭锁功能测试系统，用于实时提醒告知井下现场工作人员设备开关的状态，以避免发生安全隐患。

为实现上述目的，本发明提供了一种甲烷电闭锁功能测试方法，该方法包括以下步骤：

1)在对甲烷电闭锁功能进行测试时，判断甲烷传感器是否为标校状态；

2)当存在甲烷传感器为标校状态时，检测与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，判断是否存在有设备开关处于断电状态，若存在，则进行报警提醒。

有益效果：在对甲烷电闭锁功能进行测试时，当检测到与甲烷传感器关联控制的设备开关处于断电状态时，进行报警提醒相关测试人员停止测试，保证了现场测试人员能够一直在设备开关处于通电的状态下进行现场测试，避免发生安全隐患，提高了甲烷电闭锁功能测试的有效性及煤矿安全生产性能。

为了进一步方便工作人员得知哪些设备开关处于断电状态并作出相应的处理，所述步骤2)中，若存在有设备开关处于断电状态时，还将处于断电状态的设备开关进行显示。

为了进一步方便工作人员得知所有设备开关的状态，还需对与处于标校状态的甲烷传感器关联控制的设备开关的状态进行显示。

本发明还提供了一种甲烷电闭锁功能测试系统，该测试系统包括甲烷传感器、断电馈电器、监控分站和上位机，断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同，各断电馈电器分别用于设置在与甲烷传感器关联控制的各设备开关处，监控分站分别与上位机、甲烷传感器和断电馈电器连接，所述甲烷传感器用于在进入标校状态时将自身的标校状态信号通过监控分站发送给上位机，上位机根据甲烷传感器与设备开关的关联性，通过监控分站获取相应断电馈电器检测到的设备开关的状态，当在有设备开关处于断电状态时，上位机进行报警提醒。

有益效果：在对甲烷电闭锁功能进行测试时，当上位机确定与甲烷传感器关联控制的设备开关处于断电状态时，报警提醒后台工作人员，后台工作人员将设备开关的状态信息通知给井下现场测试人员，使井下现场测试人员停止测试，保证了井下现场测试人员能够一直在设备开关处于通电的状态下进行现场测试，避免发生安全隐患，提高了甲烷电闭锁功能测试的有效性及煤矿安全生产性能。

为了进一步方便后台工作人员得知哪些设备开关处于断电状态并作出相应的处理，所述上位机还对处于断电状态的设备开关进行显示。

为了进一步方便后台工作人员得知所有设备开关的状态，所述上位机还对设备开关的状态进行显示。

本发明还提供了一种甲烷电闭锁功能测试系统，该测试系统包括甲烷传感器、断电馈电器和监控分站，断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同，各断电馈电器分别用于设置在与甲烷传感器关联控制的各设备开关处，监控分站分别与甲烷传感器和断电馈电器连接，所述甲烷传感器用于在进入标校状态时将自身的标校状态信号发送给监控分站，所述监控分站根据收到的甲烷传感器发送的标校状态信号，获取断电馈电器检测到的与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，并将各设备开关的状态发送给甲烷传感器，由该甲烷传感器对各设备开关的状态进行显示。

有益效果：监控分站实时获取与甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，并将各设备开关的状态发送给甲烷传感器进行显示，使井下现场工作人员及时得知设备开关是处于通电状态还是断电状态。进一步使井下现场测试人员在设备开关均处于通电的状态下对甲烷闭锁功能进行测试，避免发生安全隐患，提高了甲烷电闭锁功能测试的有效性及煤矿安全生产性能。

进一步地，为了能够显示所有设备开关的状态，所述甲烷传感器采用轮巡的方式实现对设备开关的状态进行显示。

附图说明

图1为本发明的实施例1的甲烷电闭锁功能测试系统的结构图；

图2为本发明的实施例2的甲烷电闭锁功能测试系统的结构图；

图3为本发明的甲烷电闭锁功能测试方法的流程图；

图4为本发明的与甲烷传感器关联控制的设备开关的状态检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本发明在对甲烷电闭锁功能进行测试时，首先判断甲烷传感器是否为标校状态；若该甲烷传感器为标校状态，且检测与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态处于断电状态，则进行报警，提醒相关测试人员停止测试，保证了现场测试人员能够一直在设备开关处于通电的状态下进行现场测试，避免发生安全隐患。通过报警的方式告知测试人员设备开关的通电状态、断电状态，不用再现场确认设备开关的通电状态、断电状态，降低了测试人员工作量，提高了工作效率。

测试系统实施例1：

本发明的一种甲烷电闭锁功能测试系统，如图1所示，该测试系统包括第一监控分站、第二监控分站及上位机，第一监控分站和第二监控分站均通过井下环网系统与上位机连接，第一监控分站对应连接第一甲烷传感器，与第一甲烷传感器关联控制的设备开关包括第一设备开关和第二设备开关，第一监控分站还连接有第一断电馈电器和第二断电馈电器，第一断电馈电器用于对应设置在与第一甲烷传感器关联控制的第一设备开关处，第二断电馈电器用于对应设置在与第一甲烷传感器关联控制的第二设备开关处，且第一断电馈电器与第一甲烷传感器关联控制的第一设备开关连接，第二断电馈电器与第一甲烷传感器关联控制的第二设备开关连接。

同理，第二监控分站对应连接第二甲烷传感器，与第二甲烷传感器关联控制的设备开关包括第三设备开关和第四设备开关，第二监控分站还连接有第三断电馈电器和第四断电馈电器，第三断电馈电器用于对应设置在与第二甲烷传感器关联控制的第三设备开关处，第四断电馈电器用于对应设置在与第二甲烷传感器关联控制的第四设备开关处，且第三断电馈电器与第二甲烷传感器关联控制的第三设备开关连接，第四断电馈电器与第二甲烷传感器关联控制的第四设备开关连接。本实施例的甲烷电闭锁功能测试系统包括两个监控分站，作为其他实施方式，还可以设置更多数量的监控分站，但监控分站需要与上位机连接，设备开关的数量可以根据井下现场的空间大小及井下现场中的供电设备适应的增加，相应的，每个监控分站对应连接的断电馈电器的数量也要适应增加，但是需保证断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同。

如图3所示，下面以第一甲烷传感器为例说明甲烷电闭锁功能的测试流程：

1、第一甲烷传感器进入标校状态时，通过第一监控分站和井下环网系统向上位机发送标校状态信号。

2、上位机接收第一甲烷传感器发送的标校状态信号，根据第一甲烷传感器与第一断电馈电器、第二断电馈电器的关联定义，获取第一断电馈电器检测到的第一设备开关的状态与第二断电馈电器检测到的第二设备开关的状态，其中，第一设备开关、第二设备开关与第一甲烷传感器均是关联控制关系。第一甲烷传感器与第一断电馈电器、第二断电馈电器的关联定义来自于第一监控分站自身的定义信息或者上位机发送给第一监控分站的定义信息。

3、若上位机检测到第一设备开关或第二设备开关均处于断电状态，或者其中一个设备开关处于断电状态时，进行报警提醒，若检测到第一设备开关和第二设备开关均处于通电状态，则不报警。

为了方便后台工作人员查看设备开关的状态，上位机还对处于断电状态的设备开关进行显示，也对处于通电状态的设备开关进行显示，即当第一设备开关处于断电状态、第二设备开关处于通电状态时，上位机上显示第一设备开关处于断电状态、第二设备开关处于通电状态；当第二设备开关处于断电状态、第一设备开关处于通电状态时，上位机上显示第二设备开关处于断电状态，第一设备开关处于通电状态；当第一设备开关和第二设备开关均处于断电状态时，上位机上显示第一设备开关和第二设备开关处于断电状态；当第一设备开关和第二设备开关均处于通电状态时，上位机上显示第一设备开关和第二设备开关处于通电状态，断电状态和通电状态分别用不同的标记进行表示，如第一设备开关的通电状态用b1ON表示，第二设备开关的断电状态用b2OFF表示。

若以第二甲烷传感器为例说明甲烷电闭锁功能的测试流程，其测试流程与上述流程是一样的，在这里就不再赘述。

测试系统实施例2：

本发明还提供了一种甲烷电闭锁功能测试系统，如图2所示，该测试系统包括第一监控分站、第二监控分站，第一监控分站和第二监控分站均连接到井下环网系统，第一监控分站对应连接第一甲烷传感器，第一监控分站还连接有第一断电馈电器和第二断电馈电器，第一断电馈电器用于对应设置在与第一甲烷传感器关联控制的第一设备开关处，第二断电馈电器用于对应设置在与第一甲烷传感器关联控制的第二设备开关处，且第一断电馈电器连接与第一甲烷传感器关联控制的第一设备开关，第二断电馈电器连接与第一甲烷传感器关联控制的第二设备开关。

同理，第二监控分站对应连接第二甲烷传感器，第二监控分站还连接有第三断电馈电器和第四断电馈电器，第三断电馈电器用于对应设置在与第二甲烷传感器关联控制的第三设备开关处，第四断电馈电器用于对应设置在与第二甲烷传感器关联控制的第四设备开关处，且第三断电馈电器连接与第二甲烷传感器关联控制的第三设备开关，第四断电馈电器连接与第二甲烷传感器关联控制的第四设备开关。本实施例的甲烷电闭锁功能测试系统包括两个监控分站，作为其他实施方式，还可以设置更多数量的监控分站，设备开关的数量可以根据井下现场的空间大小及井下现场中的供电设备适应的增加，相应的，每个监控分站对应连接的断电馈电器的数量也要适应增加，但是需保证断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同。

本实施例的断电馈电器的型号为KDG1140，其全称为矿用隔爆兼本安型断电馈电器。断电馈电器与监控分站相互配合完成安全监控系统的断电闭锁功能的测试，实现本地与异地自动断电/复电控制、故障闭锁控制等，只有正确的接线方式才能保证设备实现可靠的控制与检测，避免因接线错误而导致设备故障。应避免一台断电馈电器控制多个设备开关，一旦出现串联或并联控制设备开关可能会出现断电不彻底，达不到区域断电效果，所以应保证一台断电馈电器控制一个设备开关。

如图3和图4所示，下面以第一甲烷传感器为例说明甲烷电闭锁功能的测试流程：

1、第一甲烷传感器进入标校状态时，向第一监控分站发送标校状态信号。

2、第一监控分站接收第一甲烷传感器发送的标校状态信号，根据第一甲烷传感器与第一断电馈电器、第二断电馈电器的关联定义，获取第一断电馈电器检测到的第一设备开关的状态与第二断电馈电器检测到的第二设备开关的状态，其中，第一设备开关、第二设备开关与第一甲烷传感器均是关联控制关系。第一甲烷传感器与第一断电馈电器、第二断电馈电器的关联定义来自于第一监控分站自身的定义信息。

3、第一监控分站将第一设备开关的状态和第一设备开关的状态发送给第一甲烷传感器，甲烷传感器上设置有显示甲烷浓度的显示器，所以甲烷传感器上的显示器也可就近显示第一设备开关或第二设备开关的状态，方便井下现场工作人员及时得知设备开关是处于通电状态还是断电状态，若井下现场工作人员得知设备开关处于通电状态，则对甲烷电闭锁功能进行测试。

当第一设备开关处于断电状态、第二设备开关处于通电状态时，甲烷传感器的显示器上显示第一设备开关处于断电状态、第二设备开关处于通电状态；当第二设备开关处于断电状态、第一设备开关处于通电状态时，甲烷传感器的显示器上显示第二设备开关处于断电状态，第一设备开关处于通电状态；当第一设备开关和第二设备开关均处于断电状态时，甲烷传感器的显示器上显示第一设备开关和第二设备开关处于断电状态；当第一设备开关和第二设备开关均处于通电状态时，甲烷传感器的显示器上显示第一设备开关和第二设备开关处于通电状态，断电状态和通电状态分别用不同的标记进行表示，如第一设备开关的通电状态用b1ON表示，第二设备开关的断电状态用b2OFF表示。本实施例的甲烷传感器的型号为GJG100J，其全称为煤矿用高浓度激光甲烷传感器，该甲烷传感器配套有红外遥控发射器。

为了显示所有设备开关的通电状态或断电状态，但是又由于型号为GJG100J的甲烷传感器的显示器尺寸不够大，不能一下显示全部设备开关的状态，所以甲烷传感器采用轮巡的方式实现对所有设备开关的通电状态或断电状态进行显示，如果想控制选择查看其中某一个设备开关的状态，具体可通过红外遥控发射器轮巡查看，红外遥控发射器的具体使用方式属于现有技术，在这里就不再赘述。

若以第二甲烷传感器为例说明甲烷电闭锁功能的测试流程，其测试流程与上述流程是一样的，在这里就不再赘述。

方法实施例：

本发明还提供了一种甲烷电闭锁功能测试方法，包括如下步骤：

1)在对甲烷电闭锁功能进行测试时，判断甲烷传感器是否为标校状态；

2)当存在甲烷传感器为标校状态时，检测与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，判断是否存在有设备开关处于断电状态，若存在，则进行报警提醒。

该步骤中，若存在有设备开关处于断电状态时，还将处于断电状态的设备开关进行显示；同时还对与处于标校状态的甲烷传感器关联控制的设备开关的通电状态进行显示。显示可通过测试系统实施例1中的上位机实现，或者通过测试系统实施例2中的甲烷传感器实现，在这里不再赘述。

需要说明的是，上述实施例中涉及到的甲烷传感器的型号为GJG100J，其全称为煤矿用高浓度激光甲烷传感器，该甲烷传感器上带有显示屏，可以显示甲烷浓度及设备开关的状态；作为其他实施方式，甲烷传感器及断电馈电器也可以选用其他类型，只要能够实现相关的功能即可。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种甲烷电闭锁功能测试系统，该测试系统包括甲烷传感器、断电馈电器、监控分站和上位机，断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同，各断电馈电器分别用于设置在与甲烷传感器关联控制的各设备开关处，监控分站分别与上位机、甲烷传感器和断电馈电器连接，其特征在于，在对甲烷电闭锁功能进行测试时，所述甲烷传感器用于在进入标校状态时将自身的标校状态信号通过监控分站发送给上位机，上位机判断甲烷传感器是否为标校状态，当存在甲烷传感器为标校状态时，根据甲烷传感器与设备开关的关联性，通过监控分站获取相应断电馈电器检测到的与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，判断是否存在有设备开关处于断电状态，当存在有设备开关处于断电状态时，上位机进行报警提醒。

2.根据权利要求1所述的甲烷电闭锁功能测试系统，其特征在于，若存在有设备开关处于断电状态时，所述上位机还对处于断电状态的设备开关进行显示。

3.根据权利要求1所述的甲烷电闭锁功能测试系统，其特征在于，所述上位机还对与处于标校状态的甲烷传感器关联控制的设备开关的状态进行显示。

4.一种甲烷电闭锁功能测试系统，该测试系统包括甲烷传感器、断电馈电器和监控分站，断电馈电器的个数与甲烷传感器关联控制的设备开关个数相同，各断电馈电器分别用于设置在与甲烷传感器关联控制的各设备开关处，监控分站分别与甲烷传感器和断电馈电器连接，其特征在于，在对甲烷电闭锁功能进行测试时，所述甲烷传感器用于在进入标校状态时将自身的标校状态信号发送给监控分站，所述监控分站判断甲烷传感器是否为标校状态，当存在甲烷传感器为标校状态时，根据收到的甲烷传感器发送的标校状态信号，获取断电馈电器检测到的与该甲烷传感器关联控制的设备开关的状态，并将各设备开关的状态发送给甲烷传感器，由该甲烷传感器对各设备开关的状态进行显示，当存在有设备开关处于断电状态时，通过该甲烷传感器进行报警提醒。

5.根据权利要求4所述的甲烷电闭锁功能测试系统，其特征在于，所述甲烷传感器采用轮巡的方式实现对与处于标校状态的甲烷传感器关联控制的设备开关的状态进行显示。

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