CN202939461U - 一种矿井胶轮车运行工况监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿井胶轮车运行工况监测系统，包括设于地面监控中心的显示器、工控机、网络交换机、设于矿井下的至少1台以上的传输接口箱、调度分站、识别分站和每辆胶轮车上各设置1台的车辆监控仪；车辆监控仪与识别分站无线通讯连接；识别分站通过RS485总线与调度分站通讯电连接；调度分站通过CAN总线、传输接口箱和网络交换机与工控机通讯；显示器与工控机信号电连接。该系统的工作方法主要包括信息实时采集传输、信息初步处理、信息综合分析处理和显示等步骤。本实用新型能对矿井下的车辆运行工况实时在线监测，系统响应速度快，监测效果较好，提升企业对矿井下的胶轮车运行管理水平，降耗增效。

Description

一种矿井胶轮车运行工况监测系统

技术领域

本实用新型涉及车辆运行状况监测系统，具体涉及一种对矿井内运行的防爆胶轮车运行工况监测系统。

背景技术

防爆胶轮车是矿井辅助运输的主要工具之一，其运输路线不受轨道限制，灵活、机动，承担矿井人员、生产物料等大量运送任务。为保证矿井安全，防爆胶轮车均须安装机车监控保护装置，监测车辆运行状态，控制车辆启停，保障车辆安全。

现有的矿井胶轮车都设有监控保护装置，车辆的运行的一些重要信息通过设置在驾驶室的显示仪表进行显示，但仪表显示的车辆运行的相关参数只能由车辆驾驶员观察，矿井地面的监管人员无法实时掌握车辆的运行状态，因而不能实现对矿井下运行的胶轮车的一些不良现象，如驾驶人员违规驾驶、车辆超负荷或带故障运行等进行有效监管。严重情况下会直接影响矿井正常生产，并且给相关人员和设备的安全带来隐患。公开号为CN101644928的中国专利文献记载了一种矿井无轨胶轮车运输监控装置及其调度方法，该系统的主要功能是通过设置车辆监控仪为矿井下运行的胶轮车提供避车、避碰信号，以达到使胶轮车在矿井下有序行车的目的。但该系统对诸如矿井下运行的胶轮车的车况、驾驶员违章驾驶、车辆超限行驶等监测未有记载。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术的不足，提供一种对矿井下防爆胶轮车的运行工况包括车辆状态参数、车辆行驶状态等进行实时监测的矿井胶轮车运行工况监测系统。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的矿井胶轮车运行工况监测系统，包括设置在地面监控中心的显示器、工控机和网络交换机、设置在矿井下巷道内的至少1台以上的调度分站和至少1台以上的识别分站；上述的显示器与工控机信号电连接；网络交换机与工控机通讯电连接，其结构特点是：还包括传输接口箱、车辆监控仪、CAN总线和RS485总线；

上述的传输信号接口箱设置在矿井内、至少设置1台以上；传输信号接口箱是一种将CAN总线数据信号转换为以太网数据信号的信号转换装置；车辆监控仪每辆胶轮车上设置一台；车辆监控仪包括信息采集单元、无线射频通讯单元和显示单元；车辆监控仪的信息采集单元分别和无线射频通讯单元以及显示单元信号电连接；车辆监控仪的信息采集单元包括用于采集防爆胶轮车的水温、发动机温度、排气温度、机油压力、发动机转速、车速等车辆运行状态的各相应的传感器、用于检测巷道瓦斯浓度的气体传感器以及胶轮车和驾驶员编号信息编码器；

上述的调度分站包括 CAN总线通讯单元、RS485通讯单元和CPU数据处理单元；调度分站的CPU数据处理单元分别和RS485总线通讯单元以及 CAN总线通讯单元信号电连接；识别分站包括RS485总线通讯单元和无线射频通讯单元；

上述的车辆监控仪通过其无线射频通讯单元与识别分站的无线射频通讯单元采用2.4G频率射频无线通讯连接；各识别分站 通过其各自的RS485总线通讯单元经RS485总线通讯电连接；各调度分站通过其RS485通讯单元与RS485总线通讯电连接；各调度分站通过其CAN总线通讯单元与CAN总线通讯电连接；传输接口箱与CAN总线通讯电连接；传输接口箱与网络交换机3通过以太网光纤通讯电连接；网络交换机与工控机通过以太网光纤通讯电连接。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型由设置在矿井下的巷道沿线的识别分站与设置在各胶轮车上的车辆监控仪通过2.4G射频无线通讯，采集防爆胶轮车的行驶状态数据，由识别分站将采集的实时信息经调度分站上传给监控中心，实现对矿井下的车辆运行状态数据的在线监测，系统响应速度快，实时监测效果较好，提升企业对矿井下的胶轮车运行管理水平，降耗增效。（2）当矿井下运行的胶轮车出现故障或违章驾驶时，设置在监控中心的工控机即时发出报警信息并通过显示器予以相应显示，便于监管人员即时做出相应处置。（3）系统具有信息查询和统计报表输出功能，能根据监管需要，输出车辆超限运行、驾驶员违章操作等统计信息，为矿井胶轮车的养护提供数据支撑以及为处理车辆违章事故提供依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的调度分站的结构示意图；

图3为图1中的识别分站的结构示意图；

图4为图1中的车辆监控仪的结构示意图。

上述附图中的附图标记如下：

显示器1，工控机2，网络交换机3，

传输接口箱4，

调度分站5，CAN总线通讯单元51，RS485通讯单元52，CPU数据处理单元53，

识别分站6，RS485总线通讯单元61，无线射频通讯单元62，

车辆监控仪7，信息采集单元71，无线射频通讯单元72，显示单元73；

CAN总线8，RS485总线9。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明：

（实施例1）

见图1，本实施例的矿井胶轮车运行工况监测系统，由显示器1、工控机2、网络交换机3、传输接口箱4、调度分站5、识别分站6、车辆监控仪7、CAN总线8和RS485总线9组成。

显示器1、工控机2和网络交换机3设置在地面监控中心。显示器1和工控机2信号电连接；工控机2和网络交换机3通过以太网光纤通讯电连接。工控机2内置有控制软件，具有接收上传的信息按照设定的程序自动分析处理、实时报警、信息查询和统计报表输出功能。本实施例中，工控机2优选研华科技公司生产的IPC-510型机箱工控机；网络交换机3优先选用TP-LINK公司生产的型号为TL-SF1016S型交换机。

传输信号接口箱4 设置在井下，至少设置1台以上。传输信号接口箱4是一种将CAN总线数据信号转换为以太网数据信号的信号转换装置。

见图2，调度分站5是一种具有信息收集、处理和发送功能的装置。调度分站5 由CAN总线通讯单元51、RS485通讯单元52和CPU数据处理单元53组成。调度分站5的CPU数据处理单元53 分别和RS485总线通讯单元52以及 CAN总线通讯单元51信号电连接。调度分站5分散设置在井下，至少设置1台以上，其具体设置的位置和设置的数量根据矿井下的巷道实际情况和运行的胶轮车的数量确定。

参见图3，识别分站6主要由RS485总线通讯单元61和无线射频通讯单元62组成。识别分站6分散设置在井下的巷道内，至少设置1台以上，其具体设置的位置和设置的数量根据矿井下的巷道实际情况、运行的胶轮车的数量和调度分站5的设置情况相应确定。

参见图4，车辆监控仪7在矿井下的每辆胶轮车上各设置一台。车辆监控仪7主要由信息采集单元71、无线射频通讯单元72和显示单元73组成。车辆监控仪7的信息采集单元71分别和无线射频通讯单元72以及显示单元73信号电连接。车辆监控仪7的信息采集单元71主要由用于采集防爆胶轮车的水温、发动机温度、排气温度、机油压力、发动机转速、车速等车辆运行状态的各相应的传感器、用于检测巷道瓦斯浓度的气体传感器、胶轮车和驾驶员编号信息编码器组成。信息采集单元71的水温、发动机温度、排气温度、机油压力、发动机转速、车速传感器用于实时采集胶轮车相应的实时运行状态数据。无线射频通讯单元72用于车辆监控仪7与识别分站6无线通信。显示单元73设置在胶轮车的驾驶室内，胶轮车驾驶员可通过显示单元73了解信息采集单元71传送的信息。车辆监控仪7本实施例中优选天地（常州）自动化股份有限公司生产的YE0.3/24型矿用柴油机车监控保护装置；车辆标识卡8优选天地（常州）自动化股份有限公司生产的KGE58型矿用车辆用标识卡。

仍见图1，CAN总线8和RS485总线9设置在矿井下的巷道沿线。CAN总线8和RS485总线9用于设备间的通讯连接，传输信号数据。

前述的车辆监控仪7通过其无线射频通讯单元72与识别分站6的无线射频通讯单元62采用2.4G频率射频无线通讯连接；各台识别分站6 通过其各自的RS485总线通讯单元61经RS485总线9通讯电连接；各调度分站5通过其RS485通讯单元52与RS485总线9通讯电连接；各调度分站5通过其CAN总线通讯单元51与CAN总线8通讯电连接；传输接口箱4与CAN总线8通讯电连接；传输接口箱4与网络交换机3通过以太网光纤通讯电连接；网络交换机3与工控机2通过以太网光纤通讯电连接。

本实施例的矿井胶轮车运行工况监测系统的工作方法包括以下步骤：

①车辆监控仪7的信息采集单元71实时采集胶轮车运行和巷道瓦斯浓度信息，由显示单元73同步显示；并连同胶轮车和驾驶员编号信息经无线射频通讯单元72发送给设置在巷道沿线的识别分站6；

②识别分站6通过其无线射频通讯单元62接收到车辆监控仪7发送的无线信号后，由其RS485总线通讯单元61将信号经RS485总线9上传给各调度分站5；

③调度分站5通过其RS485通讯单元52 接收识别分站6经由RS485总线9上传的信息，调度分站5的CPU数据处理单元53将信号进行初步处理后由CAN总线通讯单元51将初步处理后的信号经由CAN总线8上传给传输接口箱4；

④传输接口箱4将接收的CAN总线信号转换成以太网数据信号后经网络交换机3上传给工控机2；

⑤工控机2按照内置的程序将接收的信息数据存储并进行实时统计和分析处理；通过显示器1实时展示相关信息；当矿井下运行的胶轮车出现故障或违章驾驶时，工控机2即时发出报警信息；监管需要时，工控机2按照设定的条件输出信息查询结果或统计报表。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (1)

1. 一种矿井胶轮车运行工况监测系统，包括设置在地面监控中心的显示器（1）、工控机（2）和网络交换机（3）、设置在矿井下巷道内的至少1台以上的调度分站（5）和至少1台以上的识别分站（6）；所述的显示器（1）与工控机（2）信号电连接；网络交换机（3）与工控机（2）通讯电连接，其特征在于：还包括传输接口箱（4）、车辆监控仪（7）、CAN总线（8）和RS485总线（9）；

所述的传输信号接口箱（4 ）设置在矿井内、至少设置1台以上；传输信号接口箱（4）是一种将CAN总线数据信号转换为以太网数据信号的信号转换装置；车辆监控仪（7）每辆胶轮车上设置一台；车辆监控仪（7）包括信息采集单元（71）、无线射频通讯单元（72）和显示单元（73）；车辆监控仪（7）的信息采集单元（71）分别和无线射频通讯单元（72）以及显示单元（73）信号电连接；车辆监控仪（7）的信息采集单元（71）包括用于采集防爆胶轮车的水温、发动机温度、排气温度、机油压力、发动机转速、车速等车辆运行状态的各相应的传感器、用于检测巷道瓦斯浓度的气体传感器以及胶轮车和驾驶员编号信息编码器；

所述的调度分站（5）包括 CAN总线通讯单元（51）、RS485通讯单元（52）和CPU数据处理单元（53）；调度分站（5）的CPU数据处理单元（53）分别和RS485总线通讯单元（52）以及 CAN总线通讯单元（51）信号电连接；识别分站（6）包括RS485总线通讯单元（61）和无线射频通讯单元（62）；

所述的车辆监控仪（7）通过其无线射频通讯单元（72）与识别分站（6）的无线射频通讯单元（62）采用2.4G频率射频无线通讯连接；各识别分站（6） 通过其各自的RS485总线通讯单元（61）经RS485总线（9）通讯电连接；各调度分站（5）通过其RS485通讯单元（52）与RS485总线（9）通讯电连接；各调度分站（5）通过其CAN总线通讯单元（51）与CAN总线（8）通讯电连接；传输接口箱（4）与CAN总线（8）通讯电连接；传输接口箱（4）与网络交换机3通过以太网光纤通讯电连接；网络交换机（3）与工控机（2）通过以太网光纤通讯电连接。

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