CN204140129U - 煤矿管网综合监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿管网综合监控系统，属煤矿安全监控领域，包括安装在矿井地面监控中心的监控主机(1)，与所述监控主机关联的语音预警装置(2)和数据报表打印机(3)，安装在井下各个区域的数据采集监控单元；所述数据采集监控单元主要由井下监控分站(5)与井下监控分站(5)相连接的各种矿用信号传感器组成；所述井下监控分站(5)及与所述监控主机(1)通过矿井千兆工业以太网(4)进行数据传输。本实用新型基于工业以太环网，采用分布式控制结构，利用PLC作为核心采集单元，可同时实现对矿井水网管路、风网管路及瓦斯抽放管路的远程监控，有效解决现有煤矿监控系统因分别独立设置而导致的信息孤岛现象。

Description

煤矿管网综合监控系统

技术领域

本实用新型属于煤矿安全监控领域，尤其是涉及一种煤矿管网综合监控系统。

背景技术

煤矿安全生产是煤矿企业安全管理的首要任务。随着国家对煤矿安全生产工作的日益重视，以传感技术、电子技术、计算机技术等为基础的煤矿监控系统在煤矿企业中得到了广泛应用。

高科技的安全监测系统的建设，保证煤矿对地质变化的应对能力，如何技改矿井错综复杂管路综合监测能力是煤矿能否安全生产、紧急救援的瓶颈。

目前，很多煤矿上均设有水网监控系统，井下气体监测系统等针对单一业务部门或单一功能应用的监控子系统，由于多种异构系统的存在，使得各应用系统之间数据交互和共享困难，信息孤岛现象较为严重。因此，煤矿综合监控系统的建立显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤矿管网综合监控系统，可以同时实现地面对矿井水网管路、风网管路及瓦斯抽放管路的远程监控功能。

为实现上述目的，本实用新型包括安装在矿井地面监控中心的监控主机，与所述监控主机关联的语音预警装置和数据报表打印机，安装在井下各个区域的数据采集监控单元；所述数据采集监控单元主要由井下监控分站及与井下监控分站相连接的各种矿用信号传感器组成；所述井下监控分站与所述监控主机之间通过矿井千兆工业以太网进行数据传输。

进一步，所述各种矿用信号传感器包括用于管路打开、关闭的阀门执行装置，用于监测煤矿井下或地面管道的水流体介质工况流量的流体流量采集设备，用于监测煤矿井下或地面管道的气体介质工况流量的气体流量采集设备，用于监视现场水管压力的水压采集设备，用于监视现场风管压力的气压采集设备，用于监视现场温度、管路温度的温度采集设备。

进一步，矿井千兆工业以太网由两台井下环网交换机和一台地面核心交换机组成，各个管路交叉区域监控分站直接就近连接至所述井下环网交换机上，井下各个管路监控分站经矿井冗余传输环网进行数据上传。

本实用新型基于工业以太环网，采用分布式控制结构，利用PLC作为核心采集单元，可同时实现地面对矿井水网管路、风网管路及瓦斯抽放管路的远程监控，有效解决现有煤矿监控系统因分别独立设置而导致的信息孤岛现象，实现多个煤矿监控系统的监测数据共享。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细阐述。

图1是本实用新型原理框图；

图2是以太环网传输平台示意图。

具体实施方式

如图1所示，本煤矿管网综合监控系统包括一安装在矿井地面监控中心的监控主机1，与所述监控主机关联的语音预警装置2和数据报表打印机3，安装在井下各个区域的数据采集监控单元；所述数据采集监控单元主要由井下监控分站5与井下监控分站5相连接的各种矿用信号传感器组成；所述数据采集监控单元主要用于监视井下各管路的流量、压力、温度以及管路阀门开合状态；所述井下监控分站5与所述监控主机1之间通过矿井工业以太网4进行数据传输。

所述各种矿用信号传感器包括管路阀门执行装置6、流体流量采集设备7、气体流量采集设备8、水压采集设备9、气压采集设备10、温度采集设备11。所述各种传感器的供电由所述矿用监控分站5提供。

上述系统中各部分的具体功能如下：

监控主机1，用于处理井下各个管路的数据采集监控单元采集的信号、指令，并以组态工况图形界面显示。可根据井下用水、矿井通风情况，自动或手动对各使用点用水用气量自动计量。

语音预警装置2，与监控主机配套，人员界面操作错误、界面对话等语音提示，也可以实现系统信号故障、监测超限等进行报警。

数据报表打印机3，与监控主机配套，用于历史查询数据信息打印。

矿井千兆工业以太网4，建立冗余可靠的矿井高速数据传输通道，实现井下监控分站向地面数据上传。

矿用监控分站5，井下各个管路源监测点的数据采集，可自动采集管道压力、流量的实时数据、开关状态，信息传输到监控中心，起到“上传下达”的作用。

管路阀门执行装置6，负责各主干或分叉管路交汇点，控制管路传输介质的通断，减少停水、停风次数、保证远端区域或设备供给量压力需求，降低故障率，减少检修时间，所述装置有开度状态指示，并且具备手动操作模式。

流体流量采集设备7，用于监测煤矿井下或地面管道的水流体介质工况流量。

气体流量采集设备8，用于监测煤矿井下或地面管道的气体介质工况流量。

水压采集设备9，对现场水管压力进行监视，进而判断设备运行是否正常，视需要对设备进行应急手段。

气压采集设备10，对现场风管压力进行监视，进而判断设备运行是否正常，视需要对设备进行应急手段。

温度感应设备11，对现场的温度，管路温度进行监视，防止因高温引起的故障。

每套系统一般由一台监控主机A1、一个语音报警输出模块2、一台打印机3、一套矿井工业以太网4、多套矿用监控分站5、多个管路阀门执行装置6、多个流体流量采集设备7、多个气体流量采集设备8、多个水压采集设备9、多个气压采集设备10、多个温度感应设备11组成。其中，监控主机1、语音报警输出模块2和打印机3为普通民用设备，其余均为矿用本质安全型设备。本实用新型是基于工业以太环网，采用分布式控制结构，利用PLC作为核心采集单元，将矿井风网管路、水网管路及瓦斯抽放管路的状态监测和控制融合到一个软件体系下，实现地面控制井下设备，并利用现场的传感器实时采集现场的环境情况，根据趋势，提前做出决策，现场传感器的供电由矿用监控分站提供，大大节约了现场空间，远程集中控制的安全实现，为煤矿安全生产、数字化矿山建设提供了科学依据和技术支撑。

如图2所示，矿井千兆工业以太网4由井下环网交换机和地面交换机组成，在地面监控中心部署一台核心交换机，在井下部署两台井下环网交换机，各个管路交叉区域监控分站直接就近连接至井下环网交换机上，井下各个管路监控分站经矿井冗余传输环网数据上传，最终形成以地面监控主机为数据处理核心的煤矿管网综合监控系统。千兆工业以太网的建设提高了矿井信息的传输速率和信道利用率，也提高了数据传输的可靠性。

工作过程：所述监控主机1主要负责处理数据采集监控单元传递过来的现场信号，并进行数据处理，反馈回所述矿用监控分站5，同时对于一些危险信息，用语音的方式通过所述语音报警输出模块2进行提醒，告知地面职守人员，以便及时安排人员处理，恢复生产；所述监控主机1发出的信号命令利用矿井千兆工业以太网进行传递，所述矿用监控分站5负责采集现场信息传递给所述监控主机1，并根据指令对现场设备进行控制，所述流体流量采集设备7、气体流量采集设备8、水压采集设备9、气压采集设备10和温度感应设备11负责监测现场环境，并将数据发送到所述矿用监控分站5。所述矿用监控分站5根据环境要求，对所述管路阀门执行装置6进行启动和停止操作。打印机3可实时、定时或者手动打印各种报表，如各管路阀门执行装置的运行日志报表、运行时间、停运时间、故障信息等。地面生产调度信息中心工程师可通过所述监控主机对井下各管路阀门执行装置进行控制，还可以实现对井下信息的实时监视。所述矿用监控分站不仅负责井下信息的采集，还负责将地面的控制信号下传至给各管路阀门执行装置的控制开关。所述系统具有强大的扩展功能，可以方便地增加保护装置和被控设备数，也可以与别的控制系统联网，形成更大的监控网。

Claims (3)

1.一种煤矿管网综合监控系统，其特征是：包括安装在矿井地面监控中心的监控主机(1)，与所述监控主机关联的语音预警装置(2)和数据报表打印机(3)，安装在井下各个区域的数据采集监控单元；所述数据采集监控单元主要由井下监控分站(5)及与井下监控分站(5)相连接的各种矿用信号传感器组成；所述井下监控分站(5)与所述监控主机(1)之间通过矿井千兆工业以太网(4)进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的煤矿管网综合监控系统，其特征在于：所述各种矿用信号传感器包括用于管路打开、关闭的阀门执行装置(6)，用于监测煤矿井下或地面管道的水流体介质工况流量的流体流量采集设备(7)，用于监测煤矿井下或地面管道的气体介质工况流量的气体流量采集设备(8)，用于监视现场水管压力的水压采集设备(9)，用于监视现场风管压力的气压采集设备(10)，用于监视现场温度、管路温度的温度采集设备(11)。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿管网综合监控系统，其特征在于：矿井千兆工业以太网(4)由两台井下环网交换机和一台地面核心交换机组成，各个管路交叉区域监控分站直接就近连接至所述井下环网交换机上，井下各个管路监控分站经矿井冗余传输环网进行数据上传。