CN206441000U - 一种矿山设备自动化集中监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种矿山设备自动化集中监控系统，包括上位机、通信转换器以及分机，上位机与通信转换器双向数据连接，上位机的输出端与打印机的输入端连接，通信转换器与分机双向数据连接，分机的输出端与提升机的输入端连接，分机的输出端与压风机的输入端连接，分机的输出端与变电设备的输入端连接，分机的输出端与主扇风机的输入端连接，分机的输出端与主排水泵的输入端连接，分机的输出端与集中供液泵的输入端连接；本实用新型具有如下的有益效果：改变了传统的独立、分散和人工值守的设备控制方式，应用现代智能化控制技术和网络通信技术，将全矿设备纳入同一个系统进行集中监控，实现了矿山各主要设备的全自动化运行和集中监控。

Description

一种矿山设备自动化集中监控系统

技术领域

本实用新型是一种矿山设备自动化集中监控系统，属于矿山设备领域。

背景技术

近年来，随着我国矿山设备更新改造进程的加快，矿山的主要设备(如提升机、压风机、主扇风机、主排水泵、地面及井下变电所设备、吊挂人车、乳化泵、采掘设备、主要运输设备、锅炉等)正向着自动化或半自动化控制方面发展，为矿山减少辅助用工，提高设备的运行效率和可靠性，以及节能减排等方面发挥了重大的作用，也为促进数字化矿山建设奠定了基础。但就目前国内矿山行业设备自动化总体水平来看，由于受到设备使用环境和维护管理水平滞后等条件的制约，依然处于一种较低的水平，与国外发达国家相比仍有一定的差距。据调查统计，目前仍有部分矿山特别是中小型矿山的设备的自动化程度低，其控制仍以人员值守、手动操作为主，制约了矿山生产效率和安全保障能力的提高，影响了企业的经济效益。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种矿山设备自动化集中监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题,本实用新型使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种矿山设备自动化集中监控系统，包括上位机、通信转换器以及分机，所述上位机与通信转换器双向数据连接，所述上位机的输出端与打印机的输入端连接，所述通信转换器与分机双向数据连接，所述分机的输出端与提升机的输入端连接，所述分机的输出端与压风机的输入端连接，所述分机的输出端与变电设备的输入端连接，所述分机的输出端与主扇风机的输入端连接，所述分机的输出端与主排水泵的输入端连接，所述分机的输出端与集中供液泵的输入端连接。

进一步地，所述上位机通过通信传输线与通信转换器连接，所述通信转换器通过通信传输线与分机连接，所述分机通过通信传输线与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵连接。

进一步地，所述通信传输线采用CC-Link电缆。

进一步地，所述分机设有多个，多个结构相同，多个分机分别与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵对应连接。

进一步地，所述分机为箱式结构，内部安装有三菱FX3U系列PLC，PLC通过CC－Link通信网络与通信转换器进行通信，配置FX2N-32CCL从站模块，与通信转换器形成主从通信网络，通信网络接成树形结构。

进一步地，所述上位机由显示屏以及控制中心构成，所述控制中心由PC构成。

进一步地，所述通信转换器选用三菱Q02H型PLC，并配置QJ61BT11N模块作为CC－Link通信网络的主站通信模块，配置QJ71C24N模块作为与上位机进行串行通信的接口。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种矿山设备自动化集中监控系统，改变了传统的独立、分散和人工值守的设备控制方式，应用现代智能化控制技术和网络通信技术，将全矿设备纳入同一个系统进行集中监控，实现了矿山各主要设备的全自动化运行和集中监控，可以大大提高矿山设备的自动化水平，大幅节省矿山的辅助用工和大幅降低设备运行故障率，也有效解决了矿山企业设备维护能力不足的问题。集中监控系统的硬、软件均采用全开放式结构，各零部件采用标准化和通用化设计，其初建和日后的扩展均可采用模块 “搭积木”式的方式来实现。另外，系统优先采用先进成熟的技术，并对系统的主要功能和安全保护采用冗余设计，使系统具有很高的安全可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型一种矿山设备自动化集中监控系统的工作原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种矿山设备自动化集中监控系统，包括上位机、通信转换器以及分机，上位机与通信转换器双向数据连接，上位机的输出端与打印机的输入端连接，通信转换器与分机双向数据连接，分机的输出端与提升机的输入端连接，分机的输出端与压风机的输入端连接，分机的输出端与变电设备的输入端连接，分机的输出端与主扇风机的输入端连接，分机的输出端与主排水泵的输入端连接，分机的输出端与集中供液泵的输入端连接。

上位机通过通信传输线与通信转换器连接，通信转换器通过通信传输线与分机连接，分机通过通信传输线与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵连接。

通信传输线采用CC-Link电缆，在传送速率为156K的情况下，其传送最大距离为1200m。系统中部分设备传输距离更远时，采用中继器延长通信距离，其最长可达13.2km。

分机设有多个，多个结构相同，多个分机分别与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵对应连接，根据矿山设备自动化控制的基本原理及功能要求，本系统将分机设计成一种能满足各种设备控制的标准模块，使其具有完全的互换性，为系统被控设备的增减带来了方便。当系统中被控制设备需要增减时，只需增减分机的安装数量就能实现。系统中每台分机在任意一时刻均可进行热插拔，而不影响系统中其他设备的运行。

分机的主要功用是采集被控设备各运行参数，并通过与通信转换器的通信将参数上传至上位机，同时接收上位机发送的信息，对现场设备进行控制。每台分机上可设置有触摸屏和控制按钮，可实现对设备的就地控制，即在与监控主机远程通信发生故障时，仍然可以利用本身的操作器件对设备进行就地监控。

分机为箱式结构，内部安装有三菱FX3U系列PLC，PLC通过CC－Link通信网络与通信转换器进行通信，配置FX2N-32CCL从站模块，与通信转换器形成主从通信网络，通信网络接成树形结构。

上位机由显示屏以及控制中心构成，控制中心由PC构成，上位机的主要功能：一是接收各分机传送的信号，通过处理后在屏幕上进行显示或发出警示信号；二是将操作人员的操作指令传送至现场分机，并通过各分机实现对各设备的控制；三是实现对各设备运行参数的设定；四是存储相关数据，实现对设备运行参数及设备故障报警事件等信息的记录与查询。另外，上位机具有联网功能，可以将监控信息上传至企业以太网，进而与互联网相联，企业管理人员可以通过浏览网页的方式了解各设备运行状况。

通信转换器选用三菱Q02H型PLC，并配置QJ61BT11N模块作为CC－Link通信网络的主站通信模块，配置QJ71C24N模块作为与上位机进行串行通信的接口，通信转换器的主要功能是将上位机与各分机进行通信转接，实现上位机与各分机顺畅、可靠地通信。一方面，其与各分机形成CC－Link通信网络，实现与各分机信息的传送；另一方面，其与上位机建立RS－232通信，实现将各分机信息转发至上位机。

做为本实用新型的一个实施例，本实用新型的一种矿山设备自动化集中监控系统，改变了传统的独立、分散和人工值守的设备控制方式，应用现代智能化控制技术和网络通信技术，将全矿设备纳入同一个系统进行集中监控，实现了矿山各主要设备的全自动化运行和集中监控，可以大大提高矿山设备的自动化水平，大幅节省矿山的辅助用工和大幅降低设备运行故障率，也有效解决了矿山企业设备维护能力不足的问题。集中监控系统的硬、软件均采用全开放式结构，各零部件采用标准化和通用化设计，其初建和日后的扩展均可采用模块 “搭积木”式的方式来实现。另外，系统优先采用先进成熟的技术，并对系统的主要功能和安全保护采用冗余设计，使系统具有很高的安全可靠性。

做为本实用新型的一个实施例，实现对各机房及各单台设备的自动化控制。

分机设计为具有独立控制功能的控制单元，能够对现场设备进行全自动控制，即使在集中控制网络不能联网控制的情况下，分机也能独立工作，完成对本机房内的设备的全自动控制。分机由PLC组成，其通过与各外接模拟量传感器和数字量反馈信号触点配合，在线检测设备运行各参数和状态，并通过对各输入信号进行处理，输出控制信号，控制各执行装置动作，实现对设备的自动控制。

做为本实用新型的一个实施例，实现对各设备的远程集中监控。

设置在矿井控制中心的上位机通过通信网络与各机房的分机连接，可实现上位机与各分机的数据交换：一方面各分机将检测到的设备运行参数传输至通信转换器，由通信转换器传输至上位机，通过上位机进行存储或在显示屏上进行显示，实现了远程监视功能；另一方面上位机将操作人员的操作指令（或参数修改指令）通过通信网络传送至通信转换器，由通信转换器传送至各分机，通过各分机处理后，形成对设备的控制信号，使设备按上位机指令运行，实现了远程集中控制功能。

做为本实用新型的一个实施例，实现上位机与各分机的通信功能，本系统采用两级级联的通信方式。其中：第一级通信是各分机与通信转换器的通信，采用CC-Link网络主从通信方式，通信转换器作主站，各分站PLC作从站。通信转换器选用三菱Q02H型PLC，配置QJ61BT11N模块作为CC－Link通信网络的主站通信模块。各分站选用三菱FX3U系列PLC，配置FX2N-32CCL模块作为从站通信模块；第二级通信是通信转换器与上位机的通信，采用RS－232串行通信方式。上位机程序采用紫金桥软件进行组态，通信转换器（PLC）配置QJ71C24N模块作为与上位机串行通信的接口，采用GX Developer 配置通讯模块，在驱动程序的作用下，上位机与通信转换器进行串行通信，实现数据交换。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种矿山设备自动化集中监控系统，包括上位机、通信转换器以及分机，其特征在于：所述上位机与通信转换器双向数据连接，所述上位机的输出端与打印机的输入端连接，所述通信转换器与分机双向数据连接，所述分机的输出端与提升机的输入端连接，所述分机的输出端与压风机的输入端连接，所述分机的输出端与变电设备的输入端连接，所述分机的输出端与主扇风机的输入端连接，所述分机的输出端与主排水泵的输入端连接，所述分机的输出端与集中供液泵的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述上位机通过通信传输线与通信转换器连接，所述通信转换器通过通信传输线与分机连接，所述分机通过通信传输线与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵连接。

3.根据权利要求2所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述通信传输线采用CC-Link电缆。

4.根据权利要求1所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述分机设有多个，多个结构相同，多个分机分别与提升机、压风机、变电设备、主扇风机、主排水泵以及集中供液泵对应连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述分机为箱式结构，内部安装有三菱FX3U系列PLC，PLC通过CC－Link通信网络与通信转换器进行通信，配置FX2N-32CCL从站模块，与通信转换器形成主从通信网络，通信网络接成树形结构。

6.根据权利要求1所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述上位机由显示屏以及控制中心构成，所述控制中心由PC构成。

7.根据权利要求1所述的一种矿山设备自动化集中监控系统，其特征在于：所述通信转换器选用三菱Q02H型PLC，并配置QJ61BT11N模块作为CC－Link通信网络的主站通信模块，配置QJ71C24N模块作为与上位机进行串行通信的接口。