CN212174204U - 一种矿井提升机运行状态监控系统 - Google Patents

Abstract

一种矿井提升机运行状态监控系统，属于提升机运行系统技术领域。本实用新型包括远程监控单元、数据库单元和现场监控单元，现场监控单元包括SCADA监控系统、PLC控制器、模拟量模块和数字量模块，模拟量模块包括电气系统、主轴系统、制动系统和液压润滑系统，数字量模块包括安全门上下过卷系统，远程监控单元包括远程计算机、监控中心计算机、手机管理、WEB服务器和GPRS系统。本实用新型对矿井提升机系统安全稳定运行实行物联网技术控制，既可现场控制，也可远程控制。SCADA监控系统、远程计算机、监控中心计算机和手机管理均具有设备监控、安全报警、运行参数显示调整和生产工艺完善等多种功能。

Description

一种矿井提升机运行状态监控系统

技术领域

本实用新型属于提升机运行系统技术领域，具体是涉及一种矿井提升机运行状态监控系统。

背景技术

矿山采矿行业环境比较危险和恶劣，因而对生产设备的运行安全性要求很高。矿井提升机是矿山的咽喉，担负着矿山人员、矿石、材料、设备等多种提升运输任务。矿井提升机经常处于电动、制动不断转换的状态中，传动特性复杂。矿井提升机系统在运行过程中，会出现液压和润滑系统的油温油压异常、制动系统闸瓦间隙磨损、电机运行电压电流参数异常等故障，这些故障的产生严重威胁矿井提升机系统的安全。目前，国内部分提升机运行状态监控系统的数据和信号传递依然采用一对一的信号传递方式，这种通信方式传输效率低、信息量小、故障率高，不能满足矿井提升系统信息自动化水平的需求。矿井生产的复杂性、环境的恶劣性导致故障经常发生，由于提升机监控系统的信息化水平不高，故障有时不能在第一时间处理，不能达到预期的保护效果，致使矿山提升机系统时有重大人员伤亡和设备损坏事故发生。提高提升机运行状态监控系统的信息化水平，可保证矿山维修人员和管理人员及时响应对故障的快速处理，对于提高矿井安全性和生产效率意义重大。

目前，广泛采用的矿井提升机监控系统存在的不足之处，主要表现在数据不能共享和远程监控。因此需要采用一种新的技术对传统的矿井提升监控系统进行改进，使之更加安全、智能、可靠。

物联网(Internet of Things，简称IOT)是将识别技术、信息采集处理、互联网和传感器等技术相互交融的通信感知信息技术。物联网将传感器网络等感知技术、互联网技术、智能运算技术等融为一体，能够实现相关信息全面感知、可靠传送和智能处理。随着信息技术在工业中逐步推广和应用，物联网技术为矿井提升机监控系统的智能化、集中和远程控制管理构建了新的模式。物联网作为新兴的信息网络技术，为矿井提升机运行状态监测提供了新的智能化手段，能将提升机的实时状态传输给企业内部和外部网，方便管理人员和维修人员进行信息查询，及时对故障进行处理。

发明内容

本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种矿井提升机运行状态监控系统。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种矿井提升机运行状态监控系统，包括远程监控单元、数据库单元和现场监控单元，所述现场监控单元通过数据库单元与远程监控单元电连接，所述现场监控单元包括SCADA监控系统、PLC控制器、模拟量模块和数字量模块，所述模拟量模块包括电气系统、主轴系统、制动系统、以及液压润滑系统，所述数字量模块包括安全门上下过卷系统，所述SCADA监控系统分别与数据库单元和PLC控制器电连接，所述PLC控制器分别与电气系统、主轴系统、制动系统、液压润滑系统和安全门上下过卷系统电连接；所述远程监控单元包括远程计算机、监控中心计算机、手机管理、WEB服务器和GPRS系统，所述远程计算机和监控中心计算机均与WEB服务器电连接，所述手机管理通过GPRS系统与WEB服务器电连接，所述WEB服务器与数据库单元电连接；

所述SCADA监控系统，用于实时监控并模拟现场的工作状态和数据，显示模拟画面，提供运行及故障信息、报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计；

所述PLC控制器，用于执行参数采集、按照运行策略执行命令；

所述电气系统，用于采集提升机电压和电流参数；

所述主轴系统，用于采集提升机速度和振动状态参数；

所述制动系统，用于采集闸瓦间隙和制动盘偏摆参数；

所述液压润滑系统，用于采集油温和油压参数；

所述安全门上下过卷系统，用于采集安全门状态和提升机钢丝绳上下过卷参数；

所述数据库单元，通过SCADA监控系统采集现场监控单元的运行参数，并通过WEB服务器将运行信息传递到远程监控单元；

所述数据库单元，通过WEB服务器向现场监控单元传递远程监控单元的运行指令；

所述远程监控单元，通过数据库单元获取现场监控单元信息，下达运行指令、远程控制提升机运行，调取实时数据和历史数据。

作为优选，所述数据库单元为组态王KingView数据库。

本实用新型具有的有益效果：对矿井提升机系统安全稳定运行实行物联网技术控制，既可现场控制，也可远程控制。SCADA监控系统、远程计算机、监控中心计算机和手机管理均具有设备监控、安全报警、运行参数显示调整和生产工艺完善等多种功能。管理人员、调度人员和设备维修人员可随时查询系统设备运行状态，及时发现故障，便于在第一时间维修，及时调整生产管理手段。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图中：1、远程监控单元；2、数据库单元；3、现场监控单元；4、SCADA监控系统；5、PLC控制器；6、模拟量模块；7、数字量模块；8、电气系统；9、主轴系统；10、制动系统；11、液压润滑系统；12、安全门上下过卷系统；13、远程计算机；14、监控中心计算机；15、手机管理；16、GPRS系统；17、WEB服务器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种矿井提升机运行状态监控系统，如图1所示，包括远程监控单元1、数据库单元2和现场监控单元3，所述现场监控单元3通过数据库单元2与远程监控单元1电连接，所述现场监控单元3包括SCADA监控系统4、PLC控制器5、模拟量模块6和数字量模块7，所述模拟量模块6包括电气系统8、主轴系统9、制动系统10、以及液压润滑系统11，所述数字量模块7包括安全门上下过卷系统12，所述SCADA监控系统4分别与数据库单元2和PLC控制器5电连接，所述PLC控制器5分别与电气系统8、主轴系统9、制动系统10、液压润滑系统11和安全门上下过卷系统12电连接；所述电气系统8用于采集提升机电压和电流参数，所述主轴系统9用于采集提升机速度和振动状态参数，所述制动系统10用于采集闸瓦间隙和制动盘偏摆参数，所述液压润滑系统11用于采集油温和油压参数，所述安全门上下过卷系统12用于采集安全门状态和提升机钢丝绳上下过卷参数。通过采集上述运行参数以达到监控的作用：判断电气系统8的电压、电流等电量参数是否正常，判断主轴系统9的提升机速度和振动状态参数是否正常，判断制动系统10的闸瓦间隙、制动盘偏摆量是否正常，判断液压润滑系统11的油温、油压是否过高或过低，判断安全门上下过卷系统12的提升机钢丝绳是否上下过卷以及安全门开关是否在闭合状态。PLC控制器5将采集到的参数上传到SCADA监控系统4，SCADA监控系统4对这些参数进行处理，将不正常的参数实时处理并及时记录和报警。

所述现场监控单元3中，PLC控制器5是核心组成部分，具有执行参数采集、按照运行策略执行命令的功能，同时还可将运行参数传递给SCADA监控系统4。SCADA监控系统4实时监控并模拟现场的工作状态和数据，显示各种模拟画面，提供各种运行及故障信息、报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计。

所述现场监控单元3与数据库单元2电连接，向数据库单元2传递模拟量模块6和数字量模块7采集的电压、电流、油温、油压、上下过卷等参数，同时通过数据库单元2接收远程监控单元1的各种运行命令。

所述数据库单元2为组态王KingView数据库，通过数据库单元2将远程监控单元1和现场监控单元3密切联系起来。数据库单元2有两个功能：一是通过WEB服务器17向现场监控单元3传递远程监控单元1的各种运行指令；二是通过SCADA监控系统4采集现场监控单元3的各种运行参数，通过WEB服务器17将各种运行信息传递到远程监控单元1，为企业管理ERP系统提供提升机的电压、电流、油压、油温、闸瓦间隙、上下过卷等运行和报警数据。

所述远程监控单元1包括远程计算机13、监控中心计算机14、手机管理15、WEB服务器17和GPRS系统16，所述远程计算机13和监控中心计算机14均与WEB服务器17电连接，所述手机管理15通过GPRS系统16与WEB服务器17电连接，所述WEB服务器17与数据库单元2电连接。所述远程监控单元1通过数据库单元2获取现场监控单元3信息，下达运行指令、远程控制提升机运行，调取实时数据和历史数据。远程监控单元1除了现场监控之外，还增加了远程监控的功能，便于企业相关人员、维修人员对提升机运行进行全方位控制和管理。利用WEB服务器17，可在异地通过Internet网浏览矿井提升机现场运行的监控画面，得到和SCADA监控系统4一致的现场监控画面；能够远程实时传送各种数据、通信状态等参数状态、工艺流程动态显示、远程报警等。各管理者、工程师可利用远程计算机13通过Internet网对提升机现场设备进行监控；各矿井生产调度管理者利用监控中心计算机14对提升机现场设备进行监控和调度；设备维修人员可从WEB服务器17上读取相关的数据，设置一定的报警条件并进行处理，通过GPRS系统16将系统报警短信发送到相关维护人员的手机管理15上，使相关维修人员在第一时间了解报警信息，从而使问题得到及时处理。

矿井提升机运行状态监控系统中，信息流和数据流是双向流通的，信息和数据既可从现场监控单元3流向数据库单元2，数据库单元2流向远程监控单元1，又可从远程监控单元1流向数据库单元2，数据库单元2流向现场监控单元3。远程监控单元1既可通过数据库单元2获取现场监控单元3的信息和数据，又可以通过数据库单元2向现场监控单元3发出运行控制命令和进行相关参数数据调整。

矿井提升机运行状态监控系统中，需要对较为重要的自由落体保护确立控制策略。提升系统常规保护技术较为成熟，一般有电机超速、罐笼上下过卷、制动泵油压过低或过高、操作人员错向开车等保护。但上述故障保护主要是基于罐笼上下运动状态建立的，而实际上，罐笼在静止状态下的自由落体安全保护易被忽略，一旦发生异常，将导致较大人员伤亡和设备损失事故。静止状态下的自由落体安全保护控制策略思路是：当提升机处于静止状态时，PLC控制器5在循环扫面周期内，连续对脉冲编码器的脉冲数变化进行检测，在设定的时间内，一旦脉冲数变化量大于安全给定值时，立即启动自由落体保护预案，强行使液压站油泵电机断电，提升滚筒处于制动状态，防止提升系统出现自由落体事故，实现安全保护。

综上所述，对矿井提升机系统安全稳定运行实行物联网技术控制，既可现场控制，也可远程控制。SCADA监控系统、远程计算机、监控中心计算机和手机管理均具有设备监控、安全报警、运行参数显示调整和生产工艺完善等多种功能。管理人员、调度人员和设备维修人员可随时查询系统设备运行状态，及时发现故障，便于在第一时间维修，及时调整生产管理手段。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种矿井提升机运行状态监控系统，其特征在于，包括远程监控单元、数据库单元和现场监控单元，所述现场监控单元通过数据库单元与远程监控单元电连接，所述现场监控单元包括SCADA监控系统、PLC控制器、模拟量模块和数字量模块，所述模拟量模块包括电气系统、主轴系统、制动系统、以及液压润滑系统，所述数字量模块包括安全门上下过卷系统，所述SCADA监控系统分别与数据库单元和PLC控制器电连接，所述PLC控制器分别与电气系统、主轴系统、制动系统、液压润滑系统和安全门上下过卷系统电连接；所述远程监控单元包括远程计算机、监控中心计算机、手机管理、WEB服务器和GPRS系统，所述远程计算机和监控中心计算机均与WEB服务器电连接，所述手机管理通过GPRS系统与WEB服务器电连接，所述WEB服务器与数据库单元电连接；

所述SCADA监控系统，用于实时监控并模拟现场的工作状态和数据，显示模拟画面，提供运行及故障信息、报警信息、运行参数图表、事故记录和数据统计；

所述PLC控制器，用于执行参数采集、按照运行策略执行命令；

所述电气系统，用于采集提升机电压和电流参数；

所述主轴系统，用于采集提升机速度和振动状态参数；

所述制动系统，用于采集闸瓦间隙和制动盘偏摆参数；

所述液压润滑系统，用于采集油温和油压参数；

所述安全门上下过卷系统，用于采集安全门状态和提升机钢丝绳上下过卷参数；

所述数据库单元，通过SCADA监控系统采集现场监控单元的运行参数，并通过WEB服务器将运行信息传递到远程监控单元；

所述数据库单元，通过WEB服务器向现场监控单元传递远程监控单元的运行指令；

所述远程监控单元，通过数据库单元获取现场监控单元信息，下达运行指令、远程控制提升机运行，调取实时数据和历史数据。

2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机运行状态监控系统，其特征在于，所述数据库单元为组态王KingView数据库。

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