CN102606210B - 基建矿井机电设备安全监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基建矿井机电设备安全监测系统，涉及矿井安全监测的技术领域。该系统一用于数据分析处理的监控计算机，与监控计算机连接的提升机分站、稳车分站、通风机分站、压风机分站、搅拌站分站和变电所分站六个数据采集分站，对上述分站识别并进行监测；六个数据采集分站将采集的数据无线传输至监控计算机，监控计算机通过网络连接至总部安全监测监控中心；优点是：远程监测矿井主要机电设备工作状态，提前做好预防措施，减少机电设备事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及矿井安全监测年技术领域，具体是一种基建矿井机电设
备安全监测系统。
背景技术
矿井基建施工单位工地分散，交通不便，现场缺乏专业技术人员，对机电设备重大故障前兆不能及时把握分析，措施最佳检修时机，造成较大的机电设备事故，给企业的安全生产带来较大损失。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种基建矿井机电设备安全监测系统；远程监测矿井主要机电设备工作状态，提前做好预防措施，减少机电设备重大事故的发生，确保矿井建设如期完成，为矿井建设机电设备选型提供基础数据，使得设备选型更经济、更合理。
本发明是以如下技术方案实现的：一种基建矿井机电设备安全监测系统，包括一用于数据分析处理的监控计算机和六个数据采集分站，六个数据采集分站将采集的数据无线传输至监控计算机，监控计算机通过网络连接至总部安全监测监控中心；所述的六个数据采集分站包括提升机分站，采集闸瓦间隙、制动盘偏摆、定子三相电压、三相电流、电动机定子温度、电动机轴瓦温度、减速箱轴承温度、制动液压站温度、制动油压、润滑油站温度、润滑油压、提升机安全回路检测和提升速度；稳车分站，采集稳车开/停和安全闸位置、电机电流；通风机分站，采集通风机的开/停、出风口处运行风压、电动机三相电流和机械振动幅值；压风机分站，采集压风机的开/停、排气温度和润滑油温、运行时间、电动机电流；搅拌站分站，采集搅拌站开/停和润滑油压、电机电流；变电所分站，采集各馈电开关柜分/合闸状态、总进线三相电流、三相电压和总功率因数、各馈电开关柜电流值；
所述的稳车分站包括用于检测稳车开/停状态的开停传感器，用于检测安全闸位置的接近开关，分别与开停传感器和接近开关连接的I/O采集模块，与I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，稳车分站还包括给上述模块供电的开关电源模块；
所述的搅拌站分站包括用于检测搅拌站电流的电流检测模块，用于检测搅拌站油压的油压传感器，分别与电流检测模块和油压传感器连接的A/D采集模块，用于采集搅拌站开/停的开停传感器，与开停传感器连接的I/O采集模块，与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，搅拌站分站还包括给上述模块供电的开关电源模块。
本发明的有益效果是：远程监测矿井主要机电设备工作状态，提前做好预防措施，减少机电设备重大事故的发生。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明原理框图；
图2是提升机分站原理框图；
图3是稳车分站原理框图；
图4是通风机分站原理框图；
图5是压风机分站原理框图；
图6是搅拌站分站原理框图；
图7是变电所分站原理框图。
具体实施方式
如图1所示，基建矿井机电设备安全监测系统有一用于数据分析处理的监控计算机，与监控计算机连接的无线收发装置和六个数据采集分站，六个数据采集分站将采集的数据无线传输至监控计算机，监控计算机通过网络连接至总部安全监测监控中心。所述的六个数据采集分站包括提升机分站，采集闸瓦间隙、制动盘偏摆、定子三相电压、三相电流、电动机定子温度、电动机轴瓦温度、减速箱轴承温度、制动液压站温度、制动油压、润滑油站温度、润滑油压、提升机安全回路检测和提升速度；稳车分站，采集稳车开/停和安全闸位置、电机电流；通风机分站，采集通风机的开/停、出风口处运行风压、电动机三相电流和机械振动幅值；压风机分站，采集压风机的开/停、排气温度和润滑油温、运行时间、电动机电流；搅拌站分站，采集搅拌站开/停和润滑油压、电机电流；变电所分站，采集各馈电开关柜分/合闸状态、总进线三相电流、三相电压和总功率因数、各馈电开关柜电流值。本实施例中，六个分站将采集到的数据通过无线传输至监控计算机。监控计算机上连接一报警装置，在各分站出现事故时，发出警报。
如图2所示，提升机分站包括用于采集闸瓦间隙的间隙传感器，分别用于采集电动机定子、电动机轴瓦、减速箱轴承、制动液压站、润滑油站温度的温度传感器，分别用于采集制动油压、润滑油压的压力传感器，用于采集定子三相电压的电压传感器，用于采集三相电流的电流传感器，用于采集提升机提升速度的速度传感器，用于采集制动盘偏摆的偏摆传感器，用于采集多路选择开关信号的I/O模块，间隙传感器、温度传感器、电流传感器、压力传感器、偏摆传感器和速度传感器分别连接A/D转换数据卡，A/D转换数据卡和I/O模块连接一无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块。其中，间隙传感器安装在闸瓦上；电动机定子、电动机轴瓦、减速箱轴承、制动液压站、润滑油站上均安装有温度传感器，偏摆传感器安装在制动盘偏摆的侧面，制动液压站、润滑油站上均安装有压力传感器，电压及电流传感器安装在高压进线柜内，多路选择开关安装在电控柜内。A/D转换数据卡采用32通道A/D转换数据卡。
如图3所示，稳车分站包括用于检测稳车开/停状态的开停传感器，用于检测安全闸位置的接近开关，分别与开停传感器和接近开关连接的I/O采集模块，与I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块。其中，接近开关：0-8mm PNP输出 DC24V；I/O采集模块为16通道的I/O采集模块，开关电源模块：AC 220V/DC 24V，无线通讯ZigBee模块 422MHz。 其中，开停传感器、电流传感器安装在稳车控制柜内，安全闸位置接近开关安装在安全闸重锤底部。
如图4所示，通风机分站包括用于检测通风机开/停状态的开停传感器，用于检测通风机运行风压的风压传感器，用于检测通风机电动机三相电流的三相电流变换器，用于检测通风机机械振动幅值的振动加速度传感器；与振动加速度传感器、风压传感器和三相电流变换器连接的A/D采集模块，与开停传感器连接的I/O采集模块；与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块。其中，三相电流变换器：AC 0-5A/DC 0-20mA；风压传感器：0-5000Pa /0-20mA； 振动加速度传感器：0-5g/0-20Ma；A/D采集模块：研华分布式8通道A/D采集模块；开关电源模块：AC 220V/DC 24V；无线通讯ZigBee模块 422MHz。通风机数据采集分站主要监测通风机1级、2级电动机运行电流，通风机运行风压、通风机机壳振动赋值实现对通风机运行状态的监测。其中，开停传感器、电流变换器安装在风机起动柜处，风压传感器安装在出风口铁质风筒处，振动加速度传感器安装在风机底部，与风机外壳呈45°角。
如图5所示，压风机分站包括通信转换模块，与通信转换模块连接的无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块；所述的通信转换模块与压风机的控制器连接。采集分站利用原压风机MAM-KY16S螺杆空压机控制器与ZigBee通讯装置进行网络连接实现数据采集，采集的数据有：排气压力（MP）、排气温度（℃）、运行时间（T）、加载时间（T）和主机电流（A）。其中，开关电源模块：AC 220V/DC 24V； 无线通讯ZigBee模块 422MHz。其中，电流变送器安装在启动柜内，排气温度传感器、排气压力传感器安装在外部风包进气管处。
如图6所示，搅拌站分站包括用于检测搅拌站电流的电流检测模块，用于检测搅拌站油压的油压传感器，分别与电流检测模块和油压传感器连接的A/D采集模块，用于采集搅拌站开/停的开停传感器，与开停传感器连接的I/O采集模块，与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块。搅拌分站主要采集设备开/停信号，润滑油压过低信号，主电机电流信号。其中，三相电流变换器AC 0-5A/DC 0-20mA；油压传感器：0-0.5MPa /0-20mA ；A/D采集模块：研华分布式8通道A/D采集模块；开关电源模块：AC 220V/DC 24V；无线通讯ZigBee模块 422MHz。其中，电流变送器安装在电机启动柜内，油压传感器安装在润滑油站上。
如图7所示，变电所分站包括用于采集各馈电开关柜电流值、总电流和功率因数的三相电流变换器、电源电压变换器和功率因数变换器，分别与三相电流变换器、电源电压变换器和功率因数变换器连接的A/D采集模块；采集各馈电开关柜分/合闸状态的接近开关，与接近开关连接的I/O采集模块；与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，给上述模块供电的开关电源模块。其中，三相电流变换器：AC 0-5A/DC 0-20mA；电源电压变换器：AC 100V/DC0-20mA；功率因数变换器 5A/100V/0-20mA；A/D采集模块：研华分布式8通道A/D采集模块；I/O采集模块：研华分布式16通道I/O采集模块；接近开关：0-8mm PNP输出 DC24V ；开关电源模块：AC 220V/DC 24V 无线通讯ZigBee模块 422MHz。 其中，三相电流变送器、电压变送器、功率因数变换器均安装在总进线开关柜二次回路腔内，各开关柜的电流变送器均安装在各开关柜二次回路腔内，各开关柜分/合闸状态的接近开关分别安装在各柜的高压隔离腔内。
工作过程：通过六个采集分站，将施工工地的主要机电设备的开/停状态、主要运行数据无线传输到施工现场的监控计算机；然后经Ethernet（以太网）传输到上级安全监测监控中心；由专业技术人员对各施工工地主要机电设备的安全状况进行分析、评估，从中找出安全隐患，提前做好预防措施，减少机电设备事故的发生，确保矿井建设如期完成，为矿井建设机电设备选型提供基础数据，使得设备选型更经济、更合理。
Claims (6)
1.一种基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：包括一用于数据分析处理的监控计算机和六个数据采集分站，六个数据采集分站将采集的数据无线传输至监控计算机，监控计算机通过网络连接至总部安全监测监控中心；所述的六个数据采集分站包括提升机分站，采集闸瓦间隙、制动盘偏摆、定子三相电压、三相电流、电动机定子温度、电动机轴瓦温度、减速箱轴承温度、制动液压站温度、制动油压、润滑油站温度、润滑油压、提升机安全回路检测和提升速度；稳车分站，采集稳车开/停和安全闸位置、电机电流；通风机分站，采集通风机的开/停、出风口处运行风压、电动机三相电流和机械振动幅值；压风机分站，采集压风机的开/停、排气温度和润滑油温、运行时间、电动机电流；搅拌站分站，采集搅拌站开/停和润滑油压、电机电流；变电所分站，采集各馈电开关柜分/合闸状态、总进线三相电流、三相电压和总功率因数、各馈电开关柜电流值；
所述的稳车分站包括用于检测稳车开/停状态的开停传感器，用于检测安全闸位置的接近开关，分别与开停传感器和接近开关连接的I/O采集模块，与I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，稳车分站还包括给上述模块供电的开关电源模块；
所述的搅拌站分站包括用于检测搅拌站电流的电流检测模块，用于检测搅拌站油压的油压传感器，分别与电流检测模块和油压传感器连接的A/D采集模块，用于采集搅拌站开/停的开停传感器，与开停传感器连接的I/O采集模块，与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，搅拌站分站还包括给上述模块供电的开关电源模块。
2.根据权利要求1所述的基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：所述的提升机分站包括用于采集闸瓦间隙的间隙传感器，分别用于采集电动机定子、电动机轴瓦、减速箱轴承、制动液压站、润滑油站温度的温度传感器，分别用于采集制动油压、润滑油压的压力传感器，用于采集定子三相电压的电压传感器，用于采集三相电流的电流传感器，用于采集提升机提升速度的速度传感器，用于采集制动盘偏摆的偏摆传感器，用于采集多路选择开关信号的I/O模块，间隙传感器、温度传感器、电流传感器、压力传感器、偏摆传感器和速度传感器分别连接A/D转换数据卡，A/D转换数据卡和I/O模块连接一无线通讯ZigBee模块，提升机分站还包括给上述模块供电的开关电源模块。
3.根据权利要求1所述的基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：所述的通风机分站包括用于检测通风机开/停状态的开停传感器，用于检测通风机运行风压的风压传感器，用于检测通风机电动机三相电流的三相电流变换器，用于检测通风机机械振动幅值的振动加速度传感器；与振动加速度传感器、风压传感器和三相电流变换器连接的A/D采集模块，与开停传感器连接的I/O采集模块；与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，通风机分站还包括给上述模块供电的开关电源模块。
4.根据权利要求1所述的基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：所述的压风机分站包括通信转换模块，与通信转换模块连接的无线通讯ZigBee模块，压风机分站还包括给上述模块供电的开关电源模块；所述的通信转换模块与压风机的控制器连接。
5.根据权利要求1所述的基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：所述的变电所分站包括用于采集各馈电开关柜电流值、总电流和功率因数的三相电流变换器、电源电压变换器和功率因数变换器，分别与三相电流变换器、电源电压变换器和功率因数变换器连接的A/D采集模块；采集各馈电开关柜分/合闸状态的接近开关，与接近开关连接的I/O采集模块；与A/D采集模块和I/O采集模块连接的无线通讯ZigBee模块，变电所分站还包括给上述模块供电的开关电源模块。
6.根据权利要求1所述的基建矿井机电设备安全监测系统，其特征在于：监控计算机上连接一报警装置。
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