一种矿井提升机自动化监控系统的制作方法

本实用新型属于提升机监控系统技术领域，具体涉及一种矿井提升机自动化监控系统。

背景技术：

矿井提升系统的任务是提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和各种采矿设备。它是矿井生产系统的咽喉环节，在矿井生产中所占的地位十分重要，一旦发生故障，轻则影响生产，重则造成国家财产的严重损失，甚至导致人身的重大伤亡事故。在煤矿提升过程中，矿井提升机运行环境及整机自身状况都关乎提升机的安全运行。

目前，对提升机的巡检需要感知设备的振动、噪音、温度、气味、形变等信息，也要对电气设备的环境湿度、电机温度等信息进行记录和监控，还要对线路进行检查，避免出现非正常工作，防止局部过载，造成过热起火问题的发生；尽管有些使用用户建立了一整套完整和健全的人员巡检制度来排查和分析振动、噪音、温度、气味、形变等信息，但能不可避免出现下列某种情况：1、不同巡检人员的判断和分析结果不尽一致；2、巡检人员可能马虎大意有漏检误判的情况；3、巡检人员可能未按时按规定巡检；4、巡检人员不可能一天24小时全天候时时巡检；5、巡检人员发现问题时有可能不能立刻做出准确的应对决策；6、巡检人员无法有效的保存巡检画面、数据等相关信息；7、巡检人员发现问题后向上级工作人员反映情况没有自动化监控实时性强和直观醒目。因此，如何对提升机进行自动化监控成为了亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种矿井提升机自动化监控系统，能够利用该监控系统替代传统常规人员巡检的方式，自动化程度高，节省了人工成本，有利于工作效率的提高。

本实用新型所采用的技术方案是：一种矿井提升机自动化监控系统，包括网络交换机和监控plc，网络交换机与提升机内置的多个摄像头相连接，每个摄像头的输出端与网络交换机的输出端相连，网络交换机的输出端连接有硬盘录像机的输入端，硬盘录像机的输出端与解码器相连，解码器输出端连接有调度显示大屏；监控plc的输出端与网络交换机的输入端相连，在监控plc的输入端连接有多个传感器，监控plc的输出端连接有上位机，上位机的输出端与综合自动化系统的输入端相连。

所述摄像头包括高压室摄像头、低压室摄像头、变压器室摄像头、操作室摄像头、主滚筒摄像头、液压站摄像头、主电机摄像头、减速器摄像头、上天轮摄像头和下天轮摄像头。

所述传感器包括振动传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器，振动传感器安装在提升机滚筒、主电机和天轮的主轴轴承座位置。

所述监控plc上还预留有用以进行钢丝绳探伤检测的接口。

所述监控plc的输出端还连接有提升机的主控系统。

所述网络交换机的输出端通过云端发布连接手机app，可在手机app上查看监控画面。

一种矿井提升机自动化监控系统的监控方法：利用提升机高压室、低压室、变压器室、操作室、主滚筒、液压站、主电机、减速器、上天轮以及下天轮的摄像头进行视频监控，摄像头输出的信号经硬盘录像机存储，并经解码器组合拼接输出至调度显示大屏上，实现各视频监控点的实时监控；

利用传感器对提升机运行过程中的温度值、湿度值、振动情况以及烟雾报警情况进行实时感应，并对感应后的信号传输至监控plc，监控plc输出端分为两路，一路与网络交换机相连，通过网络交换机、硬盘录像机、解码器后，最终显示在调度显示大屏上，另外一路经上位机保存、显示和传送给综合自动化系统。

所述传感器包括：安装在滚筒、主电机以及天轮的振动传感器；用以检测主变压器温度、主轴轴承温度、主电机绕组温度、主电机轴承温度、主电机进出风口温度、提升机房环境温度、电控柜内局部温度的温度传感器和湿度传感器；用以进行烟雾报警的烟雾传感器。

工作时，视频监控点包括高压室、电控室、操作室、液压站、变压器室、主滚筒、减速器、主电机、上天轮、下天轮等，摄像头均选用高清网络摄像头，所有的视频信号通过网线或光纤集中至网络交换机，再经硬盘录像机存储，同时经解码器组合拼接输出至调度显示屏，可分屏显示，也可组合显示。

监控plc系统检测、分析并处理各传感器传送来现场实测数据信息，将实测数据、报警信息和故障信息等在上位机上保存、显示和传送给综合自动化系统，同时将报警信息和故障信息联锁提升机主控系统，及时响应并采取安全措施。

在滚筒、主电机和天轮等的主轴轴承座上安装的振动传感器，将滚筒、主电机和天轮等的机械部分的振动加速度信号传递给监控plc，监控plc在上位机上以历史曲线和数据报表等形式显示出来，并可设定报警区间，当振动信号超过设定报警值时报警输出。同时根据专家系统能估算出这些机械部件的健康程度，并提出检修预警：轴承是否损坏、齿轮啮合是否出现故障、地脚螺栓是否出现松动、设备运行是否平稳等。

对主变压器温度、主轴轴承温度、主电机绕组温度、主电机轴承温度、主电机进出风口温度、提升机房环境温度、电控柜内局部温度等检测，超温报警，并协调控制启停冷却系统。并结合专家系统分析这些被检测对象温升的原因。

湿度传感器结合温度传感器，在监控plc建立一套完整的判断电气设备（如电机、变流器等）的绝缘特性的专家系统，及时控制加热除湿和通风设备，提前预防事故发生。

监控系统分析出烟雾传感器数据异常，监控plc能及时安全停车并切断供电电源，及时报警防范过热起火，大大降低设备损失程度。

所述网络交换机与提升机内置的多个摄像头相连接，每个摄像头的输出端与网络交换机的输出端相连；这样设置的目的是：可以将摄像头拍摄的画面数据传递给网络交换机，再利用网络交换机将数据传递给硬盘录像机、解码器，最终通过调度显示大屏进行显示，以供工作人员实时查看提升机各处的工作情况。

所述监控plc的输出端与网络交换机的输入端相连，在监控plc的输入端连接有多个传感器；这样设置的目的是：传感器所监测到的实时数据值，可通过监控plc进行实时获取，能够对提升机各处的振动情况、温湿度变化以及烟雾报警情况进行监测。

本实用新型的有益效果为：本实用新型设计合理、使用方便，能够替代人工对提升机的各个关键部位进行监控，可大大节省人工巡逻监控的成本，自动化程度高，有利于提高提升机的工作效率和安全系数。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

图中标记：1、网络交换机；2、高压室摄像头；3、低压室摄像头；4、变压器室摄像头；5、操作室摄像头；6、主滚筒摄像头；7、液压站摄像头；8、主电机摄像头；9、减速器摄像头；10、上天轮摄像头；11、下天轮摄像头；12、硬盘录像机；13、解码器；14、调度显示大屏；15、监控plc；16、振动传感器；17、温度传感器；18、湿度传感器；19、烟雾传感器；20、上位机；21、综合自动化系统；22、提升机主控系统。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种矿井提升机自动化监控plc15系统，包括网络交换机1和监控plc15，网络交换机1与提升机内置的多个摄像头相连接，每个摄像头的输出端与网络交换机1的输出端相连，网络交换机1的输出端连接有硬盘录像机12的输入端，硬盘录像机12的输出端与解码器13相连，解码器13输出端连接有调度显示大屏14；监控plc15的输出端与网络交换机1的输入端相连，在监控plc15的输入端连接有多个传感器，监控plc15的输出端连接有上位机20，上位机20的输出端与综合自动化系统21的输入端相连。

所述摄像头包括高压室摄像头2、低压室摄像头3、变压器室摄像头4、操作室摄像头5、主滚筒摄像头6、液压站摄像头7、主电机摄像头8、减速器摄像头9、上天轮摄像头10和下天轮摄像头11。

所述传感器包括振动传感器16、温度传感器17、湿度传感器18和烟雾传感器19，振动传感器16安装在提升机滚筒、主电机和天轮的主轴轴承座位置。

所述监控plc15上还预留有用以进行钢丝绳探伤检测的接口。

所述监控plc15的输出端还连接有提升机的主控系统。

所述网络交换机1的输出端通过云端发布连接手机app，可在手机app上查看监控画面。

一种矿井提升机自动化监控系统的监控方法：利用提升机高压室、低压室、变压器室、操作室、主滚筒、液压站、主电机、减速器、上天轮以及下天轮的摄像头进行视频监控，摄像头输出的信号经硬盘录像机12存储，并经解码器13组合拼接输出至调度显示大屏14上，实现各视频监控的实时监控；

利用传感器对提升机运行过程中的温度值、湿度值、振动情况以及烟雾报警情况进行实时感应，并对感应后的信号传输至监控plc15，监控plc15输出端分为两路，一路与网络交换机1相连，通过网络交换机1、硬盘录像机12、解码器13后，最终显示在调度显示大屏14上，另外一路经上位机20保存、显示和传送给综合自动化系统21。

所述传感器包括：安装在滚筒、主电机以及天轮的振动传感器16；用以检测主变压器温度、主轴轴承温度、主电机绕组温度、主电机轴承温度、主电机进出风口温度、提升机房环境温度、电控柜内局部温度的温度传感器17和湿度传感器18；用以进行烟雾报警的烟雾传感器19。

工作时，视频监控点包括高压室、电控室、操作室、液压站、变压器室、主滚筒、减速器、主电机、上天轮、下天轮等，摄像头均选用高清网络摄像头，所有的视频信号通过网线或光纤集中至网络交换机1，再经硬盘录像机12存储，同时经解码器13组合拼接输出至调度显示屏，可分屏显示，也可组合显示。

监控plc15系统检测、分析并处理各传感器传送来现场实测数据信息，将实测数据、报警信息和故障信息等在上位机20上保存、显示和传送给综合自动化系统21，同时将报警信息和故障信息联锁提升机主控系统22，及时响应并采取安全措施。

在滚筒、主电机和天轮等的主轴轴承座上安装的振动传感器16，将滚筒、主电机和天轮等的机械部分的振动加速度信号传递给监控plc15，监控plc15在上位机20上以历史曲线和数据报表等形式显示出来，并可设定报警区间，当振动信号超过设定报警值时报警输出。同时根据专家系统能估算出这些机械部件的健康程度，并提出检修预警：轴承是否损坏、齿轮啮合是否出现故障、地脚螺栓是否出现松动、设备运行是否平稳等。

对主变压器温度、主轴轴承温度、主电机绕组温度、主电机轴承温度、主电机进出风口温度、提升机房环境温度、电控柜内局部温度等检测，超温报警，并协调控制启停冷却系统。并结合专家系统分析这些被检测对象温升的原因。

湿度传感器18结合温度传感器17，在监控plc15建立一套完整的判断电气设备（如电机、变流器等）的绝缘特性的专家系统，及时控制加热除湿和通风设备，提前预防事故发生。

监控plc15系统分析出烟雾传感器19数据异常，监控plc15能及时安全停车并切断供电电源，及时报警防范过热起火，大大降低设备损失程度。

矿井提升机自动化监控系统主要用于矿井提升机安全运行监控plc15，替代常规人员巡检方式，具有如下功能：

1、采用网络摄像头实时监控提升机室画面及提升机运行画面；

2、实时检测提升机运行时的设备状态；

3、实时检测提升机室、电控室和操作室的温湿度、烟雾等环境数据；

4、能自动保存历史记录和自动报警功能；

5、能有现有提升机电控交换数据的功能；

6、预留钢丝绳探伤检测系统接口功能，方便以后并网；

7、能将提升机的状态信息、故障信息、故障历史记录上传至综合自动化平台，可为提升矿井的自动化管理水平提供技术支持；

8、为实现矿井提升机无人值守自动化运行提供安全保障；

9、具有报警信息自动发送手机短信功能；

10、具有手机app网上查看功能。