一种煤矿救生舱智能监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型为煤矿救生舱智能监控系统，尤其涉及一种以工控触摸屏为处理核心的煤矿救生舱智能监控系统。
【背景技术】
[0002]煤矿救生舱是井下避险人员生命安全的最后一道防线。为了增加遇险人员在舱内的生存时间，需要保持舱内温度、氧气含量、废气浓度等参数在一个合理的范围内。一旦出现温度过冷、过热，氧气含量过高、过低，废气过多情况，会导致给避险人员带来极大的伤害，甚至是灭顶之灾，完全丧失了救生舱应有的安全防护功能。当前救生舱普遍存在的舱内环境参数依赖于人工操作，舱内环境容易受到人为因素影响，自动化、智能化程度较低及可靠性不足问题。
[0003]智能监控系统应用于救生舱的思想。利用智能监控技术，对舱内各项参数进行实时监测和智能控制，确保舱内各项指标。为井下避险人员打造智能化、舒适化、节能化的新一代救生舱，提供了求生的“诺亚方舟”，由此全面提升了煤矿井下的安全水平，为安全可靠、方便智能、逃生有效的煤矿救生舱的成功应用打下了坚实的基础。
[0004]目前，现有技术中还没有将智能监控系统应用于救生舱的监控系统中。
【发明内容】
[0005]技术问题:本实用新型是为了克服现有技术的不足，提供一种基于工控触摸屏为处理核心的矿用救生舱智能监控系统，实现了矿用救生舱的集中智能控制，解决了以往传统救生舱舱内环境参数调节依赖人工操作所引起的问题。
[0006]技术方案:本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]所述系统包括现场测量控制层、中央管理层、远程监控层和视频通话系统，远程监控层包括服务器模块1、上位机模块2，中央管理层包括HMI触摸屏模块3、舱内外传感器模块4、电源模块5、智能模块6、风机模块7、球阀8、照明系统9，视频通话系统包括网络摄像头模块10、IP电话机模块11。
[0008]连接关系:所述现场测量控制层实现对现场执行设备信号采集和控制指令的执行，与所述中央管理层相连接；所述中央管理层可实时显示来自所述现场测量控制层的救生舱内的现场测量信息，并对舱内各环境监控量进行精确控制，同时可将舱内现场测量信息传输给与之相连接的远程监控层；所述远程监控层可实现各类自动化信息和监测信息的资源共享，并能通过所述视频通话系统实现与舱内的视频通话功能。
[0009]所述HMI触摸屏模块3通过三个串口分别与所述舱内外传感器模块4、所述电源模块5和所述智能模块6相连，构成救生舱智能监控系统数据采集与控制通道；所述HMI触摸屏模块3显示监控系统数据；同时所述HMI触摸屏模块3通过一个局域网接口与地面监控室所述上位机模块2相连，将采集到的监控数据送至地面监控室所述上位机模块2 ;所述电源模块5与所述HMI触摸屏模块3、所述舱内外传感器模块4、所述智能模块6、所述照明系统9、所述网络摄像头模块10、所述IP电话机模块11建立供电关系；所述网络摄像头模块10、所述IP电话机模块11与地面监控室所述上位机模块2相连，构成监控室接收舱内实时动态并与舱内实现视频通话的通道。
[0010]所述智能模块6包含一个模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块，模拟量输入输出模块与所述风机模块7、球阀8相连接，构成对球阀开度、风机转速等信号的采集与控制通道；所述数字量输入输出模块与所述照明系统9相连接，构成对舱内照明系统的控制以及控制方式切换的通道。
[0011]有益效果:基于以上方案，本实用新型提出的煤矿救生舱智能监控系统将舱内外气体监控系统、电源系统、球阀开度、风机转速、照明系统、监控系统集中在触摸屏上进行实时显示与控制。由于所述HMI触摸屏模块、网络摄像头模块、IP电话机模块与地面监控室上位机模块相连，可直接将救生舱内监测信息、实时画面经以太网传输至煤矿地面监控室，使监控室能接收舱内实时动态，便于指挥救援。
[0012]【附图说明】:图1为本实用新型基于工控触摸屏为处理核心的煤矿救生舱智能监控系统框架结构图；
[0013]图1 中:
[0014]1-服务器模块；
[0015]2-上位机模块；
[0016]3-HMI触摸屏模块；
[0017]4-舱内外传感器模块；
[0018]5-电源模块；
[0019]6-智能模块；
[0020]7-风机模块；
[0021]8-球阀；
[0022]9_照明系统；
[0023]10-网络摄像头模块；
[0024]11-1P电话机模块。
[0025]【具体实施方式】:所述HMI触摸屏模块通过三个串口分别与所述舱内外传感器模块、所述电源模块和所述智能模块相连，构成救生舱智能监控系统数据采集与控制通道；所述HMI触摸屏模块显示监控系统数据；同时所述HMI触摸屏模块通过一个局域网接口与地面监控室所述上位机模块相连，将采集到的监控数据送至地面监控室所述上位机模块；所述电源模块与所述HMI触摸屏模块、所述舱内外传感器模块、所述智能模块、所述照明系统、所述网络摄像头模块、所述IP电话机模块建立供电关系；所述网络摄像头模块、所述IP电话机模块与地面监控室所述上位机模块相连，构成监控室接收舱内实时动态并与舱内实现视频通话的通道。
[0026]所述智能模块包含一个模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块，模拟量输入输出模块与所述风机模块、球阀相连接，构成对球阀开度、风机转速等信号的采集与控制通道；所述数字量输入输出模块与所述照明系统相连接，构成对舱内照明系统的控制以及控制方式切换的通道。
[0027]所述救生舱内传感器模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、湿度传感器、压力传感器和瓦斯传感器；舱外传感器模块包括:氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、一氧化碳传感器和瓦斯传感器。
[0028] 所述的HMI触摸屏模块选用高可靠性的嵌入式低功耗TPC105TC-MA-A8型矿用本安触摸屏；所述的电源模块选用矿用隔爆型锂离子蓄电池电源，该后备电源8节单体电池串连成电池模块；所述的智能模块分别选用DDMF2_4DA模拟量输出模块、DDMF2_8AD模拟量输入模块和DDMF2_8D10数字量输入输出模块；所述的风机模块选用两台隔爆型的风机来负责二氧化碳和温度的调节；所述球阀采用一台隔爆型球阀来负责氧气浓度的调节；所网络摄像头模块选用DS-2CE防爆网络摄像头；所述IP电话机模块选用DXP1400潮流IP电话机。
【主权项】
1.一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于所述的救生舱有一个智能监控系统，所述系统包括现场测量控制层、中央管理层、远程监控层和视频通话系统，现场测量控制层实现对现场执行设备信号采集和控制指令的执行，与中央管理层相连接；中央管理层可实时显示来自现场测量控制层的救生舱内的现场测量信息，并对舱内各环境监控量进行精确控制，同时可将舱内现场测量信息传输给与之相连接的远程监控层；远程监控层可实现各类自动化信息和监测信息的资源共享，并能通过视频通话系统实现与舱内的视频通话功能。2.根据权利要求1所述的一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于:所述的现场测量控制层包括舱内外传感器模块、电源模块、智能模块、风机模块、球阀、照明系统；所述中央管理层包括HMI触摸屏模块；所述远程监控层包括服务器模块、上位机模块；所述视频监控系统包括网络摄像头模块、IP电话机模块。3.根据权利要求2所述的一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于:所述智能模块包含一个模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块，模拟量输入输出模块与所述风机模块、所述球阀相连接，构成对球阀开度、风机转速信号的采集与控制通道；所述模拟量输入输出模块与所述照明系统相连接，构成对舱内照明系统的控制以及控制方式切换的通道。4.根据权利要求2所述的一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于:所述HMI触摸屏模块通过三个串口分别与所述舱内外传感器模块、所述电源模块和所述智能模块相连，构成救生舱智能监控系统数据采集与控制通道；所述HMI触摸屏模块显示监控系统数据；同时所述HMI触摸屏模块通过一个局域网接口与地面监控室所述上位机模块相连，将采集到的监控数据送至地面监控室所述上位机模块；所述电源模块与所述HMI触摸屏模块、所述舱内外传感器模块、所述智能模块、所述照明系统、所述网络摄像头模块、所述IP电话机模块建立供电关系；所述网络摄像头模块、所述IP电话机模块与地面监控室所述上位机相连，监控室能够接收舱内实时动态并可与舱内实现视频通话。5.根据权利要求2所述的一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于:所述的HMI触摸屏模块选用高可靠性的嵌入式低功耗TPC105TC-MA-A8型矿用本安触摸屏；所述的电源模块选用矿用隔爆型锂离子蓄电池电源；所述的智能模块分别选用DDMF2_4DA模拟量输出模块、DDMF2_8AD模拟量输入模块和DDMF2_8D10数字量输入输出模块；所述的风机模块选用两台隔爆型的风机来负责二氧化碳和温度的调节；所述球阀采用一台隔爆型球阀来负责氧气浓度的调节；所网络摄像头模块选用DS-2CE防爆网络摄像头；所述IP电话机模块选用DXP1400潮流IP电话机。6.根据权利要求2所述的一种煤矿救生舱智能监控系统，其特征在于:所述的救生舱内传感器模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、湿度传感器、压力传感器和瓦斯传感器；舱外传感器模块包括:氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、一氧化碳传感器和瓦斯传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种以工控触摸屏为处理核心的煤矿救生舱智能监控系统，它包括现场测量控制层、中央管理层、远程监控层和视频通话系统。现场测量控制层包括舱内外传感器模块、电源模块、智能模块、风机模块、球阀、照明系统；中央管理层包括HMI触摸屏；远程监控层包括服务器模块、上位机模块。现场测量控制层实现对现场设备信号采集和控制指令执行，并将所采信息传输给相连的HMI触摸屏实现显示，HMI触摸屏模块对舱内各监控量进行精确控制，并将信息传输给远程监控层。远程监控层可实现各类信息的资源共享，并能通过视频通话系统实现与舱内的视频通话。该系统对舱内各参数进行实时监测和智能控制，确保舱内各项指标，全面提升了救生舱的安全水平。
【IPC分类】E21F11/00, G05B19/048
【公开号】CN204984477
【申请号】CN201520478086
【发明人】韩丽, 马艳红, 史丽萍, 王攀攀, 蔡儒军, 刘懿
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年7月6日