专利名称：电子称重数据传输系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据传输系统，尤其是一种用于煤矿井下，通过对采煤输送带进行连续称重并将获得的数据进行处理及远传的电子称重数据传输系统。
背景技术：
在煤矿开采过程中，需要实时地对开采量进行计算、统计，以便为煤矿的管理者提供重要的生产数据。随着电子信息技术的快速发展，煤矿的生产管理工作也正逐步地走向了电子化、自动化、信息化。利用对煤炭传送带进行的直接电子称重测量，将所得到的数据进行显示并应用于日常的生产管理中，是目前煤炭开采企业广泛使用的方式。
煤炭开采企业使用的电子称重数据采集系统主要包括设置在皮带输送机上的电子秤、接线盒以及称重仪表(其构成如图1所示)。
通常，电子秤上具有一至四个称重传感器，所有称重传感器的电压信号输出线共同连接到接线盒中。接线盒内设有简单的并联电路，使输入的四路电压信号经过所述并联电路进行算术平均，形成一个汇总的电压信号，该电压信号由接线盒通过连接导线被传输到称重仪表。称重仪表对电压信号进行转换后使其成为能够表示称重的数据而显示出来。
图1所示的这种电子称重数据采集系统虽然能满足一般的称重系统要求，但仍然存在着一些不足。
众所周知，煤矿的井下作业面距离地面较远，有时会达到几十公里，这种电子称重数据采集系统在信号传输的距离上受到较大的限制。四路称重传感器的电压信号在接线盒并联后只通过一对信号电缆将信号传送至电子皮带称重积算仪，由称重积算仪进行数据处理，接线盒不能直接进行数据计算处理，同时，由于电压信号只有几十毫伏，在没有其它处理措施的情况下，不适合远距离传输。因此，当这种系统应用在井下工作面上进行直接称重测量时，数据无法传输到地面控制管理端。
再有，由于四个称重传感器的电压信号只是在接线盒内进行简单的算术平均计算，而煤炭在实际开采传输过程中具有许多不确定的因素，如皮带的偏移以及因重力不平衡造成皮带倾斜，从而使四个重力传感器的输出电压具有较大的差别等。这些状况使通过接线盒而汇总的电压可能与实际的数值之间出现较大的误差，对煤炭开采的管理工作造成较大的不利影响。所以，如何在煤矿井下工作面对开采煤炭的传输量进行准确测量，并将数据信号安全的远传到地面管理中心，实现真正意义上的信息化管理是煤炭开采行业中亟待解决的重要问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述目前常用的电子称重数据采集系统所存在的缺陷与不足提供一种电子称重数据传输系统，该系统通过多路数据处理装置、信号变送端口，能够将煤炭开采工作面上直接获得的称重数据信号进行远距离的传输，使设置在地面上的管理终端能够得到准确的开采量数据。
本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的一种电子称重数据传输系统，它包括设置在煤炭皮带传输设备上并具有称重传感器的电子皮带秤，它还包括信号采集模块、数据处理模块、信号变送端口、管理终端及能够为井下电子设备安全供电的本安电源。信号采集模块中设有信号转换通道，该信号转换通道的设置数量根据电子皮带秤上设置的称重传感器的数量确定，使每一路信号转换通道对应一个称重传感器。信号转换通道的输入端与其相对应的称重传感器连接。所有的信号转换通道的输出端都分别与数据处理模块的信号输入端对应连接。数据处理模块的输出信号通过所述信号变送端口传送到所述管理终端的信号端。信号变送端口内设有调制解调器。本安电源为整个系统提供井下安全作业的电力能源。
在对煤炭进行称重时，称重传感器将电压信号经过信号转换通道的转换输入数据处理模块，数据处理模块对数据进行计算处理后通过信号变送端口内的调制解调器处理，将信号数据远处到管理终端。
通常，称重传感器可以是二个、四个或四个以上。多个称重传感器可以实现较高精度的测量。
信号转换通道可以是由信号滤波单元、信号放大单元、A/D转换单元以及光电隔离单元依次连接组成，其连接顺序依照信号处理的顺序。光电隔离单元的输出为该信号转换通道的输出端。
上述信号转换通道中，A/D转换单元还可以是V/F转换单元，当采用V/F转换单元时，信号滤波单元、信号放大单元需要做相应的适应性调整。
数据处理模块可以采用由CPU和相应的逻辑电路组成的数据处理逻辑电路，也可以采用现有的工控机。
在信号数据远传过程中，为保证中断后信号数据能够连续传送，在数据处理模块中还设有用于暂存信号数据的存储模块。
为保证井下安全，在信号变送端口内还设有用于井下作业，能够防止因信号线短路而产生电火花的安全栅，该安全栅串接在所述调制解调器与管理终端之间的信号传输线上。当信号传输线路发生短路时，安全栅将短路电流限制在安全值内，从而不会产生火花。
管理终端可以是设置在地面上的数据显示装置，也可以是计算机终端，还可以是矿山计算机管理网络的主机。
由以上技术方案可以看出，本实用新型通过多通路并行、数据处理模块以及具有调制解调单元的信号变送端口，不仅能在煤炭开采过程中进行精确的称重测量，而且还能在井下对数据进行现场处理和转换，从而能够将信号数据传送到较远的地面设备中，为煤矿企业的现代化生产管理提供了准确、快捷的应用数据，具有极大的实用价值。
图1为目前煤矿使用的电子称重数据采集系统；图2为本实用新型所提供的一较佳实施例的结构示意图；图3为图2所示实施例的信号采集模块构成示意图；图4为图2所示实施例的A/D信号转换通道构成示意图；图5为图2所示实施例的信号变送端口构成示意图。
具体实施方式
以下，通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
图2所示为本实用新型所涉及的一个具体实施例的系统构成示意图。图中，电子皮带秤是煤炭开采中通过对输送机上传送的煤炭质量进行实时测量的设备，它具有四个称重传感器。称重传感器的电压信号通过信号采集模块被转换传送到数据处理模块中。数据处理模块采用由CPU和相应的逻辑电路组成。数据处理模块根据预先设定的计算程序对该信号进行运算处理，再将处理后的数据传送到信号变送端口。信号变送端口内设有调制解调器。通过该调制解调器，数据被变换成适合远距离传输的信号，并被传送到设置在地面上的管理终端的信号输入端，其传输距离可以达到30公里。在系统工作中，本安电源提供了井下安全作业的电力能源。
管理终端是设置在地面上的计算机终端，它能够对上传的数据信号进行进一步的转换、计算、显示及使用。
图3所示为上述实施例的信号采集模块构成示意图。信号采集模块中设有四个信号转换通道，它对应于电子皮带秤上设置的四个称重传感器。每个称重传感器的输出电压信号针对一个信号转换通道，并经由其所对应的信号转换通道转换为数字信号而传送到数据处理模块的数据信号输入端。在这一传输过程中，四路电压信号被分别送到数据处理模块中进行计算处理，使计算的结果较之传统的方式具有了更高的精度。数据处理模块中预先设置的计算方法可以有效的克服由于皮带的偏移以及因重力不平衡造成皮带倾斜对计量精度的影响。减少测量误差，提高称量精度。
数据处理模块中还设有用于暂存信号数据的存储模块。信号变送端口在向管理终端传输数据信号时，存储模块同时记录了所传输的数据。当信号线路发生中断并恢复后，存储模块能够继续提供未传输的数据，从而保证了信号数据传送的连续性。
本实施例的信号转换通道的构成如图4所示。它是由滤波单元、信号放大单元、A/D转换单元以及光电隔离单元依次连接组成的。称重传感器输出的电压信号(0-30mV)首先经过滤波处理，再经过放大后被送入A/D转换单元成为数字信号。为防止对数据处理模块的干扰，该数字信号通过光电隔离单元后输出到数据处理模块。
信号转换通道中，A/D转换单元也可以采用V/F转换单元。
本实施例中的信号变送端口的构成如图5所示。由该图可以看出，信号变送端口内设有调制解调器和安全栅。安全栅是煤矿井下信号传输中常用的能够防止信号线短路而产生电火花的电路。当信号传输线路发生短路时，安全栅将短路电流限制在安全范围内，不产生火花，从而保证了矿井的安全。
安全栅连接在调制解调器的信号输出端，即调制解调器与管理终端之间的信号传输线上。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种电子称重数据传输系统，它包括设置在煤矿皮带传输设备上并具有称重传感器的电子皮带秤，其特征在于它还包括信号采集模块、数据处理模块、信号变送端口、管理终端及能够为井下电子设备安全供电的本安电源；所述信号采集模块中设有信号转换通道，该信号转换通道的设置数量与所述称重传感器的数量相对应，且信号转换通道的输入端与所述称重传感器一一对应连接，其输出端分别与所述数据处理模块的信号输入端对应连接；所述数据处理模块的输出信号通过所述信号变送端口传送到所述管理终端的信号端；所述信号变送端口内设有调制解调器。
2.根据权利要求1所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的称重传感器为二个或四个或四个以上。
3.根据权利要求1或2所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的信号转换通道是由依照信号处理顺序依次排列的信号滤波单元、信号放大单元、A/D转换单元以及光电隔离单元所组成，光电隔离单元的输出为该信号转换通道的输出端。
4.根据权利要求1或2所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的信号转换通道是由依按照信号处理顺序依次排列的信号滤波单元、信号放大单元、V/F转换单元以及光电隔离单元所组成。
5.根据权利要求1所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的数据处理模块是由CPU和相应的逻辑电路组成的数据处理模块或工控机。
6.根据权利要求1或5所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的数据处理模块中还设有用于暂存信号数据的存储模块。
7.根据权利要求1或2或5所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的信号变送端口内还设有用于井下作业，能够防止信号线短路而产生电火花的安全栅，该安全栅设置在所述调制解调器的输出端。
8.根据权利要求1所述的电子称重数据传输系统，其特征在于所述的管理终端为设置在地上的数据显示装置或计算机终端或网络主机。
专利摘要一种电子称重数据传输系统，它包括设置在煤矿皮带传输设备上并具有称重传感器的电子皮带秤，它还包括信号采集模块、数据处理模块、信号变送端口、管理终端及本安电源；信号采集模块中设有信号转换通道，信号转换通道的输入端与所述称重传感器一一对应连接，其输出端分别与数据处理模块的信号输入端对应连接；数据处理模块的输出信号通过信号变送端口传送到管理终端的信号端。本实用新型通过多通路并行、数据处理模块以及信号变送端口，不仅能在煤炭开采过程中进行精确的称重测量，而且还能在井下对数据进行现行处理和转换，从而能够将信号数据传送到较远的地面设备中，为煤矿企业的现代化生产管理提供了准确、快捷的应用数据。
文档编号G08C15/00GK2710067SQ20042007781
公开日2005年7月13日 申请日期2004年7月12日 优先权日2004年7月12日
发明者汪睦 申请人:北京斯凯尔工业自动化技术研究所