专利名称：矿用隔爆兼本质安全型传输分站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿用隔爆兼本质安全型传输分站，适用于煤矿井下有瓦 斯和煤尘爆炸的危险场所，用作智能化微机综合保护装置或智能化数字采集装置 与地面监控中心的通信，把智能化微机综合保护装置或智能化数字采集装置监测 的各种电参量传送给地面监控中心工控机，同时，把工控机发出的控制指令(分、 合闸命令)，以及对终端装置参数设定指令传送给智能化微机综合保护装置或智 能化数字采集装置来执行工控机的命令，属于通信技术领域。
背景技术：
目前矿井井下高爆、馈电开关及其它产品采用就地控制为主，或采用矿井远 距离控制方式，导致地面调度室很难与井下设备进行通讯控制，同时也无法获取 井下设备中的数据信息，在井下设备产生故障时无法进行实时监测监控，无法实 现井上对井下开关设备及其它产品进行远程监测监控控制与管理，而井下的设备 需有专人进行管理控制，同时井下的操作事件信息无法及时上传到井上调度控制 中心，无法实现整个矿井设备的统一管理与调度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种矿用隔爆兼本质安全型传输分站，实现井下配 电室无人值守，在地面监测、监控井下开关。减少设备故障，达到提前预知设备 故障及其他参数信息，产生最快排除，实现自动化管理，可以在调度室进行控制， 井下配电室开关的适时运行状态(电流、电压、功率因数)上传到地面调度，调 度员可以监测、分析运行状况，以便做出正确决断。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种矿用隔爆兼本质安全型 传输分站，其特征在于，由操作平台、以太网交换机、数据转换接口模块、键盘、 电源管理模块、单相电源滤波器，变压器BK、熔断器FU1和电池组组成，操作 平台分别与以太网交换机、数据转换接口模块和电源管理模块连接，数据转换接 口模块分别与以太网交换机、电源管理模块和键盘连接，电源管理模块分别与单
相电源滤波器和电池组连接，单相电源滤波器通过变压器BK与熔断器FU1连接。
所述的数据转换接口模块由键盘接口、 UBS控制电路、隔离光耦、滤波器、 稳压器、转换电路、RS232接口、隔离电路和RS485接口组成，键盘接口通过UBS 控制电路、隔离光耦与滤波器连接，滤波器通过稳压器与转换电路连接，转换电 路分别与RS232接口和隔离电路连接，隔离电路与RS485接口连接。
所述的电源管理模块由整流器、滤波器、恒流充电电路、电池、电池保护电 路与电源模块组成，整流器通过滤波器与恒流充电电路连接，恒流充电电路分别 与电池和电池保护电路连接，电池保护电路与电源模块连接。
本实用新型是地面工控机与井下微机综合保护器的信息中转站，利用光缆和 网络口，实现井上井下信息的交换，从而完成对被控设备的自动控制。
随着通信技术的发展，对通信速率的要求越来越高，距离要求越来越远。根 据RS232C标准，它的最高传输速率为20kb/s时，最远距离仅为15m，当然在使 用中也可达到60m，但这远远不能满足上述发展对速度及距离所提出的新的要 求。RS485是利用差分传输方式提高通信距离和可靠性的一种通信标准，它在发 送端使用2根极性相反的信号线发送同一信号TX+，在接收端对这两根线上的 电压信号相减得到实际信号RX+，这种方式可以有效地抗共模干扰，提高通信距 离，最远可以传送1200m。 RS485的电器标准时，当RS485线路空闲(即不传送 信号)时，线路处于高阻(或挂起)状态，这时RS485线路就可以允许被其他设 备占用，也就是说具有RS485通信接口的设备连成网络。根据RS485驱动芯片驱 动能力的不同， 一个RS485数据发送设备可以驱动32 256台RS485数据接收设 备。当RS485网络上的设备多于2台时，就必须采用半双工方式进行通信，即数 据发送和接收使用同一线路，发送时不允许接收数据进入线路，反之亦然，在 RS485网络中只允许有一个设备是主设备，其余全部是从设备；或者无主设备， 各个设备之间通过传递令牌获得总线控制权。
由于RS485具有诸多优点，现已被大量采用，但普通PC机很少直接配置 RS485通信接口，则在RS485信号传至分站中，需要通过数字转换接口设备对 RS485信号转换成RS232信号。在数字转换接口设备与嵌入式工控机之间则通过 C0M1或COM2串口进行通讯连接。
本实用新型具有本机初始化和发送，接收，显示功能；能接收并贮存上一级 计算机的命令；根据上一级计算机的命令，采集处理各终端装置或传感器的信号， 并向上传输。
本实用新型可以远方修改、设定保护参数。地面调度员可以分、合井下配电 室开关。可以记录运行中的电流、电压的波形。可以记录开关的分、合闸时间次 数。可以记录事故(跳闸)状态参数，以供事后分析査找原因，作出正确的预防 措施。可以自动、准确汇总各台开关的电量，有利于全员目标成本管理、节能降 耗。可以合理调配电力，提高电网运行质量减轻电费支出。可以将井下开关情况 通过网络上传至管理人员办公室或家中，提供分析和判断的依据，确保命令及时 准确下达，运行异常(电流过大、电压偏低或偏高)及时报警、跳闸后自动报警， 有利于预防事故、防止事故扩大和縮短事故时间。
本实用新型实现对井下智能化保护器设备的RS485现场总线中的数据进 行采集，格式化处理同时对数据进行转发存储，通过工业以太网交换机上传 到地面调度系统中，地面监控计算机代替人看管井下配电室，对井下设备进 行实时监测监控，本实用新型除与综合保护通讯外，还可以接入具有以太网 接口的视频监控系统、具有以太网接口的PLC测控系统等，并将该系统的信 号送往地面，减少井下人员，就是安全的保证。
本实用新型的优点是电气结构简单，布线简洁，采用接线腔双隔爆型，实现 通讯与通电独立隔爆，集成度高，大屏幕液晶显示，直观，实时按键设定，远程 与就地设定，真正实现矿井无人值守的自动化综合管理。
图1为矿用隔爆兼本质安全型传输分站结构示意图2为数据转换接口模块结构示意图3为电源管理模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
如图l所示，为矿用隔爆兼本质安全型传输分站结构示意图，所述的矿用隔
爆兼本质安全型传输分站由操作平台、以太网交换机、数据转换接口模块、键盘、 电源管理模块、单相电源滤波器，变压器BK、熔断器FU1和电池组组成，操作 平台分别与以太网交换机、数据转换接口模块和电源管理模块连接，数据转换接 口模块分别与以太网交换机、电源管理模块和键盘连接，电源管理模块分别与单 相电源滤波器和电池组连接，单相电源滤波器通过变压器BK与熔断器FU1连接。
以太网交换机选用EDS408-SS-SC或EDS308-SS-SC，内置光纤以太网交换机， 方便组成光纤以太环网；支持远程维护和监控；配有液晶汉字显示器，能够显示 变电所的电流电压，开关状态，事件记录信息；可以接入其他智能设备。
如图2所示，为数据转换接口模块结构示意图，所述的数据转换接口模块由 键盘接口、 UBS控制电路、隔离光耦、滤波器、稳压器、转换电路、RS232接口、 隔离电路和RS485接口组成，键盘接口通过UBS控制电路、隔离光耦与滤波器连 接，滤波器通过稳压器与转换电路连接，转换电路分别与RS232接口和隔离电路 连接，隔离电路与RS485接口连接。
图3为电源管理模块结构示意图，所述的电源管理模块由整流器、滤波器、 恒流充电电路、电池、电池保护电路与电源模块组成，整流器通过滤波器与恒流 充电电路连接，恒流充电电路分别与电池和电池保护电路连接，电池保护电路与 电源模块连接。
蓄电池具有掉电2小时后备电源接续供电的能力，确保全站停电后，能将故 障信息传到地面调度监控系统。
本实用新型对6KV高压开关应具备远程监测、监控功能；对1140V或660V、 380V低压开关应具备远程监测、监视功能
1. 对6KV高压真空配电装置远程分、合闸操作；
2. 对6KV高压真空配电装置电力参数实时监测；
3. 对6KV高压真空配电装置额定参数远程、就地设定；
4. 对6KV高压真空配电装置故障状态实时监视；
5. 对1140V或660V、 380V低压开关电力参数实时监测；
6. 对1140V或660V、 380V低压开关额定参数远程就地设定；
7. 对1140V或660V、 380V低压开关故障状态实时监视；本实用新型对地面配接设备
1. 地面工业以太网交换机；
2. 内置WZBQ-6型智能化微机综合保护器的QJZ、 QBZ、 QJG系列矿用隔爆兼本 质安全型真空电磁起动器；
3. 内置WZB-6G型智能化微机综合保护器的BKD、 KBZ、 KBZ16系列矿用隔爆 型真空馈电开关；
4. 内置GWZB-10型智能化微机综合保护器的BGP、 PBG系列矿用隔爆型高压 真空配电装置；
3.智能化数字式电参量采集装置；
本实用新型单台可以并接32或64路RS485数字量通信口，监测控制32或64 台开关设备；
地面中心站到监控分站之间的传输介质为矿用阻燃单膜两芯光缆(波长 1310nm，衰减系数0.4dbm/Km);监控分站到终端保护装置之间的传输介质为矿 用阻燃通信电缆(电缆型号MHYVR1X 4/1.0，分布电阻为12.8Q/km，分布电容为0.06 y/km，分布电感为0. 8mH/km)。
地面中心站到监控分站之间光纤以太网传输速率为100Mbps，监控分站到 终端保护装置之间RS485信号传输速率为1200bps。
工作时，根据现场总线技术及相关协议，将现场设备中的数据进行实时采集， 现场设备中的保护装置之间通过RS485技术并联挂接在一条总线上，将RS485 现场总线引入到本实用新型中的数据转换接口，经过数据转换接口对RS485信号 转换成RS232信号，通过串口 C0M1或COM2将RS232 (或RS485)信号传输到嵌入 式一体机，嵌入式一体机采用windows CE. NET操作系统，在嵌入式一体机中对 现场采集的数据进行数据处理变换，并通过RJ45 口进行数据转发将数据传输给 本实用新型中的多功能以太网交换机，以太网交换机与井上、下其它以太网交换 机形成矿井环型以太网结构，将井下实时数据上传到井上调度中心。
权利要求1. 一种矿用隔爆兼本质安全型传输分站，其特征在于，由操作平台、以太网交换机、数据转换接口模块、键盘、电源管理模块、单相电源滤波器，变压器BK、熔断器FU1和电池组组成，操作平台分别与以太网交换机、数据转换接口模块和电源管理模块连接，数据转换接口模块分别与以太网交换机、电源管理模块和键盘连接，电源管理模块分别与单相电源滤波器和电池组连接，单相电源滤波器通过变压器BK与熔断器FU1连接。
2. 根据权利要求l所述的矿用隔爆兼本质安全型传输分站，其特征在于，所述 的数据转换接口模块由键盘接口、 UBS控制电路、隔离光耦、滤波器、稳压 器、转换电路、RS232接口、隔离电路和RS485接口组成，键盘接口通过UBS 控制电路、隔离光耦与滤波器连接，滤波器通过稳压器与转换电路连接，转 换电路分别与RS232接口和隔离电路连接，隔离电路与RS485接口连接。
3. 根据权利要求1所述的矿用隔爆兼本质安全型传输分站，其特征在于，所述 的电源管理模块由整流器、滤波器、恒流充电电路、电池、电池保护电路与 电源模块组成，整流器通过滤波器与恒流充电电路连接，恒流充电电路分别 与电池和电池保护电路连接，电池保护电路与电源模块连接。
专利摘要本实用新型涉及一种矿用隔爆兼本质安全型传输分站，其特征在于，由操作平台、以太网交换机、数据转换接口模块、键盘、电源管理模块、单相电源滤波器，变压器BK、熔断器FU1和电池组组成，操作平台分别与以太网交换机、数据转换接口模块和电源管理模块连接，数据转换接口模块分别与以太网交换机、电源管理模块和键盘连接，电源管理模块分别与单相电源滤波器和电池组连接，单相电源滤波器通过变压器BK与熔断器FU1连接。本实用新型的优点是电气结构简单，布线简洁，远程与就地设定，真正实现矿井无人值守的自动化综合管理。
文档编号E21F17/18GK201078242SQ20072007290
公开日2008年6月25日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者丹 朱 申请人:电光防爆科技(上海)有限公司