一种数字式矿用安全监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型实施例涉及矿井监控与通信技术领域，尤其涉及一种数字式矿用安全监控系统。
【背景技术】
[0002]《国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装
[2010] 146号)要求建设完善矿井监测监控系统，“实现对煤矿井下甲烷和一氧化碳的浓度、温度、风速等的动态监控”，并“保证监测数据准确可告”
与巨 ο
[0003]目前我国煤矿建设矿井监控系统的建设普及情况良好，实现了对瓦斯等各种灾害气体浓度的在线监测和仪器开停的控制等功能。虽然现有监控系统的整体功能已经日趋完善，但其整体性能尚需要进一步完善，现有监控系统存在的问题主要表现在:(1)煤矿安全监控系统网络结构可靠性差。现有监控系统大多数还采用主从式通信结构，虽然已有光纤环网通信结构的监控系统，但其分支仍采用主从式结构，数据传输速率低和冗余差，极易发生数据传输中断，无法实现设备间互联互控、区域危险快速控制。(2)监控系统设备数字化程度不高。现有监控系统在用的传感器大多采用模拟传输技术，不能实现传感器与分站双向传输数据以及工作状态识别及故障判断，造成监测数据可靠性差，误差数据难以有效鉴别和校正。(3)监控系统不具备开放性能。监控系统的生产厂家依据自身协议传输数据，导致异构系统无法接入，每个系统都拥有自身的传输线缆，造成井下线缆过多，增加了故障机率。(4)煤矿安全监控系统抗电磁干扰性较差。井下电磁环境恶劣，监控系统设备经常受到强电磁干扰，监控设备普遍不具备抗电磁干扰能力，极易使数据混乱，经常产生冒大数、误报警、误断电现象，甚至造成系统瘫痪。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种数字式矿井安全监控系统，实现监控数据的完整性、避免误报警和电磁干扰，从而提高矿井安全监控的可靠性。
[0005]本实用新型实施例提供了一种数字式矿井安全监控系统，包括:井上部分和井下部分，其中:
[0006]所述井上部分，包括监控主机和传输接口，其中:所述监控主机用于根据监控数据进行实时显示、监控和调度；所述传输接口，与监控主机建立连接，用于向监控主机传输井下部分提供的监控数据；
[0007]所述井下部分，包括终端设备、至少一个本安型分站、不间断电源箱、以及锂离子电池箱，其中:所述终端设备，用于监测井下环境及设备运行状况；所述本安型分站，与终端设备建立连接，用于向所述传输接口上传所述终端设备的监控数据；所述不间断电源箱，为矿用隔爆兼本安型，用于对所述本安型分站、传输接口和终端设备进行供电；所述锂离子电池箱，用于对所述传输接口、本安型分站、不间断电源箱和终端设备供电。
[0008]进一步的，还包括:电磁干扰保护装置，安装于所述传输接口、本安型分站的电源入口和信号入口，以及不间断电源箱和终端设备的电源入口，所述电磁干扰保护装置包括:进行放电管、共模扼流线圈、瞬变电压抑制器阵列和储能模块，用于防护采矿作业时对所述传输接口、本安型分站、不间断电源箱和终端设备的脉冲群干扰、浪涌干扰、电磁辐射干扰以及静电干扰。
[0009]进一步的，所述储能模块设置于不间断电源箱出口处，包括电感和储能电容，用于当脉冲群干扰、浪涌干扰产生时，将干扰产生的电流进行限制避免因本安保护造成断电。
[0010]进一步的，所述终端设备为数字传感器，包括:甲烷传感器、一氧化碳传感器以及矿用开停传感器，用于获取井下作业时的环境数据和设备运行数据；同时，所述数字传感器均具有存储器，用于在无法与所述本安型分站建立通信时，记录监控数据并存储。
[0011]进一步的，所述甲烷传感器为光谱吸收式甲烷传感器，用于煤矿井下空气中甲烷浓度的在线连续测量。
[0012]进一步的，所述不间断电源箱，包括:
[0013]本安输出单元，具有多路22V/800mA独立本安输出功能，用于对所述本安型分站、传输接口和终端设备的供电；
[0014]电源管理单元，具有电源管理功能，用于上位机通过本安型分站切断指定模块的本安输出；
[0015]CAN总线接口，用于实时通过本安型分站向上位机传输电池电量及各路供电信息;
[0016]液晶显示单元，用于实时显示各路本安输出的供电信息；
[0017]后备电池单元，用于交流断电时为系统模块持续供电。
[0018]进一步的，所述锂离子电池箱为8节60AH磷酸铁锂电池组的串联，输出一路交流AC127V，满载功率为300W，用于为所述传输接口、本安型分站、矿用隔爆兼本安型不间断电源箱和终端设备供电。
[0019]本实用新型实施例提供的一种数字式矿井安全监控系统，首先通过光谱吸收式甲烷传感器、一氧化碳传感器、矿用开停传感器等终端设备采集监控数据信息，其次基于CAN2.0B协议建立终端设备与本安型分站之间、本安型分站与传输接口之间的通讯，然后通过传输接口基于RS232方式与监控主机建立通讯，最终通过监控主机根据监控数据实现矿井作业的实时显示、监控和调度。在本实用新型实施例中，利用CAN2.0B协议的特点，实现非正常数据误差的滤除和重构，降低误差，保证了监控数据的完整性、避免误报警；同时本实用新型实施例提供的数字式矿井安全监控系统，还利用电磁干扰保护装置保护本安型分站、不间断电源箱、终端设备的电源入口及信号不因电磁干扰而损坏，以及利用不间断电源箱进行常规供电和利用锂离子电池箱作为备用电源，保障了监控系统供电的稳定性，进一步提高矿井安全监控的可靠性。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例一中一种数字式矿井安全监控系统的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型实施例二中一种数字式矿井安全监控系统的结构示意图；
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0023]实施例一
[0024]图1为本实用新型实施例一提供的一种数字式矿井安全监控系统的结构示意图，该系统包括:井上部分11和井下部分12，其中:
[0025]井上部分11，包括监控主机111和传输接口 112，其中:监控主机111用于根据监控数据进行实时显示、监控和调度；传输接口 112，与监控主机111建立连接，用于向监控主机111传输井下部分12提供的监控数据；
[0026]井下部分12，包括终端设备121、至少一个本安型分站122、不间断电源箱123、以及锂离子电池箱124，其中:终端设备121，用于监测井下环境及设备运行状况；本安型分站122，与终端设备111建立连接，用于向传输接口 112上传终端设备121的监控数据；不间断电源箱123，为矿用隔爆兼本安型，用于对本安型分站122、传输接口 112和终端设备121进行供电；锂离子电池箱124，用于传输接口 112、本安型分站122、不间断电源箱123和终端设备121供电。
[0027]在本实施例中，监控主机111具体可作为监控系统的监控终端，通过配置在监控主机111里的监控软件，根据监控数据实时进行显示、监控和调度。监控主机111的监控数据从传输接口