煤矿井下风水管路环境参数监测系统分站的设计

发布时间：2020-08-25 12:27

【摘要】：本论文以煤矿井下风水管路系统为主要研究对象,介绍了结合风水管路的特点和需求设计的煤矿井下风水管路环境参数监测系统。系统的关键点监测分站通过传感器采集环境参数数据,将采集的模拟量转换为数字量,并经过一定的比例换算得到真实环境参数的数据。液晶屏将同时显示监测分站地址、温度、湿度、流量、风压力、水压力、参数单位和日历时钟等信息。操作按键可对报警值进行修改,报警值存储在掉电可保存的存储电路中。关键点监测分站与地面监测主站之间通过RS-485通信接口或以太网实现数据交换。关键点监测分站通过不同的编码地址来确定指令的接收。如果上位机的指令未到达,关键点监测分站将数据实时显示在液晶屏上。如果收到上位机的指令,关键点监测分站先将数据组成数据帧发送给上位机,再将数据实时显示在液晶屏上。传感器在采集数据的过程中,如果数据超出报警值范围,监测分站则会控制语音报警装置和报警灯工作。应用该系统可以做到风水管路环境参数的动态监测、实时显示、故障报警,及时发现并帮助工作人员处理风水管路故障,从而确保煤炭企业安全高效地作业和井下从业人员的生命安全。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD76
【图文】：

图２．１逦ＲＳ－４８５通信示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１逦ＲＳ－４８５邋ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑如图２．１所示。该图为懫用ＲＳ－４８５接口通信的示意图。矿井关键点监测分逡逑９逡逑

图２．２以太网通信示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｅｔｈｅｒｎｅｔ邋ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑如图２．２所示。该图为采用以太网通信的示意图。与第一种方案不同的是，逡逑传输媒介采用以太网网络，每个矿井关键点监测分站都配有网络接口，只需为逡逑每个矿井关键点监测分站配置不同的ＩＰ地址，即可实现矿井关键点监测分站与逡逑地面监测主站的信息交互。数据在以太网中的传输速率要比使用ＲＳ－４８５接口通逡逑信方式快很多。逡逑通过对比以上两种设计方案，每种设计方案各有优缺点。考虑到目前煤炭逡逑企业的规模和大小不尽相同，矿井以太网的建设情况也不相同。最终选择将两逡逑１０逡逑

本课题设计的煤矿井下风水管路环境参数监测系统结构包含地面监测主站、逡逑矿井关键点监测分站和通信方式三个部分。本监测系统可同时挂载多个监测分逡逑站采集关键点的环境参数。监测系统的结构框图如图２．３所示。逡逑地面监测站主机逡逑ＲＳ－４８５通信逦以太网通信逡逑ＫＪＪＩ２型通信接口逦以太网交换机逡逑１号监测分站逦２号监测分站逦．．．．．．逦Ｎ号监测分站逡逑ｉｒｎｒｘｉｒｉ逦ｘ邋ｉ邋ｉ逦ｉｉ邋ｊｌ逦ｘ邋ｉ邋ｉ逦ｉｉｉ逡逑风水温ａ语逦风水温＃语逦风水温＃语逡逑压压湿Ｓ音招逦压压湿孟音招逦压压湿３音相逡逑力力度ｆ报５逦力力度Ｉ报忠逦力力度１报｜逡逑传传传４丯３逦传传传４替Ｇ逦……传传传４烰Ｊ逡逑感感感；Ｊ装ｗ逦感感感￥装＾逦感感感￥装ｎ逡逑ｙ邋［ｉｊ邋□邋［ａ］邋｜＿｜逦ｙ邋ｙ邋［ｉｊ邋□邋［ｓｊ逡逑图２．３监测系统结构框图逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｂｌｏｃｋ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑该监测系统通过风压力传感器、水压力传感器、温湿度传感器和流量传感逡逑器采集风水管路所处环境参数数据。从ＲＳ－４８５接口和以太网通信方式中选择一逡逑种进行数据的交换。在ＲＳ－４８５接口的通信中，需经过ＫＪＪ１２型通信接口与地面逡逑监测主站上位机相连。在以太网的通信中采用ＲＳ－４８５转以太网模块实现，即数逡逑据由单片机串口输出至ＲＳ－４８５通信电路，再经ＲＳ－４８５转以太网模块传输至以逡逑太网中，地面监测主站只需接入同一网络即可。该监测系统可同时搭载多个矿逡逑井关键点监测分站实现风水管路的环境参数监测。监测分站将采集的模拟Ｓ转逡逑换为数字量

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本文编号：2803693