礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種煤礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯和礦山壓力是影響我國煤炭安全生產(chǎn)的主要危害，而這些危害從某種意義上講有著相互直接或間接的關(guān)系。然而，現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，還處在對單一事故災(zāi)害監(jiān)測監(jiān)控的狀態(tài)，人為地分割了各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)性，從而造成了各類災(zāi)害事故的研宄和管理辦法的彼此獨立，使安全事故的控制決策存在一定的片面性。
[0003]隨著煤礦安全事故預(yù)測和控制理論研宄的不斷深入，原來單一的煤礦安全煤礦監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備越來越不適應(yīng)當前煤礦安全事故預(yù)測和控制理論的研宄以及煤礦安全信息化的發(fā)展需求，從而對相關(guān)安全信息采集的手段也提出了更高的要求。因此，研制礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控設(shè)備，能夠?qū)τ绊懨旱V安全事故的信息進行綜合監(jiān)測監(jiān)控，這不僅為獲取影響煤礦安全生產(chǎn)的綜合信息提供了先進有效的手段和平臺，而且也對推進煤礦安全生產(chǎn)的信息化，特別是對煤礦安全事故預(yù)測和控制的綜合信息基礎(chǔ)的研宄都有著重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站。該分站能夠采集煤礦井下多種模擬量和開關(guān)量信號，具有數(shù)據(jù)處理、信息顯示和控制輸出功能，能夠與上位機遠距離通訊。
[0005]為達上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，它是在儀器殼體內(nèi)安裝有主電路板和顯示電路板，主電路板和顯示電路板實現(xiàn)通訊，其特征在于，所述的主電路板由信號采集電路、單片機電路、通訊電路、控制輸出電路連接組成；顯示電路板由漢字液晶模塊和LED指示電路連接組成；上述的信號采集電路由并行16路信號采集電路和串行20路信號采集電路組成，可同時采集并行16路200-1000hz的頻率信號、開關(guān)量信號和20路串行輸入信號；上述的單片機電路包括兩個單片機，兩個單片機共用一個數(shù)據(jù)存儲器，其中第一單片機用于管理通訊電路與上位機通訊，第二單片機用于管理信號采集電路、控制輸出電路和顯示電路。
[0006]上述的并行16路信號采集電路由16路光電隔離器P521與2只模擬開關(guān)⑶4051連接組成，2只模擬開關(guān)在單片機II AT98S52的控制下依次選通16通道，并由第二單片機II檢測16路信號的200-1OOOhz頻率值。
[0007]上述的串行20路信號采集電路采用型號為MAX1487的芯片作為RS-485標準串行通訊電路，依次采集20路RS-485標準的串行信號。
[0008]上述的單片機電路的兩個單片機是型號AT89C205的單片機，兩個單片機共用一個型號FM24C16的數(shù)據(jù)存儲器，其中第一單片機I為主機，通過上行RS-485通訊電路與上位機通訊；第二單片機II通過并行16路信號采集電路實時采集并行16路的模擬量或開關(guān)量信號，還通過串行20路信號采集電路定時采集串行20路變送器的通訊數(shù)據(jù)，并將實時和定時采集的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲器，再通過5路控制輸出電路實現(xiàn)對開關(guān)量的控制輸出；輸出后通過排線與顯示電路板連接將信息顯示送入128X64漢字液晶模塊，直觀地顯示信息。
[0009]上述的RS-485通訊電路由標準的RS-485芯片MAX1487、三極管放大器9015和第一單片機I組成；三極管9015連接在第一單片機I和RS-485芯片的接收端之間，具有接收信號的放大功能，增強RS-485總線的通訊距離和負載能力。
[0010]上述的5路控制輸出電路由第二單片機I1、反相器74LS04和5只光電隔離器P521組成；第二單片機II發(fā)送邏輯控制指令信號給反相器74LS04，信號邏輯反相后經(jīng)光電隔離器送入外部執(zhí)行器。
[0011]本實用新型由于采用了雙單片機電路，從而增加了一個串行通訊接口，使得本實用新型對涉及煤礦多類安全信息如瓦斯通風類、礦山壓力類、礦井水災(zāi)害類的同時采集變?yōu)楝F(xiàn)實。在通訊電路中，增加了接收信號的放大功能，使得本實用新型能夠與上位機遠距離通訊。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例電路板原理框圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例并行16路信號采集電路圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例通訊電路圖；
[0015]圖4為本實用新型實施例控制輸出電路。
【具體實施方式】
[0016]本實用新型的礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，它是在儀器殼體內(nèi)安裝有如圖1所示的主電路板和顯示電路板，主電路板和顯示電路板通過排線實現(xiàn)通訊；所述的主電路板由信號采集電路、單片機電路、通訊電路、控制輸出電路連接組成；顯示電路板由型號為LCM128645ZK漢字液晶模塊和LED發(fā)光二極管組成。
[0017]上述的信號采集電路如圖2所示，由并行16路信號采集電路和串行20路信號采集電路組成，可同時采集并行16路200-1000hz的頻率信號、開關(guān)量信號和20路串行輸入信號；并行16路信號采集電路由16路光電隔離器P521與2只模擬開關(guān)⑶4051連接組成，2只模擬開關(guān)在單片機II AT98S52的控制下依次選通16通道，并由第二單片機II檢測16路信號的200-1000hz頻率值；串行20路信號采集電路采用型號為MAX1487的芯片作為RS-485標準串行通訊電路，依次采集20路RS-485標準的串行信號。
[0018]上述的單片機電路包括型號AT89C205的第一單片機I和型號AT89C205的第二單片機片II，第一單片機I和第二單片機II共用一個型號FM24C16數(shù)據(jù)存儲器，并采用并行工作方式；第一單片機I啟動后，給第二單片機II復(fù)位，啟動指令兩個單片機并行工作；
[0019]其中第一單片機I為主機，通過上行RS-485通訊電路與上位機通訊，第二單片機II通過并行16路信號采集電路實時采集并行16路的模擬量或開關(guān)量信號；通過串行20路型號采集電路定時采集串行20路變送器的通訊數(shù)據(jù)；將實時和定時采集的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲器；通過5路控制輸出電路實現(xiàn)對開關(guān)量的控制輸出；通過排線與顯示電路板連接將信息顯示送入128X64漢字液晶模塊，直觀地顯示信息。
[0020]上述的通訊電路如圖3所示，由標準的RS-485芯片MAX1487、三極管放大器9015和第一單片機I組成，三極管9015連接在第一單片機I和RS-485芯片MAX1487的接收端之間，具有接收信號的放大功能，增強RS-485總線的通訊距離和負載能力。
[0021]上述的控制輸出電路是5路控制輸出電路，如圖4所示，由第二單片機I1、反相器74LS04和5只光電隔離器P521組成，第二單片機II發(fā)送邏輯控制指令信號給反相器74LS04，信號邏輯反相后經(jīng)光電隔離器送入外部執(zhí)行器。
【主權(quán)項】
1.一種礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，它是在儀器殼體內(nèi)安裝有主電路板和顯示電路板，主電路板和顯示電路板實現(xiàn)通訊，其特征在于，所述的主電路板由信號采集電路、單片機電路、通訊電路、控制輸出電路連接組成；顯示電路板由漢字液晶模塊和LED指示電路連接組成；上述的信號采集電路由并行16路信號采集電路和串行20路信號采集電路組成，可同時采集并行16路200-1000hz的頻率信號、開關(guān)量信號和20路串行輸入信號；上述的單片機電路包括兩個單片機，兩個單片機共用一個數(shù)據(jù)存儲器，其中第一單片機用于管理通訊電路與上位機通訊，第二單片機用于管理信號采集電路、控制輸出電路和顯示電路。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，其特征在于，上述的并行16路信號采集電路由16路光電隔離器P521與2只模擬開關(guān)⑶4051連接組成，2只模擬開關(guān)在單片機II AT98S52的控制下依次選通16通道，并由第二單片機II檢測16路信號的200-1000hz頻率值；上述的串行20路信號采集電路采用型號為MAX1487的芯片作為RS-485標準串行通訊電路，依次采集20路RS-485標準的串行信號。
3.如權(quán)利要求1所述的礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，其特征在于，上述的單片機電路的兩個單片機是型號AT89C205的單片機，兩個單片機共用一個型號FM24C16的數(shù)據(jù)存儲器，其中第一單片機I為主機，通過上行RS-485通訊電路與上位機通訊；第二單片機II通過并行16路信號采集電路實時采集并行16路的模擬量或開關(guān)量信號，還通過串行20路信號采集電路定時采集串行20路變送器的通訊數(shù)據(jù)，并將實時和定時采集的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)存儲器，再通過5路控制輸出電路實現(xiàn)對開關(guān)量的控制輸出；輸出后通過排線與顯示電路板連接將信息顯示送入128X64漢字液晶模塊，直觀地顯示信息。
4.如權(quán)利要求3所述的礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，其特征在于，上述的RS-485通訊電路由標準的RS-485芯片MAX1487、三極管放大器9015和第一單片機I組成；三極管9015連接在第一單片機I和RS-485芯片的接收端之間，具有接收信號的放大功能，增強RS-485總線的通訊距離和負載能力。
5.如權(quán)利要求3所述的礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，其特征在于，上述的5路控制輸出電路由第二單片機I1、反相器74LS04和5只光電隔離器P521組成；第二單片機II發(fā)送邏輯控制指令信號給反相器74LS04，信號邏輯反相后經(jīng)光電隔離器送入外部執(zhí)行器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用多功能安全生產(chǎn)在線檢測監(jiān)控分站，它是在儀器殼體內(nèi)安裝有主電路板和顯示電路板，主電路板和顯示電路板實現(xiàn)通訊，其特征在于，所述的主電路板由信號采集電路、單片機電路、通訊電路、控制輸出電路連接組成；顯示電路板由漢字液晶模塊和LED指示電路連接組成；本實用新型由于采用了雙單片機電路，從而增加了一個串行通訊接口,使得本實用新型對涉及煤礦多類安全信息如瓦斯通風類、礦山壓力類、礦井水災(zāi)害類的同時采集變?yōu)楝F(xiàn)實。在通訊電路中，增加了接收信號的放大功能，使得本實用新型能夠與上位機遠距離通訊。
【IPC分類】G05B19-042, G05B19-048, E21F17-18, H04L29-06
【公開號】CN204457871
【申請?zhí)枴緾N201420856738
【發(fā)明人】范煒琳, 張海濤, 趙傳凱, 鄭梅, 秦廣鵬, 王偉峰
【申請人】山東華碩能源科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月29日