一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，涉及煤礦井下監(jiān)控【技術領域】。該裝置有一嵌入式MCU、分別與嵌入式MCU連接的模擬量輸入單元、開關量輸入單元、開關量輸出單元、實時時鐘單元、通信單元、存儲單元、本安液晶單元、電源，開關量輸入單元采集的開關信號通過光電隔離電路輸入嵌入式MCU，處理后通過光電隔離電路輸出。優(yōu)點：兼容性高，提高監(jiān)測精度、減少硬PLC監(jiān)控帶來的不便，可以在各類生產(chǎn)過程中及時、精確、方便的監(jiān)測各種信息，指導生產(chǎn)，保證煤礦的安全生產(chǎn)和煤礦工人的人身安全，最大限度減少財產(chǎn)損失。
【專利說明】一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤礦井下監(jiān)控【技術領域】，具體是一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置。

【背景技術】
[0002]煤炭行業(yè)一直是我國的能源支柱，良好和安全的開采環(huán)境對提高我國的煤炭產(chǎn)量和保證廣大煤礦工人的生命安全有著重要的意義。隨著電子技術、計算機軟件硬件技術的迅猛發(fā)展，國內各主要科研單位和生產(chǎn)廠家相繼推出了幾十種監(jiān)控裝置。這些裝置技術特點、功能各有所長，但標準不統(tǒng)一，初期投資巨大，維護成本高。


【發(fā)明內容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型提供一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，提高監(jiān)測精度、減少硬PLC監(jiān)控帶來的不便，可以在各類生產(chǎn)過程中及時、精確、方便的監(jiān)測各種信息，指導生產(chǎn)，最大限度減少財產(chǎn)損失。
[0004]本實用新型是以如下技術方案實現(xiàn)的:一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，包括嵌入式MCU、分別與嵌入式MCU連接的模擬量輸入單元、開關量輸入單元、開關量輸出單元、實時時鐘單元、通信單元、存儲單元、本安液晶單元、電源，開關量輸入單元采集的開關信號通過光電隔離電路輸入嵌入式MCU，處理后通過光電隔離電路輸出。
[0005]本實用新型的優(yōu)點
[0006]本實用新型的有益效果是:兼容性高，提高監(jiān)測精度、減少硬PLC監(jiān)控帶來的不便，可以在各類生產(chǎn)過程中及時、精確、方便的監(jiān)測各種信息，指導生產(chǎn)，保證煤礦的安全生產(chǎn)和煤礦工人的人身安全，最大限度減少財產(chǎn)損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明結構原理框圖；
[0008]圖2為通信單元原理框圖。

【具體實施方式】
[0009]參照圖1，以下結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0010]一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置具有嵌入式MCU、模擬量輸入單元、開關量輸入單元、開關量輸出單元、光電隔離電路、實時時鐘單元、通信單元、存儲單元、本安液晶單元以及電源。嵌入式MCU作為嵌入式軟PLC的主控中心，模擬量輸入單元、實時時鐘單元、存儲單元以及本安液晶顯示單元通過10 口與嵌入式MCU連接。
[0011]開關量輸入單元采集的開關量信號通過光電隔離電路進行光電隔離后輸入嵌入式MCU，處理后通過光電隔離電路輸出。
[0012]模擬量經(jīng)模擬量輸入單元調理后通過10 口與嵌入式MCU連接。
[0013]實時時鐘單元通過10 口與嵌入式連接，為系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲提供時間參數(shù)。
[0014]存儲單元為非易失性存儲器，用于存儲一定時間的數(shù)據(jù)。
[0015]通信單元包括串口、現(xiàn)場總線、83485接口和程序下載接口。串口用于編輯開發(fā)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信、系統(tǒng)調試和低速數(shù)據(jù)傳輸；現(xiàn)場總線、舊485接口用于監(jiān)控數(shù)據(jù)的可靠、準確、遠距離傳輸；程序下載接口用于將運行程序下載到嵌入式？IX中。
[0016]電源采用帶有軟啟動減壓穩(wěn)壓功能的本質安全型電源，可以通過對輸出電壓和電流的監(jiān)控，在出現(xiàn)過壓過流情況時，關斷電源的輸出，限制能量的釋放。
[0017]本安液晶單元采用本質安全型觸摸液晶顯示屏，人機交互界面可以顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)、控制系統(tǒng)運行參數(shù)。
[0018]在？IX控制裝置中，大多數(shù)輸入信號為開關量，包括各種按鈕、行程開關、接觸器/繼電器接點、傳感器檢測輸入等。這些輸入信號一般可以直接與輸入接口進行連接，經(jīng)過嵌入式軟系統(tǒng)內部輸入接口電路的信號轉換，變成嵌入式軟系統(tǒng)的輸入信號。但在工作環(huán)境復雜的工業(yè)現(xiàn)場，難以避免各種設備的干擾，如果輸入模塊設計不當，就會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作等重大失誤。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力與工作可靠性，嵌入式軟
裝置輸入接口電路中通常采用光電隔離的措施，這樣就大大減小設備之間的相互干擾，對二次電路進行電“絕緣”。同時，在一次電路或二次電路中，應設計有％濾波電路以降低輸入電流和消除高頻干擾信號。在設計輸入模塊時主要考慮到提高系統(tǒng)的抗干擾性，并使工業(yè)現(xiàn)場能與主機相互隔離，避免外電路故障而影響到主機的工作。當開關量輸出信號的負載較小時，一般可利用嵌入式軟？IX裝置的輸出接口直接驅動；對于大電流負載，則需通過繼電器觸點輸出、直流晶體管輸出、雙向晶閘管輸出等間接驅動負載。
[0019]在工業(yè)控制中，需要將開關機前的相關數(shù)據(jù)記錄下來，以便下次系統(tǒng)運行時使用已經(jīng)設置好的參數(shù)，有些重要數(shù)據(jù)也需要實時保存。以保證掉電或意外發(fā)生時不受影響。實時時鐘單元為系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲提供時間參數(shù)，存儲單元用于存儲系統(tǒng)和監(jiān)控數(shù)據(jù)。所有采集到的數(shù)據(jù)都要發(fā)送到監(jiān)控中心。現(xiàn)場總線接口用于監(jiān)控數(shù)據(jù)的可靠、準確、遠距離傳輸，包括收發(fā)器模塊設計和控制器模塊。
[0020]煤礦井下環(huán)境中有易燃的瓦斯，因此對防爆的要求極為嚴格，本質安全型設計尤為重要。通過限制電氣回路中的能量并配合電氣設備的結構設計，使得在正常和事故工況下回路中都不可能產(chǎn)生達到點燃源要求的點。電源部分為本質安全型設計并帶有軟啟動減壓穩(wěn)壓功能，可以通過對輸出電壓和電流的監(jiān)控，在出現(xiàn)過壓過流情況時，關斷電源的輸出，限制能量的釋放。本安液晶單元為本質安全型設計的觸摸液晶顯示屏，通過智能顯示組態(tài)軟件設計的人機交互界面可以顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)、控制系統(tǒng)運行參數(shù)。
[0021]在保證系統(tǒng)實時性的前提下，如果要在極短時間內獲取大數(shù)據(jù)量，且不允許數(shù)據(jù)丟失，那么采用環(huán)形緩沖區(qū)是一種理想的方法，而且能夠在投入較低硬件成本的基礎上，實現(xiàn)良好的系統(tǒng)運行性能。如圖2所示，通信單元有生產(chǎn)者、環(huán)形緩沖區(qū)和消費者三部分構成。生產(chǎn)者的數(shù)據(jù)是由串行通信模塊產(chǎn)生模塊，消費者是總線數(shù)據(jù)處理模塊，環(huán)形緩沖區(qū)處于生產(chǎn)者和消費者之間，是通信的中介。
【權利要求】
1.一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，其特征在于:包括嵌入式MCU、分別與嵌入式MCU連接的模擬量輸入單元、開關量輸入單元、開關量輸出單元、實時時鐘單元、通信單元、存儲單元、本安液晶單元、電源，開關量輸入單元采集的開關信號通過光電隔離電路輸入嵌入式MCU，處理后通過光電隔離電路輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的嵌入式MCU作為嵌入式軟PLC的主控中心，模擬量輸入單元、實時時鐘單元、存儲單元以及本質安全型觸摸液晶顯示屏通過1 口與嵌入式MCU連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的煤礦井下可視化智能監(jiān)控裝置，其特征在于:所述的通信單元包括串口、現(xiàn)場總線、RS485接口和程序下載接口 ；電源采用帶有軟啟動減壓穩(wěn)壓功能的本質安全型電源。
【文檔編號】G05B19/042GK204116855SQ201420163729
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】王其鐸, 張凱, 程萌 申請人:江蘇感知礦山科技股份有限公司