一种矿用供电设备实时监控系统的制作方法

1.本实用新型提供一种矿用供电设备实时监控系统，属于矿用供电设备实时监控技术领域。


背景技术：

2.针对井下供电设备的运行与监控，主要采用现场人员值守的方式，进行定期巡检和现场登记的方式，实时记录井下供电设备的运行状态，该监控方式工作量大，工作强度高，且监控质量和效率不能得到保障；针对该问题，目前井下也有使用c/s架构的矿用供电监控系统来替代人工监控，然而c/s架构的监控网络建立在专用的网络上，仅适用于小范围的网络环境，局域网之间还要通过专门的服务器提供连接和数据交换服务，应用于监控范围较为宽广的井下环境中，针对各供电设备的运行数据采集困难，且由于各供电设备的监控端口之间缺少中继站点，使得采集数据在传输时的可靠性较差，实现的监控功能单一，已经不能满足当前对井下各供电设备运行状态的监控需求。


技术实现要素：

3.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种矿用供电设备实时监控系统硬件结构的改进。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿用供电设备实时监控系统，包括设置在井上监控室内的监控设备，所述监控设备包括监控主机、监控备用机、服务器主机、服务器备用机，各监控设备之间通过工业交换机进行数据交互；
5.所述监控主机的内部设置有微控制器、数据通信模块、数据存储模块和电源模块，所述监控主机的外部设置有显示屏、控制模块和声光报警模块，所述微控制器通过导线分别与数据通信模块、数据存储模块、显示屏、控制模块、声光报警模块相连，所述微控制器的电源输入端与电源模块相连；
6.所述数据通信模块具体通过导线与工业交换机相连；
7.所述监控备用机与监控主机内部结构相同；
8.所述工业交换机通过光纤电缆与设置在井上的第一电力监控分站相连，所述第一电力监控分站通过光纤电缆与设置在井下的多个第二电力监控分站相连；
9.所述第二电力监控分站通过导线分别与多个高压真空配电装置和多个真空馈电开关的控制端相连。
10.所述微控制器还通过数据通信模块与打印机相连。
11.所述电源模块的输入端与不间断电源相连，所述不间断电源通过外接电涌保护器与220v交流电相连。
12.所述高压真空配电装置和真空馈电开关外部还设置有网络摄像头，所述网络摄像头通过导线与第二电力监控分站相连。
13.所述监控主机和监控备用机上还设置有电子挂牌监控屏，所述电子挂牌监控屏通
过导线与微控制器相连。
14.所述工业交换机具体为mie-2210工业以太网交换机。
15.所述第一电力监控分站和第二电力监控分站具体为kj1945-f矿用隔爆兼本安型电力监控分站。
16.所述高压真空配电装置具体为型号pjg9-630或pjg9-400的矿用隔爆兼本质安全型高压永磁机构真空配电装置。
17.所述真空馈电开关具体为型号kjz1-630或kjz1-400的矿用隔爆兼本质安全型低压永磁机构真空馈电开关。
18.所述工业交换机进行数据交互时采用的通信协议为modbus tcp。
19.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一种适用于矿用供电装置的远程监控系统，可以根据需求对井下供电系统中包含的矿用开关装置进行远程控制分合闸、人工置数、电子挂牌等操作，经上级管理员用户审核后执行下发指令或拒绝执行，并在存储、分析统计采集的供电装置的相关数据后，实现越阈报警、设备故障反馈、用电统计等功能，同时还可以提供相关供电设备网络摄像头的实时画面以及数据历史记录；本实用新型在自动化控制技术的基础上，通过物联网技术，整合了工业通讯控制、网络视频等技术，采用互联网b/s架构的监控系统，实现了远程可视化监控矿用供电装置，进一步保障了矿用供电装置的安全、可靠、稳定运行，从而促进生产效率的提高。
附图说明
20.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型监控主机的电路结构示意图；
23.图中：10为监控主机、20为监控备用机、30为服务器主机、40为服务器备用机、50为工业交换机、11为微控制器、12为数据通信模块、13为数据存储模块、14为电源模块、15为显示屏、16为控制模块、17为声光报警模块、18为打印机、19为不间断电源、60为第一电力监控分站、70为第二电力监控分站、80为高压真空配电装置、90为真空馈电开关。
具体实施方式
24.如图1和图2所示，本实用新型提供的矿用供电监控系统采用b/s架构，使用的plc控制主机和服务器主机均基于modbustcp数据传输协议来采集煤矿井上和井下供电装置的运行数据，使用的监控主机外接有用于查看相应设备运行数据的显示屏，并具备远程的实时控制功能，在存储、分析、统计采集供电装置的运行数据后，同时进行超阈值报警、设备故障反馈、用电数据统计等操作。
25.本实用新型在井下作业区域还设置有网络摄像头，用于实时监控高压真空配电装置和真空馈电开关运行状态，采集的图像数据均实时通过监控分站反馈回监控主机，由监控主机记录数据监控历史数据、操作历史数据，基于该远程查看功能，使得用户非必要无需下井，即可通过监控主机显示屏远程查看各路矿用供电装置的运行状态。
26.本实用新型提供的供电监控系统通过modbus tcp协议采集自研网关中的供电装置数据，具体通过modbus rtu协议采集供电装置数据并保存在监控主机的数据存储模块
中，并支持查看供电设备实时的运行数据，具备远程实时控制功能。
27.同时，本实用新型为监控工作人员检修供电装置，监控主机还外接有电子挂牌监控屏，提供有电子挂牌操作，具体在供电设备分闸时控制监控屏挂上检修牌，并禁止远程合闸动作，在检修完成后撤消检修牌，恢复正常远程控制操作；如果设备需要检修，可在设备分闸的状态下在电子挂牌监控屏上进行电子挂牌，挂上检修牌后不再提供设备实时数据展示和远程控制等等，直到撤销电子挂牌或设备人工合闸后自动撤销电子挂牌。
28.进一步的，本实用新型在使用时，监控系统通过监控主机设置定时任务对井下各供电装置的运行数据进行采集，经过对不同设备不同数据进行分析处理后，导出数据至用户可用于信息交互的显示屏上进行查看；为实现上述功能，本实用新型使用的各控制模块技术指标如下：
29.针对监控主备机、服务器主备机与地面网络交换机之间的传输：
30.1)传输方式采用以太网电信号；
31.2)接口数量采用监控主备机1路、服务器主备机1路、地面网络交换机8路；
32.3)传输介质采用网线；
33.针对分站与地面网络交换机之间、分站与分站之间的传输：
34.1)传输方式采用以太网光信号；
35.2)接口数量采用分站2路、地面网络交换机2路；
36.3)传输介质采用使用mgtsv通信光缆，其中热熔接点10个，冷熔接点5个，活动接点2个
37.针对分站与真空配电装置或馈电开关之间的传输：
38.1)传输方式采用主从、半双工、rs485通信协议；
39.2)接口数量采用分站8路、真空配电装置或馈电开关1路；
40.3)传输介质采用mhyv通信电缆；
41.本实用新型的最大监控容量设置为：
42.系统井下最多可接入3台分站，每台分站具有8个rs485支路，其中6个rs485的每路最多可接入8台真空配电装置（内置jagb-1高压智能综合保护装置），其余2个rs485的每路最多可接入8台真空馈电开关（内置jakd-1智能综合保护器）。
43.进一步地，使用的监控系统可配置对供电装置的一些指标进行超阈值报警，经过对系统采集的供电装置实时运行数据的越阈值判别，如果数据发生了越阈现象，则产生相应的报警信号并推送到监控主机的拓扑页面进行弹窗显示，同时进行语音播报报警信息，并根据报警级别优先展示高级别报警信息。
44.进一步地，本系统对设备故障采用显式提醒，如果用户未注意到或未对故障信息进行处理，则声光报警的故障信息会一直提示，如果用户未手动处理故障提示信息，但是故障结束了，则故障提示信息会自动消失，如果用户通过手动处理过故障提示信息，故障结束后将不再有故障提示信息，可通过故障记录查看所有设备的故障记录信息。
45.进一步地，本系统提供矿用供电装置的相关数据历史记录查询、导出打印等功能，包括实时数据记录，远程操作记录，报警记录，故障记录，累计用电量记录，用电量日报、月报，用户登录日志与用户操作日志，可以根据保存的相关的历史记录数据协助发生问题后的进一步排查，从而达到保障矿用供电装置的安全、可靠、稳定运行，进而促进更高的生产
效率。
46.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
47.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种矿用供电设备实时监控系统，包括设置在井上监控室内的监控设备，其特征在于：所述监控设备包括监控主机（10）、监控备用机（20）、服务器主机（30）、服务器备用机（40），各监控设备之间通过工业交换机（50）进行数据交互；所述监控主机（10）的内部设置有微控制器（11）、数据通信模块（12）、数据存储模块（13）和电源模块（14），所述监控主机（10）的外部设置有显示屏（15）、控制模块（16）和声光报警模块（17），所述微控制器（11）通过导线分别与数据通信模块（12）、数据存储模块（13）、显示屏（15）、控制模块（16）、声光报警模块（17）相连，所述微控制器（11）的电源输入端与电源模块（14）相连；所述数据通信模块（12）具体通过导线与工业交换机（50）相连；所述监控备用机（20）与监控主机（10）内部结构相同；所述工业交换机（50）通过光纤电缆与设置在井上的第一电力监控分站（60）相连，所述第一电力监控分站（60）通过光纤电缆与设置在井下的多个第二电力监控分站（70）相连；所述第二电力监控分站（70）通过导线分别与多个高压真空配电装置（80）和多个真空馈电开关（90）的控制端相连。2.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述微控制器（11）还通过数据通信模块（12）与打印机（18）相连。3.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述电源模块（14）的输入端与不间断电源（19）相连，所述不间断电源（19）通过外接电涌保护器与220v交流电相连。4.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述高压真空配电装置（80）和真空馈电开关（90）外部还设置有网络摄像头，所述网络摄像头通过导线与第二电力监控分站（70）相连。5.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述监控主机（10）和监控备用机（20）上还设置有电子挂牌监控屏，所述电子挂牌监控屏通过导线与微控制器（11）相连。6.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述工业交换机（50）具体为mie-2210工业以太网交换机。7.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述第一电力监控分站（60）和第二电力监控分站（70）具体为kj1945-f矿用隔爆兼本安型电力监控分站。8.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述高压真空配电装置（80）具体为型号pjg9-630或pjg9-400的矿用隔爆兼本质安全型高压永磁机构真空配电装置。9.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述真空馈电开关（90）具体为型号kjz1-630或kjz1-400的矿用隔爆兼本质安全型低压永磁机构真空馈电开关。10.根据权利要求1所述的一种矿用供电设备实时监控系统，其特征在于：所述工业交换机（50）进行数据交互时采用的通信协议为modbus tcp。

技术总结
本实用新型提供一种矿用供电设备实时监控系统，属于矿用供电设备实时监控技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种矿用供电设备实时监控系统硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：监控设备包括监控主机、监控备用机、服务器主机、服务器备用机，各监控设备之间通过工业交换机进行数据交互；监控主机内部设置的微控制器通过导线分别与数据通信模块、数据存储模块、显示屏、控制模块、声光报警模块相连，微控制器的电源输入端与电源模块相连；数据通信模块具体通过导线与工业交换机相连；工业交换机通过光纤电缆与设置在井上的第一电力监控分站相连；本实用新型应用于矿用供电设备监控场所。供电设备监控场所。供电设备监控场所。


技术研发人员：梁晟辉 赵旭亮 宋文浩 吕爱国 杨武威 范卓鹏 付宇东 牛勇飞 范素芳
受保护的技术使用者：山西际安电气有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/8/19