CN103541766A - 一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，包括：（a）信息层，所述信息层由位于地面的各级主站组成；（b）控制层，所述控制层由多个位于地下的组成环网的防爆工业以太网络交换机和本安型网络智能分站组成。本发明基于防爆工业以太网的安全监控系统釆用了高速的传输控制技术，能快速可靠地进行远程监测监视和控制，采用开放式的通信协议可保证系统长时间安全运行，能够大大提高矿井安全系统的数据传输性能和效率，为减少矿井事故的发生起到了很好的保障作用。

Description

一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统

技术领域

本发明涉及一种安全监测系统，具体涉及一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统。

背景技术

煤在煤矿井下作业，由于受地质条件、环境及有毒有害气体的影响，各种矿难事故频频发生，对生命与财产造成了严重的破坏性，所以煤矿井下的安全作业环境是我们当前及长远的工作重点。

虽然目前一些针对煤矿井下安全监测领域开发的产品设备，特别是针对危险气体的报警装置已得到普遍的开发与应用。但其基本上都是利用简单的气体传感器来采集危险气体的浓度信号，在其浓度超过一定标准后开始报警。这种设备其功能相对单一，在预防煤矿井下事故和突发事故中所起的作用毕竟有限，达不到“防突”的目的与要求。

目前，为煤矿井下安全使用了如下监控系统:工作面综合监测系统、瓦斯等环境参数监测系统、通风监测系统、设备运行参数监控系统、皮带集控系统和束管监测系统等。这些安全生产监测监控系统多为封闭系统，系统中使用的通信协议和信息交换标准都是由厂商自己制定的，严格保密，互不兼容。而且，网络结构和通信模式多样，不同系统间联网困难，难以做到数据共享，造成设备的重复投资，由于每种系统都需要建立自己的通信网络，电缆(光缆)的重复敷设、维修人员的重复设置，造成企业资源配置不合理，并且系统的可扩展性受到限制。

因此，目前迫切需要在井下布置安全监测的网络系统，及时的获取矿井中的各种环境因素的信息，如易燃易爆气体、温度、湿度、二氧化碳、二氧化硫、大气压等气体指标信息，以及定位信息以及现场的图像信息。并将其信息能定位到井下各处，还能及时传输到井上的监控中心进行处理，根据处理结果提出预防或救助方案。这样才能有效地避免危险事故的发生，或在事故发生后及时掌握矿井中的情况，有利于开展应急救援行动，最大程度上保护工作人员生命安全与减少国家财产的损失。这种安全监测网络系统需要将矿井各种信息采集并上传到地面监控中心，然后对煤矿井下的信息进行综合分析处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能保证系统长时间运行、低成本且可实时显示矿井环境参数的基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统。

为解决上述技术问题，一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，包括：

（a）信息层，所述信息层由位于地面的各级主站组成，访问和控制井下各个传感器等监测监控设备，实现监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析和报表打印；

（b）控制层，所述控制层由多个位于地下的组成环网的防爆工业以太网络交换机和本安型网络智能分站组成，将现场设备I/O网络的功能和对等信息传输网进行结合，构建高速数据传输和控制通道，通过工业以太网处理信息。

作为本发明的改进，上述各级主站包括局级中心站、矿级中心站和监测控制主站，所述矿级中心站和监测控制主站均与地面交换机通过光缆连接。

上述地面交换机通过电缆与地下的防爆工业以太网络交换机进行通讯。

进一步进，冗余设备与上述地面交换机以光缆连接通讯。

作为本发明进一步进改进，将摄像头釆集的信息进行收集与贮存的本安型视频服务器与上述防爆工业以太网络交换机连接。

上述本安型网络智能分站将传感器的数据传输给防爆工业以太网络交换机。

进一步地，上述传感器包括井内瓦斯传感器、井内温湿度传感器和井内空气流量传感器。

上述瓦斯浓度传感器为M313877的井内瓦斯浓度传感器。

上述空气流量传感器为AWM92100V的井内空气流量传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明基于防爆工业以太网的安全监控系统釆用了高速的传输控制技术，能快速可靠地进行远程监测监视和控制，采用开放式的通信协议可保证系统长时间安全运行，能够大大提高矿井安全系统的数据传输性能和效率，为减少矿井事故的发生起到了很好的保障作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如图1所示，一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，包括：

（a）信息层，所述信息层由位于地面的各级主站组成，访问和控制井下各个传感器等监测监控设备，实现监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析和报表打印；

（b）控制层，所述控制层由多个位于地下的组成环网的防爆工业以太网络交换机（8）和本安型网络智能分站9组成，将现场设备I/O网络的功能和对等信息传输网进行络结合，构建高速数据传输和控制通道，通过工业以太网处理信息。

上述各级主站包括局级中心站4、矿级中心站3和监测控制主站1，所述矿级中心站3和监测控制主站1均与地面交换机2通过光缆连接。

所述地面交换机2通过电缆与地下的防爆工业以太网络交换机8进行通讯。

冗余设备5与所述地面交换机2以光缆连接通讯。

将摄像头7釆集的信息进行收集与贮存的本安型视频服务器6与防爆工业以太网络交换机8连接。

所述本安型网络智能分站9将传感器10的数据传输给防爆工业以太网络交换机8。

所述传感器10包括井内瓦斯传感器、井内温湿度传感器和井内空气流量传感器。

在本实施例中，所述瓦斯浓度传感器1是型号为M313877的井内瓦斯浓度传感器，所述空气流量传感器2是型号为AWM92100V的井内空气流量传感器，所述空气湿度传感器3为HT11的井内空气温湿度传感器。

本发明的控制层主要由井下防爆工业以太及其网络交换设备组成。将现场设备I/O网络的功能和对等信息传输网络结合起来，构建高速数据传输和控制通道。通过工业以太网处理大量的、变化的、多样的信息，每个现场设备都可以独享网络带宽，满足矿井不同类型数据(控制数据、监测数据、语音和视频)高速、综合的特征要求，真正实现交换式的安全监测监控传输控制，不同类型数据传输带宽可复用。并且，基于开放性网络结构设计，所有现场设备通过接入分站，可实现不同协议之间的无缝连接，达到子系统最大限度地实现信息共享和扩展性。本发明的信息层主要由地面控制主站组成，提供与低层设备的交互界面，通过上层主站、网络管理系统和监测监控系统，访问和控制井下各个传感器等监测监控设备，实现监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析、报表打印等。

Claims (7)

1.一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于，包括：

（a）信息层，所述信息层由位于地面的各级主站组成，访问和控制井下各个传感器等监测监控设备，实现监测数据的收集、存储、显示、报警、处理、分析和报表打印；

（b）控制层，所述控制层由多个位于地下的组成环网的防爆工业以太网络交换机（8）和本安型网络智能分站（9）组成，将现场设备I/O网络的功能和对等信息传输网进行结合，构建高速数据传输和控制通道，通过工业以太网处理信息。

2.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：所述各级主站包括局级中心站（4）、矿级中心站（3）和监测控制主站（1），所述矿级中心站（3）和监测控制主站（1）均与地面交换机（2）通过光缆连接。

3.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：所述地面交换机（2）通过电缆与地下的防爆工业以太网络交换机（8）进行通讯。

4.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：冗余设备（5）与所述地面交换机（2）以光缆连接通讯。

5.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：将摄像头（7）釆集的信息进行收集与贮存的本安型视频服务器（6）与防爆工业以太网络交换机（8）连接。

6.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：所述本安型网络智能分站（9）将传感器（10）的数据传输给防爆工业以太网络交换机（8）。

7.如权利要求1所述的一种基于防爆工业以太网的矿井安全监测系统，其特征在于：所述传感器（10）包括井内瓦斯传感器、井内温湿度传感器和井内空气流量传感器。