[发明专利]一种基于网络的井下隔爆电源监控系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下隔爆电源的管理技术，特别是涉及一种基于网络的井下隔爆电源监控系统及其方法。

背景技术

隔爆电源是煤矿井下的重要电气设备，它的安全运行是现代化煤矿其它井下各类电气设备稳定、安全、高效率、高质量运转的保证。然而，由于井下复杂的地质条件和恶劣的工作环境，电源设备极易出现各种故障，为保证安全生产，需要对煤矿井下的电源的电流，电压、温升、备用电池容量及动态运行状况进行实时监测，及时反馈电源设备的状态，而一旦出现紧急情况，更需要能够及时对故障电源发生位置进行定位，快速进行相关维护操作，以降低安全事故发生的隐患，使电源及相关电气设备更快恢复到正常工作状态。但是，由于井下电源设备数量大、种类多、独立性强、分布较散，目前在电源管理上基本上仍采用人工管理方式，工人通过定期对电源巡检，来获取电源运行状态，状态数据的时滞性较大，巡检周期过长，不能实时掌握电源的工作状态，一旦电源工作出现异常，故障点的鉴别和定位较难，直接影响了相关联设备的运行。因此，如何对井下电源运行数据进行检测，并通过网络将各分布式电源连接起来，通过远程监控的方式对电源进行监管是未来井下电源安全管理技术发展的重要方向。

专利ZL200310113505.0公开了一种采用主从工作方式，多层分布式结构设计的井下电网安全运行监控系统及方法，它通过井上中心站、与中心站相连的主站、与主站相连的n个井下分站和与每一个井下分站相连的若干个电脑综合保护监控器实现在地面上通过人机对话，对井下电网安全运行的各种参数的实时监视和智能控制。该专利所述方法提供了一种多级管理与通讯技术，但其采用MAX485、MAX232通讯方式，组网困难，监控区域小，且其主要针对井下电网馈电设备应用，不适用于更广泛分布的井下各种隔爆电源的监控。

专利ZL200610032358.8公开了一种本安型矿用井下供电监测报警系统，包括本安电源电路、主控电路、光电隔离电路、报警显示电路、键盘、实时时钟、存储器、通信电路、光电隔离器、继电器、报警器。该专利实现了多通道、高精度、操作使用方便快捷的实用目的，但其方法仅适用于现场级的监测，没有形成对分布式电源进行总体监控的系统，应用的范围较窄，监控效果低。

总体来说，目前对井下分布式隔爆电源的运行状态进行实时远程监控的方法和实例极为少见，井下电源的监测方法和数据传输方式尚有待提高，以适用矿井安全生产的要求。

发明内容

为了解决煤矿井下隔爆电源监控方法落后、井下布线复杂、电源维护和定位困难等问题，本发明提供了一种基于网路的井下隔爆电源监控系统及其方法。本发明所述方法和系统结合当前井下网络结构特点，采用多种网络通讯模式，组网灵活，数据通讯速率高，稳定性和安全性高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种基于网络的井下隔爆电源监控系统，包括多个智能隔爆电源节点、多个分布式普通电源、多个电源参数采集器、多个带中继功能的管理节点、多个无线管理节点、多个CAN管理节点、多个通讯网关、多个矿用光纤环网交换机、矿用以太网交换机、地面监控计算机、UPS电源，每个智能隔爆电源节点与CAN管理节点或无线管理节点相连，每个分布式普通电源通过电源参数采集器与CAN管理节点或无线管理节点相连，每个CAN管理节点或无线管理节点与通讯网关相连，每个通讯网关与矿用光纤环网交换机或矿用以太网交换机相连，矿用光纤环网交换机或矿用以太网交换机与地面监控计算机相连。

所述智能隔爆电源节点与CAN管理节点连接的方式是CAN总线，所述智能隔爆电源节点与无线管理节点连接的方式是基于ZigBee协议的无线通讯。

所述分布式普通电源自身无工作状态检测功能或通讯接口，需要由所述的电源参数采集器对所述分布式普通电源的相关工作状态数据进行采集并传输，所述电源参数采集器与CAN管理节点连接的方式是CAN总线，所述电源参数采集器与无线管理节点连接的方式是基于ZigBee协议的无线通讯。

所述CAN管理节点与通讯网关的连接方式为CAN总线，所述无线管理节点与通讯网关的连接方式为CAN总线或基于ZigBee协议的无线通讯。

所述通讯网关与矿用光纤环网交换机或矿用以太网交换机连接的方式为以太网。