[實用新型]多功能監控器

有效

• 申請號: 200920098429.3
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN201638048U
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 李玉剛;郝冀峰
• 申請（專利權）人: 天津中煤電子信息工程有限公司
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;E21F17/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本實用新型涉及一種用于煤礦井下安全監控的智能數字化監控設備。

技術背景

長期以來我國煤礦安全監控系統主要采用主從式體系結構、時分制通訊和巡檢的傳統方式，并配接模擬式傳感器。這種方式已經越來越不能適應現代化礦井的信息采集、傳輸、處理和現場控制的要求。

近年來隨著計算機網絡技術的快速發展和應用，在通信、工業控制、生活等眾多領域都發生了革命性的變化。它同樣影響和推動了監控系統技術的變革與發展，隨之出現了將網絡技術應用到監控系統最底層的“現場總線”，因此這種現場總線也稱為“現場網絡”。在眾多現場總線中CAN_BUS是最早取得國際標準的，也是經過充分論證后被認為最適合煤礦井下監控系統的一種現場總線技術。此外，CAN_BUS由于其自身卓越的性能和很高的性價比，因而成為工控領域技術發展的一個熱點，被公認為最有前途的幾種現場總線之一。

目前CAN_BUS在我國工業控制和自動化領域得到了大力推廣，并為推動此領域的信息化、現代化建設做出了重大貢獻。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服國內煤礦安全監控系統現有技術的不足，提供了一種帶有總線通信接口，數據傳輸可靠性高的監控設備。

為此，本實用新型采用如下的技術方案：

一種用于煤礦井下安全監控系統的多功能監控器，包括單片機，及與其相連的信號處理電路、顯示電路和驅動電路。信號處理電路用于接收開關量或模擬量輸入，其輸出接到單片機，單片機的開關量輸出信號經過驅動電路后輸出，單片機的報警信號經過驅動電路連接到報警電路，其特征在于，所述多功能監控器還包括CAN總線通訊電路，所述CAN總線通訊電路用于與CAN總線干線相連，從而實現以下功能：多功能監控器與掛在CAN總線干線上的甲烷傳感器之間的通訊、對包括通風機在內的外接設備的遠程監測與控制，以及與地面中心站計算機之間的通信。

作為優選實施方式，所述的監控器為本質安全型設備，殼體為ABS阻燃、防靜電工程塑料制成，線路板采用貼片焊接工藝。

本實用新型是由電源擴展控制器或總線擴展器中的本安電源供電的，以單片機為核心的用于煤礦井下安全監控系統的多功能監控器。該監控器負責監測煤礦井下風機設備的開停信號，同時接收總線上關聯的甲烷傳感器數據和控制命令。隨后對這些數據進行分析處理，并按照煤礦井下風電甲烷閉鎖規程的要求經CAN_BUS向遠程執行機構發送斷電、風機閉鎖等控制信號。此外該設備還可將相關數據通過總線主動上傳至地面中心站計算機。主要優點如下：

[1]智能型全數字監控設備

通過主動監聽和被動接收兩種方式實現對總線上多個關聯設備數據的獲取。經過數據分析處理后，按照一定的控制原則及時輸出報警、斷電控制信號。并可經總線將相關信息即時上傳地面中心站計算機。

[2]創新的數據傳輸模式

在國內煤礦安全監控系統中首次采用現場設備監測數據主動上傳、多主競爭的通信方式，摒棄了傳統低效的主從巡檢模式。這種創新的數據傳輸方式最大限度地降低了總線數據流量，極大地提升了系統的通信效率，保證了監控系統數據采集的實時性。

[3]低功耗技術

該產品使用MicroChip公司的低功耗微控制器作為核心單元，輔之以有效的電源管理，在提升電源使用效率的同時極大地降低了功耗，符合節能環保的潮流。

[4]本地斷電控制

位于現場底層的CAN_BUS甲烷傳感器可以直接通過總線與多功能監控器建立關聯，從而傳感器數據無需經中心站計算機或分站設備轉發即可傳送至該設備，進而輸出斷電控制。這樣減少了中間環節，真正實現了本地控制。

[5]靈活的遠程和本地參數設置

中心站計算機可以經總線與系統中的多功能監控器建立通信聯系，從而實現對其進行遠程參數設置。同時也可使用紅外遙控器在本地對其進行參數設置。

[6]抗干擾與可靠性設計

本產品對pcb板合理布局、對電路精心設計，采取了掉電監測、WDT監控、Flash參數保存、can_bus過壓保護等措施。同時在軟件上精心優化，使最終產品具有很強的抗干擾能力與可靠性，充分滿足煤礦井下惡劣的現場環境。

此外由于can_bus本身的優良特性，使得can節點具有故障自動閉鎖功能。當由于意外因素導致多功能監控器發送數據失敗累計超過一定次數后，該設備自動脫離總線，從而不會對總線上其它設備的正常通信造成任何影響！

同時can_bus局部網絡具有獨立運行能力。當網絡某處發生故障時，其它局部網絡可以繼續正常運行，從而極大地提高了網絡的可靠性.

附圖說明