[發明專利]礦用多功能安全生產在線檢測監控分站及工作方法

有效

• 申請號: 201410835658.4
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104500144A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 范煒琳;張海濤;趙傳凱;鄭梅;秦廣鵬;王偉峰
• 申請（專利權）人: 山東華碩能源科技有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 段毅凡

技術領域

本發明涉及一種煤礦用多功能安全生產在線檢測監控設備。

背景技術

瓦斯和礦山壓力是影響我國煤炭安全生產的主要危害，而這些危害從某種意義上講有著相互直接或間接的關系。然而，現有煤礦安全生產監測監控設備，還處在對單一事故災害監測監控的狀態，人為地分割了各類監測數據的相互關聯性，從而造成了各類災害事故的研究和管理辦法的彼此獨立，使安全事故的控制決策存在一定的片面性。

隨著煤礦安全事故預測和控制理論研究的不斷深入，原來單一的煤礦安全煤礦監測監控設備越來越不適應當前煤礦安全事故預測和控制理論的研究以及煤礦安全信息化的發展需求，從而對相關安全信息采集的手段也提出了更高的要求。因此，研制礦用多功能安全生產在線檢測監控設備，能夠對影響煤礦安全事故的信息進行綜合監測監控，這不僅為獲取影響煤礦安全生產的綜合信息提供了先進有效的手段和平臺，而且也對推進煤礦安全生產的信息化，特別是對煤礦安全事故預測和控制的綜合信息基礎的研究都有著重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種礦用多功能安全生產在線檢測監控分站，同時通過該分站的工作方法。該分站能夠采集煤礦井下多種模擬量和開關量信號，具有數據處理、信息顯示和控制輸出功能，能夠與上位機遠距離通訊。

為達上述目的，本發明的技術方案是：一種礦用多功能安全生產在線檢測監控分站，具體構造是，在儀器殼體內安裝有主電路板和顯示電路板，主電路板和顯示電路板實現通訊，其特征在于，所述的主電路板由信號采集電路、單片機電路、通訊電路、控制輸出電路連接組成；顯示電路板由漢字液晶模塊和LED指示電路連接組成；上述的信號采集電路由并行16路信號采集電路和串行20路信號采集電路組成，可同時采集并行16路200-1000hz的頻率信號、開關量信號和20路串行輸入信號；上述的單片機電路包括兩個單片機，兩個單片機共用一個數據存儲器，其中第一單片機用于管理上行通訊電路與上位機通訊，第二單片機用于管理信號采集電路、控制輸出電路和顯示電路；

上述的并行16路信號采集電路由16路光電隔離器P521與2只模擬開關CD4051連接組成，2只模擬開關在第二單片機的控制下依次選通16通道，并由第二單片機檢測16路信號的200-1000hz頻率值；

上述的串行20路信號采集電路采用型號為MAX1487的芯片作為RS-485標準串行通訊電路，依次采集20路RS-485標準的串行信號。

上述的第一單片機是型號AT89C205的單片機；第二單片機是型號AT98S52的單片機；共用的數據存儲器是型號FM24C16的數據存儲器；上行通訊電路是RS-485通訊電路；

上述的RS-485通訊電路由標準的RS-485芯片MAX1487、三極管放大器和第一單片機I組成；三極管放大5連接在第一單片機I和RS-485芯片的接收端之間，具有接收信號的放大功能，增強RS-485總線的通訊距離和負載能力；

上述的5路控制輸出電路由第二單片機、反相器74LS04和5只光電隔離器P521組成；第二單片機發送邏輯控制指令信號給反相器74LS04，信號邏輯反相后經光電隔離器送入外部執行器；

本發明的工作流程是：第二單片機通過控制模擬開關依次采集16路并行通道的頻率信號或開關信號，通過異步串行通訊接口鏈接標準的RS-485芯片路變送器的通訊數據，將采集數據處理后存入數據存儲器，并將數據送入漢字液晶模塊，直觀地顯示信息，并通過5路控制輸出電路實現對開關量的控制輸出；第一單片機將第二單片機存入數據存儲器中的數據讀出，并通過異步通訊接口連接標準的RS-485串行通訊芯片MAX1487與上位機通訊，將數據送入上位機。

本發明的具體工作步驟如下：

第一步，給在線檢測監控分站上電，第一單片機復位，延時后第二單片機復位；

第二步，第一單片機復位后，對內部RAM、異步通訊口、中斷、寄存器進行初始化；初始化結束后等待由上位機請求發送數據命令；當收到由上位機請求發送數據命令后，進入中斷、解析命令、判斷是否是本機地址命令；如果不是本機地址命令，退出中斷，繼續循環等待；如果是本機地址命令，則讀數據存儲期內的數據到異步通訊口的數據發送緩沖區，依次發送全部數據，發送結束后返回延時等待，進入下一次循環；

第三步，第二單片機復位后對內部RAM、異步通訊口、定時器計數器、中斷等寄存器進行初始化，初始化后系統開始工作，具體如下：

第3.1步、依次采集并行16路頻率信號：