一种矿井空气质量网络化智能监控系统的制作方法

1.本实用新型属于矿井空气质量监测技术领域，具体是涉及一种矿井空气质量网络化智能监控系统。


背景技术：

2.矿山井下空气质量监测系统作为矿山生产中不可缺少的重要工作系统，井下瓦斯浓度、温度等参数安全事关重大，如果不能及时监测井下瓦斯浓度、温度、风速、风压等参数变化并作出相应处理，将会影响井下矿工生命安全和设备安全，对矿山正常生产构成巨大威胁。
3.目前，我国矿山企业在生产过程中，矿井瓦斯浓度、温度、风速、风压等参数主要是通过传感器来采集，然后利用双绞线将数据传输至监测站内的系统中。随着矿井开采的逐渐深入，采用双绞线传输产生诸多问题，如灵活性较差、故障率高、维修量大、信息化水平低，严重制约矿山井下空气质量监测工作的开展，存在效率低、能耗大、生产成本高的缺点。
4.cc
‑
link(control and communication link)是控制与通信链路系统的简称，是目前在自动化领域中，应用广泛的现场总线通讯技术之一，具有使用应用成本低、结构简单、性能高、通信联网距离长等优点。
5.基于此，需要对现有技术进行改进，本案由此产生。


技术实现要素：

6.本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种矿井空气质量网络化智能监控系统。
7.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种矿井空气质量网络化智能监控系统，包括管理层、控制层和设备层，所述管理层与控制层之间建立cc
‑
link通信网络，所述管理层通过cc
‑
link通信网络与控制层相连，所述控制层与设备层相连；所述管理层包括scada监控系统和主控制器，所述scada监控系统和主控制器相连，所述控制层设有多个井下巷面监控单元，所述井下巷面监控单元包括触摸屏、中心控制器和模拟量输入模块，所述中心控制器分别与触摸屏和模拟量输入模块相连，所述中心控制器通过cc
‑
link通信网络与主控制器相连，所述设备层包括执行设备和用于采集井下巷面环境参数的传感器，所述执行设备与中心控制器相连，所述传感器与模拟量输入模块相连。
8.作为优选，所述主控制器上安装有qj61bt11n通信模块，所述中心控制器上安装有fx2n
‑
32ccl通信模块，qj61bt11n通信模块与fx2n
‑
32ccl通信模块相连构成cc
‑
link通信网络。
9.作为优选，所述主控制器为plc控制器，型号为q00u cpu。
10.作为优选，所述中心控制器为plc控制器，型号为fx3u
‑
32mr。
11.作为优选，所述传感器包括瓦斯浓度传感器、温度传感器、风速传感器和风压传感器。
12.作为优选，所述执行设备包括通风机、报警器。
13.作为优选，所述管理层配备有打印机，所述打印机与scada监控系统相连。
14.作为优选，所述模拟量输入模块的型号为fx3u
‑
4ad。
15.本实用新型具有的有益效果：本实用新型利用cc
‑
link通信网络技术，将分布在井下的多个井下巷面监控单元组建成一个网络化的通信监控网络，各井下巷面监控单元可独立操作设备进行监控，同时在地面上的管理层可现场实时监控井下瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数、风压参数和通风机的运行状态，并进行在线远程操作。本实用新型可根据井下各巷面瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数和风压参数的变化，自动控制井下各巷面通风机的运行。本实用新型具有通信联网功能强、实时性好、安全和可靠性高等优点，可提高矿山企业自动化管理水平和生产效率。
附图说明
16.图1是本实用新型的一种结构示意图。
17.图中：1、管理层；2、控制层；3、设备层；4、cc
‑
link通信网络；5、scada监控系统；6、主控制器；7、井下巷面监控单元；8、触摸屏；9、中心控制器；10、模拟量输入模块；11、执行设备；12、传感器；13、打印机。
具体实施方式
18.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
19.实施例：一种矿井空气质量网络化智能监控系统，如图1所示，应用于监控某矿山井下空气质量，井下分布有多个中段，每个中段均设置有一个井下巷面空气质量监控站，各井下巷面空气质量监控站之间相距数百米不等，所述智能监控系统包括管理层1、控制层2和设备层3，所述管理层1与控制层2之间建立cc
‑
link通信网络4，所述管理层1通过cc
‑
link通信网络4与控制层2相连，所述控制层2与设备层3相连。
20.所述管理层1包括scada监控系统5和主控制器6，所述scada监控系统5与主控制器6相连，所述主控制器6采用plc控制器，其型号为三菱的q00u cpu。所述管理层1配备有打印机13，所述打印机13与scada监控系统5相连。所述管理层1设在地面，用于统一监控与远程控制。
21.所述控制层2设有多个井下巷面监控单元7，每个井下巷面监控单元7均对应一个井下巷面空气质量监控站，即一个井下巷面空气质量监控站配备一个井下巷面监控单元7。所述井下巷面监控单元7包括触摸屏8、中心控制器9和模拟量输入模块10，所述中心控制器9分别与触摸屏8和模拟量输入模块10相连，所述中心控制器9采用plc控制器，其型号为三菱的fx3u
‑
32mr，所述中心控制器9通过cc
‑
link通信网络4与主控制器6相连，所述模拟量输入模块10的型号为三菱的fx3u
‑
4ad。
22.所述设备层3包括执行设备11和用于采集井下巷面环境参数的传感器12，所述执行设备11与中心控制器9相连，所述执行设备11包括通风机、报警器等，所述传感器12与模拟量输入模块10相连，所述传感器12包括瓦斯浓度传感器、温度传感器、风速传感器和风压传感器，分别用于采集瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数和风压参数。
23.所述主控制器6上安装有qj61bt11n通信模块，所述中心控制器9上安装有fx2n
‑
32ccl通信模块，qj61bt11n通信模块与fx2n
‑
32ccl通信模块相连构成cc
‑
link通信网络4。
24.所述管理层1通过cc
‑
link通信网络4与控制层2相连，进行数据采集、实时监控和远程控制，采集井下各巷面瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数和风压参数，通过组态监控，管理人员在地面就可了解井下各巷面的空气质量状态。通过设置scada监控系统5，显示各种运行画面，提供各种运行状况及故障信息。通过设置打印机13，可随时打印各类运行报表，具有事故记录、参数图表、历史数据和统计报表等功能。管理层1还可以与企业erp系统相连，为企业erp系统提供数据，构建企业erp管理系统。
25.所述控制层2通过cc
‑
link通信网络4与管理层1进行数据交换，所述控制层2设有多个井下巷面监控单元7，井下巷面监控单元7负责现场设备的运行和采集井下各巷面瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数、风压参数，并向地面管理层1发送相关信息及执行管理层1发出的控制命令。井下巷面监控单元7最多可设置64个。其中，触摸屏8具有现场参数设置、运行方式设立、各种参数显示、运行状态显示、报警记录、数据统计等功能。
26.设备层3为现场一线的设备，承担着整个现场设备的数据检测和采集、及通风机等设备的运行，如通风机启停的开关量、系统报警，采集瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数和风压参数。
27.上述智能监控系统实时监控矿井空气质量，当矿井井下瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数、风压参数发生变化时，自动控制通风机运行；当参数变化范围超出设定值后，在触摸屏8和scada监控系统5中进行报警提醒，及时通知相关维修人员和管理人员进行处理，保障矿山生产的安全运行，同时，打印机13可对相关报警和参数信息进行打印，便于数据存档和统计。
28.综上所述，本实用新型利用cc
‑
link通信网络技术，将分布在井下的多个井下巷面监控单元组建成一个网络化的通信监控网络，各井下巷面监控单元可独立操作设备进行监控，同时在地面上的管理层可现场实时监控井下瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数、风压参数和通风机的运行状态，并进行在线远程操作。本实用新型可根据井下各巷面瓦斯浓度参数、温度参数、风速参数和风压参数的变化，自动控制井下各巷面通风机的运行。本实用新型具有通信联网功能强、实时性好、安全和可靠性高等优点，可提高矿山企业自动化管理水平和生产效率。
29.最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。