CN1971646B - 本安型矿用井下供电监测报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明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，所述主控电路的处理器分别与光电隔离电路的输出端、报警显示电路、键盘、实时时钟、存储器、通信电路、光电隔离器的输入端相连，光电隔离电路的输入端接开关量，光电隔离器的输出端接继电器的输入端，继电器的输出端接报警器。本发明具有高性能、高智能、高可靠性、人机接口良好等特点，实现了多通道、高精度、操作使用方便快捷的实用目的。可广泛适用于含有甲烷气体、具有爆炸性危险的煤矿井下的供电监测控制。
Description
技术领域
本发明涉及报警装置，特别涉及一种高可靠性、高智能的本安型矿用井下供电监测报警系统。
背景技术
随着煤炭、石油、化工等产业的飞速发展，煤炭生产已成为我国生产领域中的最重要行业之一，而在世界地下资源日益匮乏的今天，它的重要性变得更加突出。但由于煤矿生产主要是地下作业，煤矿地质条件复杂多变，故经常受到瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害的威胁，再加上技术装备水平相对落后、职工队伍素质普遍不高、安全管理意识淡薄，导致了煤矿一直是中国工矿企业中事故数和伤亡人数最多的行业，特别是近几年来由于一些煤矿过分追求暴利，无视国家的相关法规，违章作业，管理松懈，重、特大事故频频发生，使安全生产形势更加严峻。故如何保证井下供电系统的正常运行以及当故障发生时如何及时做出有效的处理已成为矿井安全生产最重要的任务。
发明内容
为解决现有矿井用电的安全问题，本发明提供一种结构简单、可靠性高的本安型矿用井下供电监测报警系统。
本发明的技术方案是：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，其特征在于：所述主控电路的处理器分别与光电隔离电路的输出端、报警显示电路、键盘、实时时钟、存储器、通信电路、光电隔离器的输入端 相连，光电隔离电路的输入端接开关量，光电隔离器的输出端接继电器的输入端，继电器的输出端接报警器。
上述的本安型矿用井下供电监测报警系统中，所述通信电路为RS232或RS485电路。
上述的本安型矿用井下供电监测报警系统中，所述报警器包括整流桥、直流稳压模块、集基耦合多谐振荡器、报警灯、电笛。整流桥的交流输入回路串接继电器控制开关触点，整流桥的输出端接直流稳压模块，直流稳压模块的输出端与集基耦合多谐振荡器的供电端相接，报警灯串接于集基耦合多谐振荡器的集电极回路中，电笛与放大器串接后接直流稳压模块。
本发明的优点：本发明的光电隔离电路的输入端可接16路开关量，每一路开关量的报警均可单独投入或退出，可分别控制16路监控点，能同时实现16路供电电源的电笛报警和灯光报警功能，从而解决了国内同类产品中采集线路受限的问题，完全能够满足当前煤矿井下供电电路报警的现实需要；本发明的主控电路的处理器采用美制MCS51系列ATmega32L型具有32KB系统内可编程Flash的8位AVR高性能、低功耗微处理器芯片，实现了高精度、高性能、高可靠性、高智能、可编程的目，使电路装置元器件大大的减少，从而极大地降低了系统的复杂性，提高了系统的整体性能；本发明的报警显示电路部分采用中文汉字液晶显示器，用户可通过查看液晶显示器的内容及操作键盘完成参数设定、时钟修改、报警信息查询等功能，从而极大地提高了系统的可视度，人机接口十分友好。本发明的报警器具有声光告警，并仅在出现报警时才工作，大大降低了系统的能耗。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的结构原理方框图。
图2是本发明中报警器的结构图。
图3是本发明的电路图。
图4是数据处理模块流程图。
具体实施方案
参见图1，图1为本发明的原理框图，本发明包括本安电源电路、主控电路、光电隔离电路、报警显示电路、键盘、实时时钟电路、存储器、通信电路、光电隔离器、继电器、报警器。光电隔离电路的输入端可接入16路报警开关量，经主控电路的处理器处理后，送到报警显示电路显示，同时处理器输出报警信号经光电隔离器隔离后，由继电器作出相应的动作来控制报警器进行声光报警。
参见图2，图2为本发明中报警器的结构图，所述报警器包括整流桥、直流稳压模块、集基耦合多谐振荡器、报警灯、电笛，整流桥的交流输入回路串接继电器JK控制开关触点，整流桥的输出端接直流稳压模块的输入端，直流稳压模块的输出端与集基耦合多谐振荡器的供电端相接，报警灯串接于集基耦合多谐振荡器的集电极回路中，电笛与放大器串接后接直流稳压模块。
参见图3，图3为本发明中本安电源电路及报警控制的电路原理图。本安电源电路输入采用AC127V，经本质安全变压器FB降压后分两路输出：一路输出+5V直流电压，经本安线路输出至报警显示电路；另一路输出+12V直流电压，经本安线路输出至主控电路。其中本安电路所布线缆均单独采用国标兰色铜导线，接线柱端子旁采用兰色油漆标注‘ib’字样，其中本安5V和12V不共地，本安线圈触点至少承受交流额1500V耐压，试验1分钟无击 穿、闪络现象。
本发明中主控器的微处理器采用采用MCS51系列的ATmega32L处理器，ATmega32微处理器具有有如下特点：32K字节的系统内可编程Flash，1024字节EEPROM，2K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C)，片内/外中断，可编程串行USART，面向字节的两线串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP封装)的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本发明之所以精心选用ATmega32L型微处理器芯片作为控制器芯片，正是因为它包含Flash ROM、RAM、EEPROM、AD转换器、定时器、串行口等微机保护需要的所有资源，使得整套系统所需的元器件大大减少，同时极大的提高了本系统的整体性能和智能化程度。
附图4是数据处理模块流程图，它主要由系统初始化(即基本参数设置)、数据采集、逻辑判别、继电器输出、人机接口、自检、通讯六个子模块组成。 系统初始化子模块是为本数据处理模块运行提供基本参数预置，当数据采集子模块采集到数据后，逻辑判别子模块就将所采集的数据进行分析，并与系统内原始参数加以比较后做出判断，一旦判断有故障信号，则继电器子模块便作出相应的动作，发出报警信号，并通过通讯子模块将故障数据传送至中文汉字液晶显示器，这样用户就可以了解故障情况，同时，用户也可以通过操作控制面板上的键盘查询故障信息。
Claims (1)
1.一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，其特征在于：本安电源电路输入采用AC 127V，经本质安全变压器FB降压后分两路输出：一路输出+5V直流电压，经本安线路输出至报警显示电路；另一路输出+12V直流电压，经本安线路输出至主控电路，所述主控电路的处理器分别与光电隔离电路的输出端、报警显示电路、键盘、实时时钟、存储器、通信电路、光电隔离器的输入端相连，光电隔离电路的输入端接开关量，光电隔离器的输出端接继电器的输入端，继电器的输出端接报警器，所述报警器包括整流桥、直流稳压模块、集基耦合多谐振荡器、报警灯、电笛，整流桥的交流输入回路串接继电器控制开关触点，整流桥的输出接直流稳压模块的输入，直流稳压模块的输出端与集基耦合多谐振荡器的供电端相接，报警灯串接于集基耦合多谐振荡器的集电极回路中，电笛与放大器串接后接直流电源；上述本安型矿用井下供电监测报警系统中的数据处理模块主要由系统初始化、数据采集、逻辑判别、继电器输出、人机接口、自检、通讯六个子模块组成，系统初始化子模块是为本数据处理模块运行提供基本参数预置，当数据采集子模块采集到数据后，逻辑判别子模块就将所采集的数据进行分析，并与系统内原始参数加以比较后做出判断，一旦判断有故障信号，则继电器子模块便作出相应的动作，发出报警信号，并通过通讯子模块将故障数据传送至中文汉字液晶显示器，上述数据处理模块执行如下流程：A：系统初始化；B：读外部开关量状态；C：开关量是否闭，若判断是，则判断开关量报警是否投入，若是，则延时报警而后转入D，若判断开关量没有闭或判断开关量报警没有投入，则转入D；D：读键盘状态；E：是否有键盘按下，若判断是，根据键值进行相应处理而后转入E，若判断否，转入E；E：送数据液晶显示，返回B。
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