[发明专利]矿用信号转换器

说明书

技术领域

本发明涉及信息自动化处理技术领域，是一种与煤矿井下各种传感器数据远程监控监测系统配套的矿用信号转换器，利用分布式监控监测技术组成的井下传感器网络进行监测的装置，适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险场所的实时监测监控。

背景技术

煤矿安全生产自动化测控系统包含广泛的内容，首要任务是保障煤矿安全生产。随着国家煤矿瓦斯灾害治理“瓦斯抽放、监测监控、以风定产”十二字方针的落实，地方乡镇煤矿80％以上的高瓦斯矿井装配了安全生产监测监控系统，统配和国营煤矿几乎全部装配了安全生产监测监控系统，煤矿安全状况得到显著改善。虽然如此，受煤矿超能力生产、测控与监管技术落后等方面影响，瓦斯事故、甚至特大瓦斯事故仍然时有发生，除管理因素外，监测监控系统技术落后也是主要原因之一。

我国煤矿安全生产自动化监测监控系统起步于80年代，20多年来几乎没有大的技术进步。现有系统全部为集散模式(DCS)、速度慢、容量低、可靠性差、无网络功能、系统间软硬件互不兼容、成本高、仅仅数据监测无多媒体监测功能。随着煤矿产量的提高，开采范围越来越大，巷道与通风关系越来越复杂，需要监测监控的内容越来越多，互相间的联系越来越密切，而现有系统几乎无能为力，有的系统不得不采用多串口将一个系统分成几个部分来完成，更无法实现区域性断电关联控制。因此升级现有监测监控系统，开发能够全面监测监控煤矿瓦斯爆炸事故的新型煤矿安全生产自动化监测监控系统，对于避免煤矿重大瓦斯事故，促进行业技术进步具有十分重大的意义。基于工业以太网和现场总线先进技术的新型煤矿安全生产自动化监测监控系统取代原来的系统是大势所趋，并且条件已经成熟。而基于工业以太网和现场总线先进技术的新型煤矿安全生产自动化监测监控系统需要解决大量的数据通讯协议与信息资源共享问题，所以研究编制基于工业以太网和现场总线先进技术的新型煤矿安全生产自动化监测监控基础标准体系，对于规范技术发展、实现资源共享、保证系统安全、促进行业技术进步都将具有重要的意义。

现有的类似产品只包含一套电源系统，用于产品的工作电源，所挂接的各种传感器的工作电源还必须另外提供接线位置，不方便现场人员的使用。

现有的类似产品只通过一种总线方式例如RS-485总线或者CAN总线直接连接到上层终端机设备，不利于实现异地断电功能，而且通讯的鲁棒性差。

虽然现有的类似产品也可以挂接多个外部设备，但是其挂接通道型号设置不灵活，例如某挂接通道只能接入频率制式信号的设备，而不能接入电流型信号或者其它类型信号的设备，而且随着挂接通道数目的增加，产品的尺寸也会随之增加。

综合上述，本发明的研究开发，将解决我国煤矿监测监控技术存在的系统反应速度慢、可靠性不高、不能相互兼容等问题，实现瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、煤层自然发火、胶带火灾危险性的自动预测和智能控制技术的有效集成，为其它灾害预防控制技术的集成提供技术平台，并将大大加快现场总线等高新技术在煤矿安全生产监控领域的应用，缩短我国在矿用瓦斯检测技术和监控系统体系结构、通讯方式与国外先进国家之间的差距，同时可以大大提高煤矿对重大灾害的预警防范能力，实现煤矿生产、安全监控技术的升级换代，为煤炭工业安全生产形势的根本好转及其健康发展提供重要的技术支撑和保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿用信号转换器，用于煤矿井下传感器数据远程监测监控系统中的井下传感器数据采集与控制装置，实现动态实时监测过程，无需工作人员在井下现场值守，通过远程控制操作实现煤矿井下各种传感器数据存储与解释，降低工作人员的劳动强度，保障煤矿生产的安全进行。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种矿用信号转换器，是基于C51内核微处理器的自动信息处理装置，其包括本安电源模块、微处理器模块、通讯模块、传感器信号输入处理模块、信号输出处理模块和本安外壳，其中，

本安电源模块包括两套电源系统，一套+5伏的电源系统用于信号转换器的工作电源；一套+18伏～+24伏的电源系统用于所挂接的各种传感器的工作电源；两套工作电源通过DC-DC转换器相互隔离，传感器挂接后直接使用；

通讯模块负责该矿用信号转换器与上一级矿用数据分站的通信，两者之间通过RS485总线进行通讯，通过拨码开关来预先设定地址。