[实用新型]一种煤矿风机工作状态监测及故障预报系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械设备故障预报系统，特别是关于一种基于无线ZigBee(无线测控终端)及GPRS(通用无线分组业务)网络的煤矿风机工作状态监测及故障预报系统。

背景技术

矿井主通风机是保证矿井安全生产的主要设备之一，是预防矿井瓦斯聚集及防止瓦斯爆炸的关键设备，其运行状态与管理工作是企业安全管理的重要工作之一。矿井主通风机每天24小时连续运转，其运转状态关系着整个矿井风量的充足及通风的顺畅与否。一旦矿井通风不畅，致使瓦斯浓度上升至一定程度，进一步造成瓦斯爆炸，导致矿井塌陷危及矿工的生命安全。因此对煤矿风机的供电系统、控制系统、井下参数等进行实时监测十分必要，这样能对风机故障、隐患、不良反应等做到早发现、早预防、早处理，避免瓦斯爆炸等重大事故的发生，保障设备安全可靠、高效经济的运行，提高大型设备运行控制的自动化管理水平具有重要的现实意义。

目前，已有的煤矿主通风机的状态监测系统大多采用RS232或RS485总线与数据采集终端进行连接，这种监测系统的连接方式接口简单，方便实用，但其数据传输速率低，传输距离有限，在监测点比较多的情况下，存在走线繁琐等问题，可扩展性及灵活性差，一旦出现测点工作不正常或连线脱落等情况，排查故障点比较费时。尽管有的矿井采用了实时监控系统，但仍然局限于局部的监控和管理，而对主通风机进行实时的、全面的监控与管理又有一定的困难，因为在矿井设计时，往往把矿井主通风机分别布置在相距甚远的，开采煤层走向东西翼或南北翼的不同地点，交通不方便，信息不流畅，各风机的地面监控中心大多相互独立，没有实现远程集中监测以及对风机故障的诊断及预报。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可靠性较高、成本较低，且能实现在线监测、诊断及预报的煤矿风机工作状态监测及故障预报系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种煤矿风机工作状态监测及故障预报系统，其特征在于：它由一组以上的监测装置组成，每一组所述监测装置均包括两个以上的ZigBee监测终端、一ZigBee协调器、两GPRS模块、一监测计算机和一防火墙；所述ZigBee监测终端将实时监测数据传送给所述ZigBee协调器，所述ZigBee协调器将监测数据通过一所述GPRS模块传送给所述监测计算机；同时所有所述监测装置内的所述监测计算机经所述防火墙后，通过各所述监测装置内的另一所述GPRS模块或以太网将实时数据发送至一远程监控中心服务器内；所述远程监控中心服务器包括数据服务器和WEB服务器，所述数据服务器将接受到的监测数据保存后，传送到所述WEB服务器。

每一所述ZigBee监测终端包括一信号调理电路，各种输入信号经所述信号调理电路后输入一模数转换器内，所述模数转换器的输出端通过数据总线与一ZigBee通信模块连接，由所述ZigBee通信模块控制所述模数转换器对输入信号进行模数转换，并将信号通过无线网络发送到所述Zigbee协调器。

所述ZigBee监测终端采用两种供电模式，一种是采用一锂电池供电，所述锂电池的输出端经过一直流升压电路后，与一二极管连接；另一种是采用一外置的电源适配器，所述电源适配器的输出端经过一直流降压电路后，与另一二极管连接；并在所述模数转换器和ZigBee通信模块的供电端连接一低压差线性稳压模块。

所述ZigBee协调器与所述GPRS模块设置为一体，其包括一ZigBee通信模块，所述ZigBee通信模块将接收到的检测数据经通用串行数据总线传输到所述GPRS模块，所述GPRS模块将检测数据通过USB接口数据线发送到所述监测计算机内。

所述GPRS模块内USB接口转换电路包括一USB转通用串行数据总线的转换模块、一直流降压电路和一隔离模块，所述监测计算机通过USB数据线分别与所述转换模块和直流降压电路的输入端连接，所述直流降压电路的输出端与所述GPRS模块连接；所述转换模块的输出端通过所述隔离模块与所述GPRS模块连接。

各所述ZigBee监测终端与所述ZigBee协调器的网络连接方式采用星型网络拓扑结构。