矿井水文自动监测系统研究

1、矿井水文自动监测系统研究摘要：水害作为煤矿井下主要灾害之一，严重威胁着 煤矿的安全生产，其表现形式是矿井涌水量突然增大超出 矿井排水系统的排水能力，因此，建立矿井水文自动监测 报警系统十分必要。关键词：矿井水文监测中图分类号：tp274文献标识码：a文章编号：1007-941606-0099-01系统可全天候监测引起矿井水害的各种参数，并在地面监控计算机上显示和存储，一旦出现险情，井上、井下 立即报警，以便及时采取措施，保证矿井及井下人员安全。监测数据可通过计算机网络查询。系统主要由各种智能传感器、通信分站、通信线路、通信接口及监控计算机组成，分布在各测点的智能传感器 完成被测量的测量，并通过

2、一条公共传输线路将测量数据 发送给通信分站，再由通信分站通过另一条公共传输线路 远传至地面监控计算机，实现集中处理、存储、报警。报 警信息既被送给井下声光报警器，提醒井下人员采取相应 的行动。监控计算机具有网络服务器功能，有关领导和部 门只要打开各自的计算机，就可通过浏览网页来查询全部 监测内容。各类传感器一般都受环境温度影响，为掌握影 响程度，进行温度补偿，所有智能传感器都装有温度传感 器，温度传感器还可用于测水温。井下系统分为三个网络层次，底层网络由智能传感器、 声光报警器及通信分站组成，通信分站为主机，通过发送 不同的地址依次控制各智能传感器执行测量工作，并读取 和存储其测量数据。智能传

3、感器釆用总线集中供电方式， 即由通信分站输出一对电源线，给智能传感器供电，而通 信分站由本安电源直接供电。因声光报警器耗电较大，故 直接由127v交流电供电。地面监控计算机根据监测数据产 生报警信息，并由通信分站转给声光报警器；中间层网络 由通信分站与监控计算机组成，监控计算机为主机，通过 发送不同的地址依次选通各通信分站，并读取其存储的测 量数据；上层网络为计算机局域网络，监控计算机作为网 络结点，具有网络服务器功能。底层、中层网络的拓扑结 构分别为m-bus总线型、rs485总线型，特点是多个网络结 点可共用一条通信信道，非常适合煤矿井下测点分布较广 的情形。m-bus总线是欧洲标准的2线

4、串行总线，专门为耗 能测量仪器传送信息而设计，具有布线简便、抗干扰能力 强等优点。当分站级r s-485总线过长或挂接通信分站过多时，需在总线上加rs48 5中继器，以提高通信距离和可靠性,rs4 85中继器由单独的本安电源供电。通信线路通信接口是地面计算机与井下通信分站通信的转换接 口。将通信接口后面板的rs 232通信线插到计算机后面的 rs232串行口上；用两芯通信电缆将通信接口后面板的“总 线” 口接到井下，并接入通信分站内的接线端子上，注意+、 -不能接反，可先将通信接口上电，用万用表在井下量电压 来判断+、-。通信电缆做接头时，必须保证同颜色的线相 连，千万不要接错。为防雷击，通信

5、接口采取了防雷击设 计。为保证井下系统安全，下井信号为本安信号。供电电源通信接口供电电压为ac220 v,由市电提供，必须良好 接地。运行系统全部安装完毕，打开电源开关，正常工作后，计 算机向井下通信分站发送数据时，通信接口前面板上“发 送”指示灯亮；井下通信分站向计算机发送数据时“接收” 指不灯亮。功能通信分站不断读取和存储所接智能传感器的测量数据，当地面监控计算机选通通信分站并发“读数据”命令时,通信分站就将存储数据发给计算机;当地面监控计算机选通通信分站并发“搜索”命令时，通信分站就自动搜 索其所带智能传感器的数量、地址、类型等，并发给计算 机。容量一台通信分站所带智能传感器的数目不能超

6、过100,各 智能传感器必须设置不同的地址。必须记住安装在各测点 的智能传感器地址，以便在地面微机“系统生成”时使 用。地址设置各通信分站必须设置不同的地址，通过“地址设置开 关”设置，所有小开关打到左边时均为0,打到右边时，各 小开关代表的值不同，各小开关值的和为通信分站的地址。 例如：如果通信分站的地址要设为9=1+8,则小开关“1” 和“4”要打到右边，而小开关“2”和“3”要打到左 边。供电通信分站的供电电压为dc24 v,由隔爆兼本安电源提 供，隔爆兼本安电源的供电电源为ac12 7v,需用三芯电源 线接井下127v交流电，其中一芯为接地线。本安电源的直 流输出端与通信分站电路板上的电源端用两芯电源线相连, 注意：正负极不能错。与智能传感器连接通信分站与智能传感器通过四芯通信电缆连接，其中 两芯为供电线，通信分站给各智能传感器供电；另外两芯 为通信线。注意：不要接错，要同一颜色相接。通信电缆 通过喇叭口接到电路板的接线端子上。与分站级r s485总线连接通信分站经过地面通信接口与地面监控计算机通信， 通信电缆为两芯，分+、可先将通信接口上电，用万用 表在井下量电