一种新型的矿井通风智能监测系统

A New Type Intelligent Monitoring System for Mine Ventilation

Liu Binyun　Lu Dawei
Computer Department, Shandong Mining Institute (Tai′an 271000)

　　Abstract　A new type intelligent monitoring system for mine ventilation is introduced with its structure, composition, working principle and performance indexes and analysis in instrument frequency measuring accuracy. The intelligent monitoring instrument is able to find out hidden dangers in coal mine ventilation system through the monitoring of underground air pressure, air velocity and temperature, etc. It is of practical significance in coal mine safe production.
　　Key words　mines　ventilation　detection　single chip microcomputer

　　新型的矿井通风智能监测系统通过获取井下的瓦斯浓度、风压、风速、温度等参数，并对这些参数进行处理，可以监测到事故隐患并及时采取措施，以保障人身安全及安全生产。

1　系统组成

　　该矿井通风智能监测系统主要由软件部分和硬件部分组成。软件部分由MCS-51系列单片机汇编语言编写的单片机软件和VISUAL C++编写微机软件。硬件部分由地面主机、微机、打印机、井下分站、传输系统以及辅助电路等组成。
　　(1) 地面主机
　　地面主机由UPS稳压电源、TF-200中分站框架、发送板、接收板、线路耦合器及单片机控制板组成。单片机控制板由MCS-51系列单片机，带掉电保护32K RAM，ROM，电平转换集成块，时钟芯片DS1216，RS-232接口芯片，以及其它辅助电路组成，原理框图如图1所示。它以每秒检测一点的速度巡测22个传感器发来的数据，并将采集的数据暂存于单片机扩展RAM中。待需要时该数据可传送给微机处理，并由打印机打印数据曲线及报表等。
　　(2) 井下分站
　　井下分站由TF-200小分站，发送板，耦合器，电压-频率转换板，频率-频率转换板以及各种类型传感器组成。传感器采用常州自动化研究所生产的风速传感器(V)，风压传感器(P)，温度传感器(T)以及瓦斯浓度传感器(CH4)。其它辅助电路包括安全栅(SKNF-2)和井下本安电源(AJD12-127V)。

2　系统工作原理

　　如图1所示，井下分站由井下电源AJD12-127V单独供电，各测点传感器将所测风速，温度，瓦斯，风压转换成电压或频率信号输出，再经过电压-频率转换板或频率-频率转换板转换成5～15 Hz的标准信号送入发送板，再经TF-200发送组件调制后，由其内部耦合器耦合至普通矿用电话电缆进行频分多路传输(FDM)，信号经由安全栅防爆隔离后到达地面主机内部的耦合器，再经TF-200接收板解调后，恢复为5～15 Hz标准信号并发送给地面主机中的CPU，地面主机中设有多路对应井下分站中发送板的接收板，该接收板将井下发送板发送的信号解出后等待单片机的巡测。地面主机中的单片机，每分钟前30 s对接收板信号巡测一遍，记录频率信号并存储数据，同时存储时间，后30 s等待与微机通讯。与微机通信采用RS-232串行通信，传播速率为2400 bps。