煤矿安全监测系统及其单片机结构认识.pptxVIP

第一页，共七十页。; 矿山监控系统是煤炭高产、高效、安全生产的重要保证。世界各主要产煤国对此都十分重视，推广使用了环境安全、轨道运输、胶带运输、提升运输、供电、排水、矿山压力、火灾、水灾、煤与瓦斯突出、大型机电设备健康状况等监控系统，提高了生产率和设备利用率，增强了矿山安全。由于煤矿井下是一个特殊的工作环境，有瓦斯(主要成份是甲烷)等易燃、易爆性气体，有硫化氢等腐蚀性气体，有淋水、环境潮湿、空间狭小、矿尘大，电磁干扰严重、电网电压波动大、工作场所分散且距离远。因此，矿山监控系统不同于一般工业监控系统。这主要体现在电气防爆、传输距离远、网络结构宜采用树形结构、监控对象变化缓慢、电网电压波动适应能力强、抗干扰能力强、抗故障能力强，不宜采用中继器、传感器宜采用远程供电、设备外壳防护性能要求高等方面。采用监控系统后，保障煤炭高产、高效安全生产，具有重大的实用价值。 ;一、任务描述 二、任务分析 三、相关知识 四、任务布置; 单片机在矿山监控系统的应用十分广泛，而单片机的使用方法是掌握单片机系统的前提。因此，只有真正掌握了单片机的内部结构及系统组成，才能够根据其内部结构特点选择合适的指令编制程序，设计外围电路，才能确保单片机系统的构成。单片机技术发展十分迅速，产品种类琳琅满目。为满足工业控制的要求，选择合适型号的单片机进行系统设计是每一个单片机使用者必须掌握的技能。因此，只有通过了解单片机的发展过程及产品近况，掌握当前市场主流单片机型号、种类及其特点才能设计出满足工作要求的单片机系统。;二、任务分析;三、相关知识; 瓦斯遥测系统是用来监控井下环境中甲烷浓度的监控系统，并具有瓦斯超限声光报警和断电功能。瓦斯遥测系统一般由甲烷传感器、断电仪、遥测仪和记录仪组成。 ; 在发展甲烷遥测系统的同时，为了保证轨道运输、提升运输、胶带运输等运翱统的安全、提高生产率和设备利用率，推广应用了模拟盘调度系统。例如，用于轨道运输监控的信、集、闭系统，用于提升运输监控的信号系统和用于胶带运输监控的信号系统等。这些系统均采用集中监控，每路信号使用一对电缆芯线接至总控制台、总控盘使用指示灯显示设备状态，为形象直观、常常将设备图形等制成背景，在被监控的蕾处设置指示灯，如图1-2所示。;（二）矿山监控系统现状 ; 安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停、工作电压、工作电流等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。 ;; 传感器将被测物理量转换为电信号，经3芯或4芯矿用电缆(其中1芯用于地线,1芯用于信号线、l芯用于分站向传感器供电)与分站相连，并具有显示和声光报警功能(有些传感器没有示和声光报警).执行机构(含声光报警及显示设备)将控制信号转换为被控物理量,使用矿用电缆与分站相连。分站接收来自传感器的信号．并按预先约定的复用方式(时分制或频分制等：远距离传送给主站(或传输接口)，同时，接收来自主站(或传输接口)多路复用信。分制或频分制等)。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等。对传感器输入的信号和主站(或传输接口)传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。传感器及执行机构距分站的最大传输距离一般不大于2lKm。; 现有传感器及执行机构一般需经分站接人系统(除个别外)，这样虽然便于分站实现就地控制，但当个别传感器和执行机构离分站较远，而离系统电缆较近时，就显得十分不合理，既不便于系统维护．又增加了系统电缆投资。因此现有矿井监控系统均为主从式传输，如图1-4所示。 ;（三）矿山综合监控系统 ;1、智能传感器; （2）数字信号传输与多路复用 ; 现有传感器没有采用数字信号输出和多路复用，主要是因为现有传感器采用单片机的较少，实现时分多路复用困难。另一个原因是早期传感器耗能大，一对芯线只能为一台传感器供电。例如：早期甲烷传感器工作电流为300mA、传感器输入电压为7—24V。若由24V本安电源供电．供电电缆环路电阴为26 n／Km，其供电距离为(24—7)／(0 3×261_2．18Km。若向2台传感器供电，则供电距离仅为1．09Kin，不满足2Km输距离的要求。而目前传感器的工作电流一般不大于100mA，特别是一些温度、开关量等传感器工作电流不大于10mA，从而解决了一对芯线为多台传感器远距离供电问题。因此，传感器电缆复用路数，并不取决于监测周期、传输速率和地址编码，而取决于传感器的供电电流，这就给传感组件降低消耗提出了新的要求。 ;（3）就地控制 ;3、调度管理网络;（四）矿井监控系统的分类;（五）51系列单片机概述;（七）单片机工作条件; 另外一