一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统技术领域
本实用新型涉及PLC控制技术、传感技术、网络信息化技术、计算机智能化的管理技术，具体涉及煤矿安全生产的通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统，更具体的说，涉及一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统。
背景技术
《煤矿安全规程》第一百五十八条明确规定：“所有矿井必须装备矿井安全监测监控系统。矿井安全监测监控系统的安装、使用和维护必须符合本规程和相关规定的要求。”
自2000年以来，随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井陆续在装备矿井监测监控系统。系统的装备大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率，同时也为该技术的正确选择、使用、维护和企业安全生产信息化管理提出了更高的要求。
煤矿安全监测监控系统是一种能够自动采集和处理数据并进行相应控制的系统。它能够实现甲烷超限断电、停风断电、通风系统监测监控、煤与瓦斯突出预报、火灾监测与预报、水灾监测与预报、矿山压力监测与预报等，从而减少瓦斯与煤尘爆炸、火灾、水灾、顶板等灾害事故发生，有效地保障煤矿安全生产和矿工生命安全。
根据各矿近年生产管理的实际需要，还将在矿井原煤生产过程各环节装备一些新的系统。如果继续采用传统的通讯方式，势必又将采用各自独立安装运行方案，造成矿井监控设备布线越来越复杂、系统维护成本越来越大。
目前，煤矿安全风门监控系统已经在我国煤矿得到广泛运用。实践表明，煤矿安全风门绞车监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分监测监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者已淘汰、或者停产。因此造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是近年来由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。
因此，采用PLC控制的煤矿安全监控系统进行煤矿安全的智能化控制，传统的煤矿安全生产监控系统存在以下缺点：
(一)、传统的煤矿安全生产监控系统没有采用工业PC机、PLC控制器进行控制，其控制方式效果不佳、不易于实现煤矿安全生产监控的信息化、自动化的控制；
(二)、传统的煤矿安全生产监控系统没有采用组合式结构，其组成结构不包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统，其组合结构比较复杂、操作不便；
(三)、传统的煤矿安全生产监控系统没有采用通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统，风量的控制效果不佳，也同时存在诸多安全隐患，其费时费力、效率低下；
(四)、传统的煤矿安全生产监控系统没有采用振动传感器、风量传感器、电流传感器，风门的信号、风速信号检测效果不佳；
(五)、传统的煤矿安全生产监控系统没有采用监控信息处理系统，不能实现煤矿安全生产的信息化监控，不能节省了人力，生产效率较低，更不能够产生很好的经济效益和社会效益。
发明内容
本实用新型是为了克服上述不足，给出了一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统。
本发明的技术方案如下：
一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统，包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统；所述的PLC系统包括PLC控制器、以太网模块、RS482、控制线；所述的PLC系统，上端通过以太网模块与工业PC机相连；右侧通过RS482与人机对话装置相连，所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、监控信息处理系统；所述的触摸屏采用Smart700触摸屏，用于人与PLC系统的人机对话；所述的打印机，用于B5纸打印煤矿安全生产监控的信息；所述的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的PLC控制器采用S7-200PLC，用于控制监控信息处理系统；下端通过控制线分别与通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统相连，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制。
所述的通风机监控系统包括通风机、振动变送器、振动传感器。
进一步地，所述的风门监控系统包括风门控制阀、风门编码器、风量传感器。
进一步地，所述的风门监控系统还包括启动柜、大变频器1、变送器、接触器。
进一步地，所述的启动柜与变送器相连。
进一步地，所述的变送器还与PLC系统相连。
进一步地，所述的风门控制阀数量为2个、位于风门上，用于控制风门开关状态。
进一步地，所述的风门控制阀的下端与PLC系统相连。
进一步地，所述的风门编码器的上端与PLC系统相连。
进一步地，所述的风量传感器，用于检测煤矿井的风量大小。
进一步地，所述的风量传感器的上端与PLC系统相连。
进一步地，所述的风门绞车监控系统包括风门绞车、电流传感器、变频器。
进一步地，所述的变频器变频器采用西门子MM440变频器。
所述的风门绞车监控系统还包括启动柜、变送器、接触器。
进一步地，所述的启动柜与所述的变送器相连。
进一步地，所述的变送器还与PLC系统相连。
进一步地，所述的风门绞车的上端与PLC系统相连。
进一步地，所述的电流传感器的上端与PLC系统相连。
进一步地，所述的PLC控制器采用S7-300PLC控制器。
本实用新型发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：
(1)、本发明采用的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的监控信息处理系统还包括自主开发设计的C/C++软件系统，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的所有监测功能；
(2)、本发明采用的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的组合式结构，包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统；所述的PLC系统包括PLC控制器、以太网模块、RS482、控制线；所述的PLC系统，上端通过以太网模块与工业PC机相连；右侧通过RS482与人机对话装置相连，所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、监控信息处理系统；所述的触摸屏采用Smart700触摸屏，用于人与PLC系统的人机对话；所述的打印机，用于B5纸打印煤矿安全生产监控的信息；所述的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的PLC控制器采用S7-200PLC，用于控制监控信息处理系统；下端通过控制线分别与通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统相连，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制，其结构简单、操作方便；
(3)、本发明采用的风门监控系统包括风门控制阀、风门编码器、风量传感器，还包括启动柜、大变频器1、变送器、接触器；所述的启动柜与变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门控制阀数量为2个、位于风门上，用于控制风门开关状态；所述的风门控制阀的下端与PLC系统相连；所述的风门编码器的上端与PLC系统相连；所述的风量传感器，用于检测煤矿井的风量大小；所述的风量传感器的上端与PLC系统相连；
(4)、本发明采用的风门绞车监控系统包括风门绞车、电流传感器、变频器，所述的变频器变频器采用西门子MM440变频器，还包括启动柜、变送器、接触器，所述的启动柜与所述的变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门绞车的上端与PLC系统相连；所述的电流传感器的上端与PLC系统相连；
除了以上这些，本发明实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。
本实用新型的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其它优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
图1为本实用新型发明的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的结构示意图；
图2为本实用新型发明的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的风门监控系统结构示意图；
图3为本实用新型发明的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的风门绞车监控系统结构示意图；
图4为本实用新型发明的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的风门编码器、变频器、通风机、风门绞车的安装结构示意图；
图5为本实用新型发明的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的通风机的结构示意图。
具体实施方式
实施实例1
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用的保护范围。
如图1所示，一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统，包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统；所述的PLC系统包括PLC控制器、以太网模块、RS482、控制线；所述的PLC系统，上端通过以太网模块与工业PC机相连；右侧通过RS482与人机对话装置相连，所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、监控信息处理系统；所述的触摸屏采用Smart700触摸屏，用于人与PLC系统的人机对话；所述的打印机，用于B5纸打印煤矿安全生产监控的信息；所述的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的PLC控制器采用S7-200PLC，用于控制监控信息处理系统；下端通过控制线分别与通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统相连，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制。
所述的监控信息处理系统还包括自主开发设计的C/C++软件系统，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的所有监测功能。
又，本发明采用的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的监控信息处理系统还包括自主开发设计的C/C++软件系统，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的所有监测功能，是本发明一个显著特点。
又，本发明采用的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的组合式结构，包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统；所述的PLC系统包括PLC控制器、以太网模块、RS482、控制线；所述的PLC系统，上端通过以太网模块与工业PC机相连；右侧通过RS482与人机对话装置相连，所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、监控信息处理系统；所述的触摸屏采用Smart700触摸屏，用于人与PLC系统的人机对话；所述的打印机，用于B5纸打印煤矿安全生产监控的信息；所述的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的PLC控制器采用S7-200PLC，用于控制监控信息处理系统；下端通过控制线分别与通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统相连，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制，其结构简单、操作方便，又是本发明一个显著特点。
所述的通风机监控系统包括通风机、振动变送器、振动传感器。
如图2所示，所述的风门监控系统包括风门控制阀、风门编码器、风量传感器。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门监控系统还包括启动柜、大变频器1、变送器、接触器。
进一步作为优选的实施方式，所述的启动柜与变送器相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的变送器还与PLC系统相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门控制阀数量为2个、位于风门上，用于控制风门开关状态。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门控制阀的下端与PLC系统相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门编码器的上端与PLC系统相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的风量传感器，用于检测煤矿井的风量大小。
进一步作为优选的实施方式，所述的风量传感器的上端与PLC系统相连。
又，本发明采用的风门监控系统包括风门控制阀、风门编码器、风量传感器，还包括启动柜、大变频器1、变送器、接触器；所述的启动柜与变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门控制阀数量为2个、位于风门上，用于控制风门开关状态；所述的风门控制阀的下端与PLC系统相连；所述的风门编码器的上端与PLC系统相连；所述的风量传感器，用于检测煤矿井的风量大小；所述的风量传感器的上端与PLC系统相连，又是本发明一个显著特点。
如图3所示，所述的风门绞车监控系统包括风门绞车、电流传感器、变频器。
进一步作为优选的实施方式，所述的变频器变频器采用西门子MM440变频器。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门绞车监控系统还包括启动柜、变送器、接触器。
进一步作为优选的实施方式，所述的启动柜与所述的变送器相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的变送器还与PLC系统相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的风门绞车的上端与PLC系统相连。
进一步作为优选的实施方式，所述的电流传感器的上端与PLC系统相连。
又，本发明采用的风门绞车监控系统包括风门绞车、电流传感器、变频器，所述的变频器变频器采用西门子MM440变频器，还包括启动柜、变送器、接触器，所述的启动柜与所述的变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门绞车的上端与PLC系统相连；所述的电流传感器的上端与PLC系统相连，又是本发明一个显著特点。
进一步地，所述的PLC控制器采用S7-300PLC控制器。
一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的风门编码器、变频器、通风机、风门绞车的安装结构示意图，如图4所示。
风门编码器左端接220V电压线，风门编码器的右端Y0、Y1、Y2、Y3分别与变频器左端的S1、S2、S5、S6相连。
风门编码器的右端Y0、Y1、Y2、Y3与变频器左端的S1、S2、S5、S6之间用AC380V供电。
变频器的右端U、V、W与通风机相连。
一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的通风机的结构示意图，如图4所示。
通风机的两端用12V的电源供电，保证通风机内部电源正常运转。
实施实例2
所述的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统采用通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的过程为：
1)、若一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统采用通风机监控系统时，所述的通风机监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的过程为：
Step1：一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统初始化；
Step2：PLC控制器工作；
Step3：振动传感器工作；
Step4：振动变送器工作；
Step5：通风机工作；
Step6：监控信息处理系统工作；
Step7：在工业PC机上完成通风机监控系统的通风状态的图像显示，打印机打印通风机监控系统监测的结果；
Step8：通风机监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制。
2)、若一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统采用风门监控系统时，所述的风门监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的过程为：
Step1：一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统初始化；
Step2：PLC控制器工作；
Step3：风量传感器工作；
Step4：风门编码器工作；
Step5：风门控制阀工作；
Step6：监控信息处理系统工作；
Step7：在工业PC机上完成风门监控系统的监控风门及风量大小的图像显示，打印机打印通风机监控系统监测的结果；
Step8：风门监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制。
3)、若一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统采用风门绞车监控系统时，所述的风门绞车监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的过程为：
Step1：一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统初始化；
Step2：PLC控制器工作；
Step3：电流传感器工作；
Step4：变频器工作；
Step5：风门绞车工作；
Step6：监控信息处理系统工作；
Step7：在工业PC机上完成风门绞车监控系统监控风门大小及风门绞车启停状态的图像显示，打印机打印通风门绞车监控系统监控风门大小及风门绞车启停状态的图像及监测的结果；
Step8：风门绞车监控系统实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制。
进一步地，所述的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统采用通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统硬件通过接口电路及接口装置及数据线连接，切换相应的硬件装置得以实现不同的检测系统；软件方面，通过自主开发设计的C/C++软件系统，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的所有监测功能。
本发明显著的特点：
1)、本发明采用的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的监控信息处理系统还包括自主开发设计的C/C++软件系统，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制的所有监测功能。
2)、本发明采用的一种PLC控制的煤矿安全生产监控系统的组合式结构，包括工业PC机、PLC系统、人机对话装置、通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统；所述的PLC系统包括PLC控制器、以太网模块、RS482、控制线；所述的PLC系统，上端通过以太网模块与工业PC机相连；右侧通过RS482与人机对话装置相连，所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、监控信息处理系统；所述的触摸屏采用Smart700触摸屏，用于人与PLC系统的人机对话；所述的打印机，用于B5纸打印煤矿安全生产监控的信息；所述的监控信息处理系统包括煤矿企业局域网、交换机、路由器、主监控工作站、摄像头、图形工作站、终端设备、电视墙、视频切换矩阵、硬盘刻录机，用于完成煤矿企业安全生产信息的实时监控；所述的PLC控制器采用S7-200PLC，用于控制监控信息处理系统；下端通过控制线分别与通风机监控系统、风门监控系统、风门绞车监控系统相连，实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制，其结构简单、操作方便。
3)、本发明采用的风门监控系统包括风门控制阀、风门编码器、风量传感器，还包括启动柜、大变频器1、变送器、接触器；所述的启动柜与变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门控制阀数量为2个、位于风门上，用于控制风门开关状态；所述的风门控制阀的下端与PLC系统相连；所述的风门编码器的上端与PLC系统相连；所述的风量传感器，用于检测煤矿井的风量大小；所述的风量传感器的上端与PLC系统相连。
4)、本发明采用的风门绞车监控系统包括风门绞车、电流传感器、变频器，所述的变频器变频器采用西门子MM440变频器，还包括启动柜、变送器、接触器，所述的启动柜与所述的变送器相连；所述的变送器还与PLC系统相连；所述的风门绞车的上端与PLC系统相连；所述的电流传感器的上端与PLC系统相连。
5)、本发明实现煤矿安全生产监控的信息化、智能化、自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。本发明的是实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些是实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的是实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域工程技术人员公知的技术。