一种新型压力监控系统的设计.pdf

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1、2010年第6期煤矿机电一种新型压力监控系统的设计吴志刚(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京toool3)摘要：根据煤矿锚杆支护煌工作面压力监控的要求，提出一种基于开放武互联模型的主站-分站集散式结构新型矿山压力监控系统，主站进行数据处理，各个分站采集各类传感器数据。各类传感器采用通用标准协议，可方便组成多节点的压力监控系统，形成兼容性强、有扩展和升级裕量的开放式压力监控。关键词：传感器；监测系统；锚杆支护中图分类号：TD353；TP274+．5文献标识码：B文章编号：1001—0874(2010)06—000l一03DesignofNewP

2、ressureMonitoringSystemWUZhi。g御、g(CoalMiningandDesigningTechnologyDepartment，TiandiScienceandTechnologyCo．，lad．。Beijing100013。China)Abstract：Fortherequirementsofboltsupposingincoalmineandpressuremonitoringatworkingface，anewminingpressuremonitoringsystemwiththemainstationandsub

3、-stationstypedistributedstructurebasedonopenInternetmodelisproposed，themainstationisforprocessingdataandtheeachsubstationisforacquisitiondataofallsensors．Theallsensorsusethegeneralstandardprotocols，callbeeasilycomposedofthepressuremonitoringsystemwithmultiplenodes，formtheopenp

4、ressuremonitoringwithcompatibility，m_arsinexpansionandupgradingredundancycapability．Keywords：sensors；monitoringsystem；boltsupporting1系统结构(1)集中式和分布式相结合的模式根据锚杆支护工程监测和工作面压力监测要求，压力监控系统采用集中式和分布式相结合的运行模式，即井上设置监测主机，井下设置分站，分站采集显示各中传感器数据。主通信干线采用CAN总线的通信方式。每个监测分站采用RS485总线方式与各种智能总线传感器进行通

5、信，每个监测分站有8路RS485总线，形成一种主通信为串行结构(分站到监测主机)，次通讯为树形结构(各种传感器到分站的通信)。该结构能很好地满足锚杆支护工程监测多参数、多变量、通信距离远的要求，系统设计中井下最多可设置32个监控分站，每个监控分站可提供8个RS485通道用来连接不同类型的智能总线传感器，包括顶板位移传感器、锚索测力传感器、压力传感器(支架工作阻力)、钻孔应力传感器等。各智能总线传感器将传感器模拟信号转换为数字信号后，通过RS485总线将数据传输至监测分站，监测分站再将数据汇总后送至井上监测。系统结构图参见图1。(2)主要特点主通信干

6、线采用CAN总线即即控制局域网络，抗干扰能力强、可靠性高、实时性好和易于使用。主要特点有：1)高性能、高可靠性、实时性、灵活性及独特的设计。2)CAN总线为多主从方式工作，网络上的节点不分主从，通信方式灵活，扩展性好。3)当通信发生冲突时，CAN总线采用非破坏·2·煤矿机电2010年第6期总线仲裁技术，媒体访问机制采用带有优先级的具碰撞检测之载波感应多重存取方式(CSMA／CD)，优先级较低的节点会主动退出通信，可以大大提高通信的可靠性，即使是在网络负载很重的情况下也不会出现网络瘫痪的情况。4)智能节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总

7、线上其它的节点操作不受影响。5)CAN总线采用的信息格式为短帧结构，网络上的节点信息分成不同的优先级¨J。图1系统结构图2系统组成压力监控系统由各部分硬件和系统软件组成。(1)硬件部分硬件组成部分主要包括智能总线传感器、监控分站、传输接口及井上计算机。1)监控分站主要采集各种传感器数据，并上传全部数据。采用CAN总线方式与上位机通讯，RS485总线方式与智能传感器通信。监控分站具有8路RS485通道接收传感器采集到的实时数据，使用240X128液晶显示器，不仅可提供直观的显示界面，以方便井下工作人员及时了解当前通讯状态和各种传感器数据，而且位移传感

8、器和压力传感器的即插即用，很好地满足巷道边掘进边安装，不需要重复开启监控分站。2)智能总线传感器采用通用标准协议，方便组成