中图分类 号：Ｍ７ ３ Ｔ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ４ ６ ２ （０ ２ ０ － ０ １０ １０ —４ ９ ２ １ ）５ ０ ７ － ３
煤炭 是我 国能源最 重要 的组 成部 分之一 ， 但是 ， 当前 煤矿生 产的安全运行还存 在很多隐患 ，煤矿一旦发生事故将会 造成严 重后果。因此 ， 现在很多煤矿都采用不同的安全监测 、 监控 系统 ， 以确保煤 矿生产 的安全运行 。 煤矿井下 电力系统的供 电对象包括煤矿 的采煤 、运输 以及 排水等生产环节 ， 而这些生产环节的工作环境 比较复杂 ， 一旦设 备发 生事故 ， 障排查 比较 困难 ， 故 停送 电周期较长 ， 严重 影响煤 矿采 区的工作 效率 。因此 ， 煤矿 电力系统的监控非 常必要 。 对于煤矿 电力监控 系统 ， 国内学者进行 了大量 的研究 ， 取得 了不少研究成果 。我 国煤矿监测监控 技术应用较晚 ，０世纪 ８ ２ ０ 年代初 ，先后从 国外 引进 了一批安全 监控 系统 ，装备 了部分煤 矿。在 引进 的同时 ， 通过消化 、 吸收并结合我 国煤矿的实际情况 ， 先后研制 出一系列监控系统 。目前 ， 国内煤矿 电力监控系统的研 究成果 主要 有 ： 井下监控单元 采用工控机 、 片机作为控 制器 ， 单
摘 要： 以煤矿井下电力监控 系统为研 究对象 ， 在分析其特点 的基础上 ， 计 了基于组 态软件的 设
煤矿 井下电力监控 系统 。设计 隔爆兼本安监控单元 ， 靠 Ｒ ４ ５采集 电力 系统参数 ， 依 Ｓ８ 经
以太网实现 了信 息联 网。研 究表 明， 该方案具有很 高的 可靠性。
关键 词 ： 电力监 控 系统 ； 态软 件 ； 组 监控 单 元 ； Ｓ ８ Ｒ ４５
煤矿井下 电力监控单元是信息传送 的枢纽 ，是地面集控总 站 和矿井 高压配 电装置之 间的连接桥 梁 ，既要把井下矿用 隔爆 型高压配 电装 置的信息传送 给井上监 控主站 ，也要将井上 的控 制命 令信 号传送 给井下 高压 配电装置 ， 实现监控数据 上传 、 地面
集控 总站 的命令下达。
以太网通信模块 Ｃ ２ ３以及人机交互界面 Ｔ １ ７ Ｐ４ Ｐ ７ Ｂ等设备 。
２２ ＲＳ ８ ． ４ ５通 信
山西科技
Ｓ Ａ Ｘ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｈ Ｎ Ｉ ＩＮ ＥＡ ＤＴ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓ
２１ ０ ２年
术
煤矿 井下 电力监控 系统研 究
刘 建 中 ， 永 红 ， 宝全 王 靳
（． 安集 团司马煤 业公 司 ， １ 潞 山西长 治 ，４ １５ ２ 原 理工 大学 ， ０ ７０ ；． 太 山西 太原 ，３０４ ０ ０２ ）
工 大 学 ， 程 师 ，４ １５ 山西 省 长 治 市 工 ０ ７０ ，
如图 １ 所示 ， Ｃ ２Ｖ经保护开关分别 给本安 电源及开关 电 Ａ １７ 源供 电。其 中本安 电源主要为外部本安设备供 电 ， 保证系统的本
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山西科技
Ｓ Ｎ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ ＨＡ Ｘ ＩＮ ＥＡ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓ
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第２卷 ７
第 ５期
质安全性能 ； 开关 电源为控制器 内部非本安部件供 电 ， 包括主机 ＰＣＣ Ｕ ２ ， Ｌ Ｐ ２ ６ 开关量输入模块 Ｅ ２ １模拟量采集 模块 Ｅ ２ １ Ｍ ２， Ｍ ３，
量参数字 ，这些参数都是实际值ｘ Ｏ ｌ０后取整得到的 ，井下单元
Ｐ Ｃ采集到这些信号 以后 ，先将这些值都 除以 １０转换 成实数 Ｌ ０
面集 控站通过 以太 网与井下监控单元 相连 ，通过采集 的电网数
据对 煤矿供 电系统 的运行状 态进行 分析处理 ，实现对井下 电力
系统远程监测监控管理。 井下 监控 单元 是地 面集 控站和矿用隔爆型高压配 电装置之 间的桥梁 ，主要作用是实现地面集控站与井下高压配 电装置之 问的通讯 ，井下监控单元负责将矿用隔爆型高压配 电装 置的数
据上传 、 面集控站 的命令下 达。同时 ， 地 现场工作人 员也可以通
过人机界面 了解当前井下各个电力设备 、 路的运行状态 ， 线 对各 个用 电设备 的保护整定值和动作时 限进行远程调 整 ，以及对每 台高压配电装 置上 的各种保护投 、 切动作的控 制。
２ 隔 爆 兼 本 安 监控 单 元 设 计
压开关的分 闸、 闸、 障复位等操作 ， 合 故 提高煤矿供 电系统 的安全
性、 可靠性 、 时性。煤矿井下 电力监控系统实时监控煤矿供 电设 及 备的运行状态 ， 主要是 由地面监控主站和井下监控单元组成 。
１ 系统 总 体 技 术构 架
地面集 控站 主要包 括地 面监控计 算机 和 地面光 端 机两部 分 。地面光端机采集井下监控单元的 电网数据 ， 传送给地面监控
嚣嚣
图 １ 控制 器 结 构
计算机 ， 工作人员通过 ＩＴ ｕ ｈ ｎ ｏ ｃ 软件平 台 ， 分析处理这些数据 ， 然
后将数据处理结果 通过地 面光端机再 传达给井下监控单元 。地
收稿 日期 ： ０ ２ ７ ８ ２ １ —０ —１
作者 简介 ： ） １ 刘建 中， １７ 男，９ １年 出生 ，９ ４年 毕 业于 太原 理 １９
２１ 监控 单 元 总体 结 构 与 功 能 ．
ＡＣ】 ７ ２
如利用工业控制计 算机完成煤矿井下高低压 电网监控功 能的设
计方案和利用无线单片机 Ｃ ２ １ 设计 的井下监控单元等。 Ｃ ５０ 针对 目前煤矿井下 电力监控系统信息量少及可靠性 低的问 题， 采用基于 Ｒ ４ ５的测控系统 ， Ｓ８ 设计 Ｐ Ｃ控制器为核心的监控 Ｌ 单元 ， 主要研究煤矿电力监控系统 的设计 ， 实现煤矿 电力监控 系统 的遥信、 遥测 、 遥控、 遥调“ 四遥” 功能 ， 完成地面监控 中心对井下高