一种输送机自动洒水降温系统

1.本发明涉及温度控制技术领域，更具体的说是涉及一种输送机自动洒水降温系统。

背景技术：

2.带式输送机是矿山、洗煤厂、水泥厂、电厂、港口等行业主要的输送设备，具有连续性、输送效率高等优势。输送机的安全、正常、稳定的运行关系着矿山的正常生产运输。输送机运行中，胶带因摩擦或打滑造成的发热、起火的异常情况严重威胁着生产甚至关系着矿山的安全。所以，建设一套可以实时监测输送机温度、烟雾，并可以实现自动降温的装置尤为重要。
3.目前，针对输送机温度控制的技术方案通常采用测温装置+通讯式普通电磁阀+通讯式烟雾传感器来实现。具体的，1、利用各种温度传感器采集输送机沿线的温度数据。2、采用烟雾传感器均匀布置在输送机沿线，利用一路通讯双绞线将所有烟雾传感器连接起来，用于采集所有的烟雾数据。这种烟雾传感器的通讯地址需要逐个设置。3、采用洒水电磁阀均匀布置在输送机沿线，利用另一路通讯双绞线将所有洒水电磁阀连接起来。这种洒水电磁阀的通讯地址也需要逐个设置。
4.但是，此种技术方案具有如下缺陷：
5.(1)上述方案中，洒水电磁阀和烟雾传感器各自利用一个通讯总线，分别和主机进行通讯，这种系统拓扑过于复杂，给安装、维护和使用造成诸多不便。
6.(2)洒水电磁阀和烟雾传感器需要通过电脑或拨码开关逐个设置通讯地址，且通讯地址不可重复。这种方式不仅造成电磁阀不具有通用性，无法直接替换，而且操作上极不方便，需要消耗较多的人工。

技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种输送机自动洒水降温系统，实现了输送机温度的区域监测，并能够进行定向洒水降温。
8.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
9.一种输送机自动洒水降温系统，包括：上位机、控制主机、感温光纤、n个洒水电磁阀和烟雾传感器；控制主机分别与上位机和感温光纤信号连接，控制主机通过通讯总线与n个洒水电磁阀信号连接；感温光纤沿着输送机的中线进行敷设，用于监测输送机沿线的温度数据；n个洒水电磁阀以预设间距依次布置在输送机沿线；
10.每个洒水电磁阀上均连接有两个烟雾传感器，用于采集烟雾数据，并通过洒水电磁阀传输至控制主机；控制主机通过与感温光纤和洒水电磁阀通讯，用于检测输送机沿线的温度和烟雾数据，并在的温度和烟雾数据超出预设值时，控制相应的洒水电磁阀进行洒水降温。
11.进一步，控制主机包括：分布式光纤测温模块、can通讯模块和控制主板；控制主板
通过内部总线分别与分布式光纤测温模块和can通讯模块数据连接；分布式光纤测温模块，用于输送机沿线温度的采集及位置定位；
12.控制主板通过can通讯模块分别与感温光纤和洒水电磁阀信号连接，用于采集输送机沿线的烟雾和温度数据，对指定位置的洒水电磁阀进行控制；
13.控制主板，用于对烟雾、温度的数值大小和增长趋势加以分析、判断并联动洒水电磁阀，以对输送机指定位置进行洒水降温。
14.进一步，感温光纤采用62.5/125μm多模光纤。
15.进一步，感温光纤依次划分为n个50米长的感温分区；控制主机分别为第1感温分区至第n感温分区设置标识字并依次赋值为1至n。
16.进一步，n个洒水电磁阀依次设置在n个感温分区内，控制主机根据每个洒水电磁阀所属的感温分区，分别为每个洒水电磁阀设置标识字并依次赋值为1至n。
17.进一步，洒水电磁阀包括：单片机、前端接口、后端接口、脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路；单片机分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路连接；前端接口分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路和通讯总线连接，后端接口分别与脉冲控制电路、第二脉冲输入检测电路和通讯总线连接，脉冲发送电路分别脉冲控制电路和后端接口连接；
18.进一步，电源电路用于将输入电源转换为单片机、各功能电路、电磁阀线圈正常运行时所需要的电源；第一模拟量采集通道隔离电路和第二模拟量采集通道隔离电路用于检测两路烟雾信号，并进行模拟量信号和单片机之间的信号隔离；设备类型选择开关用于判断当前的洒水电磁阀是否是最末端设备,即终端设备；电磁阀线圈控制电路用于驱动电磁阀线圈，实现对电磁阀的控制。
19.进一步，控制主机还用于：通过预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程自动的根据洒水电磁阀与主机之间的距离，由近及远依次进行排序和分配通讯地址。
20.进一步，预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程，具体包括如下步骤：s1：系统运行后，控制主机向通讯总线发出id为1的脉冲信号；
21.s2：脉冲信号由距离脉冲信号源最近的洒水电磁阀接收并锁定；当前洒水电磁阀通过脉冲输入检测电路解析脉冲信号的id值，并将自身地址定义为解析出的id值；
22.s3：对当前洒水电磁阀进行判断，确定当前洒水电磁阀是否是终端设备，如果当前设备是终端设备，则地址分配完成，直接退出；如果不是，继续执行下一步；
23.s4：将当前洒水电磁阀的脉冲控制电路关闭；
24.s5：当前洒水电磁阀将id加1，并将新的id值发送给脉冲发生电路；
25.s6：脉冲发送电路根据当前id值生成相应的脉冲信号并发送到通讯总线上，并执行步骤s2。
26.对比现有技术，本发明有益效果在于：
27.1、针对带式输送机沿线的离散测点，本发明利用分布式测温主机和感温光纤连续监测输送机沿线的温度，实现输送机全线温度的连续、实时监测。
28.2、本发明的洒水电磁阀具有2路模拟量输入通道，可以以硬接线的形式接入电磁阀前后范围内的布置的2组烟雾传感器的信号，仅适用一条通讯线即可实现采集沿线烟雾数据和控制电磁阀。采用一体式集模拟量采集、通讯于一体的洒水电磁阀，简化了网络拓扑图，方便安装和使用。
29.3、本发明所设计的洒水电磁阀具备地址自动分配功能，无需手动或单独设定通讯地址。使用中，控制主机可以自动识别到洒水电磁阀的新增或减少，并可以依照洒水电磁阀和控制主机的距离，由近及远为电磁阀重新分配通讯地址。
30.4、本发明实现了区域监测，定向洒水降温。上位机对洒水电磁阀和感温光纤根据实际物理位置进行区域划分，烟雾、温度只对本区域内电磁阀进行触发控制。
31.由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
33.图1是本发明具体实施方式的系统结构图。
34.图2是本发明具体实施方式的洒水电磁阀的电气框图。
35.图3是本发明具体实施方式的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
37.如图1所示，本发明公开了一种输送机自动洒水降温系统，上位机、控制主机、感温光纤和n个洒水电磁阀；控制主机分别与上位机和感温光纤信号连接，控制主机通过通讯总线与n个洒水电磁阀信号连接。
38.其中，感温光纤沿着输送机的中线进行敷设，用于监测输送机沿线的温度数据；n个洒水电磁阀以预设间距依次布置在输送机沿线；每个洒水电磁阀上均连接有两个烟雾传感器，用于采集烟雾数据，并通过洒水电磁阀传输至控制主机；控制主机通过与感温光纤和洒水电磁阀通讯，用于检测输送机沿线的温度和烟雾数据，并在的温度和烟雾数据超出预设值时，控制相应的洒水电磁阀进行洒水降温。
39.在本系统中，通过感温光纤、烟雾传感器感知输送机沿线的温度和烟雾数据，用以判断沿线的火灾热源；利用分布式光纤测温技术、can通讯技术实现对火灾热源的准确定位；通过上位机及控制主机对烟雾、温度的数值大小和增长趋势加以分析、判断并联动电磁阀，实现对输送机指定位置进行洒水降温。
40.对于带式输送机这类长距离设备，如果采用一般的传感器实现温度采集，不仅投入成本大，而且效果不理想，无法实现连续分布式测量。采用分布式光纤测温方式，利用一条感温光纤即可实现温度的长距离连续在线监测，光纤本身具有本质安全、不受电磁干扰湿等特点，这种方式可以以较低的成本，满足实时、连续的采集要求。
41.具体的，控制主机包括：分布式光纤测温模块、can通讯模块和控制主板。控制主板通过内部总线分别与分布式光纤测温模块和can通讯模块数据连接；分布式光纤测温模块，用于输送机沿线温度的采集及位置定位；控制主板通过can通讯模块和洒水电磁阀信号连接，用于采集输送机沿线的烟雾数据，并对指定位置的洒水电磁阀进行控制；控制主板，用于对烟雾、温度的数值大小和增长趋势加以分析、判断并联动洒水电磁阀，以对输送机指定位置进行洒水降温。
42.可见，控制主板通过内部总线与分布式光纤测温模块、can通讯模块实现数据交换。系统通过分布式光纤测温模块实现对沿线温度的采集及位置定位；通过can通讯技术，一方面实现对输送机沿线烟雾数据的采集及位置定位，另一方面实现对指定位置的电磁阀进行控制；通过控制主板对烟雾、温度的数值大小和增长趋势加以分析、判断并联动电磁阀，实现对输送机指定位置进行洒水降温。
43.作为示例的，感温光纤采用62.5/125μm多模光纤，感温光纤沿着输送机的中线进行敷设，用于感知输送机沿线的温度变化，感温光纤通过光纤连接器接入控制主机，通过控制主机实现解析输送机沿线温度及对应的位置信息。
44.输送机沿线间隔一定距离(一般50米间距)布置一台洒水电磁阀和2个烟雾传感器，洒水电磁阀具有2路模拟量输入通道，烟雾传感器信号就近接入洒水电磁阀内。电磁阀接入can总线，通过can总线实现与控制主机之间收发数据(上行数据包括当前洒水电磁阀地址信息、洒水电磁阀开到位状态、洒水电磁阀关到位状态、2路烟雾信号的数值；下行数据包括电磁阀开关指令)，实现仅利用一条通讯线即可实现采集沿线烟雾数据和控制洒水电磁阀。当沿线的温度和烟雾数据超出预设值，系统则控制当前分区内的洒水电磁阀进行洒水降温。
45.为了实现区域温度监测，在本系统中，感温光纤依次划分为n个50米长的感温分区；控制主机分别为第1感温分区至第n感温分区设置标识字并依次赋值为1至n。
46.作为示例的，通过上位机1，根据巷道的实际里程(距离)对感温光纤进行分区。如：感温光纤的0-50米处于巷道0-50米里程范围内，则将该段感温光纤设为第一感温分区，上位机将该信息以通讯的形式发送给控制主机，控制主机将0-50米的感温光纤的标识字赋值为1；感温光纤的50-100米处于巷道50-100里程范围内，则将该段感温光纤设为第二感温分区，控制主机将50-100米的感温光纤的标识字赋值为2；感温光纤的100-150米处于巷道100-150里程范围内，则将该段感温光纤设为第三感温分区，控制主机将100-150米的感温光纤的标识字赋值为3
……
按照此流程，直至感温分区划分完毕。
47.相应的，本系统对洒水电磁阀进行了如下设置：n个洒水电磁阀依次设置在n个感温分区内，控制主机根据每个洒水电磁阀所属的感温分区，分别为每个洒水电磁阀设置标识字并依次赋值为1至n。
48.作为示例的，通过上位机，按照洒水电磁阀所在巷道的实际里程(距离)进行分区，如：1号洒水电磁阀处于巷道0-50米里程范围内，将其设在第一感温分区，上位机将该信息以通讯的形式发送给控制主机，控制主机将1号洒水电磁阀的标识字赋值为1；2号洒水电磁阀处于巷道50-100米里程范围内，将其设在第二感温分区，同理，控制主机将2号洒水电磁阀的标识字赋值为2；3号洒水电磁阀处于巷道100-150米里程范围内，将其设在第三感温分区，控制主机将3号电磁阀的标识字赋值为3
……
按照此流程，直至所有洒水电磁阀均设置
完毕。
49.通过以上设置后，上位机根据分区数据，根据感温光纤和洒水电磁阀的标识字，自动关联感温光纤和洒水电磁阀。如果选择温度模式，当感温分区内感温光纤温度超过设定触发值后，同样标识字的洒水电磁阀即工作，本感温分区内的洒水电磁阀即通电动作；当感温分区内的所有温度都降低设定触发值以下，延时一定时间(延时时间默认为3分钟)关断洒水电磁阀。如：在第一分区(0-50米范围)内，当分布式光纤测温系统监测的温度超过触发值，1号电磁阀即动作；当第一分区内的温度都降至触发值以下，延时一定时间(延时时间默认为3分钟)关断电磁阀。
50.如图2所示，本系统的洒水电磁阀包括：单片机、前端接口、后端接口、脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路。
51.单片机分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路连接；前端接口分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路和通讯总线连接，后端接口分别与脉冲控制电路、第二脉冲输入检测电路和通讯总线连接，脉冲发送电路分别脉冲控制电路和后端接口连接。
52.通过上述结构可知，洒水电磁阀具有2路模拟量输入通道，可以以硬接线的形式接入电磁阀前后范围内的布置的2组烟雾传感器的信号。洒水电磁阀具有can通讯功能，通过与主机的配合，可以实现每个烟雾传感器的can地址的自动分配。系统运行时，可以自动的根据洒水电磁阀与主机之间的距离，由近及远依次进行排序和分配通讯地址。
53.其中，电源电路用于将输入电源转换为单片机、各功能电路、电磁阀线圈正常运行时所需要的电源。第一模拟量采集通道隔离电路和第二模拟量采集通道隔离电路用于模拟量信号和单片机之间的信号隔离，增强系统的抗干扰能力，确保系统安全可靠地运行。在本系统中，第一模拟量采集通道隔离电路和第二模拟量采集通道隔离电路用于检测两路烟雾信号。设备类型选择开关用于判断当前设备是否是最末端设备,即终端设备。电磁阀线圈控制电路用于驱动电磁阀线圈，实现对电磁阀的控制。
54.在本系统中，为了实现一条通讯线即可采集沿线烟雾数据和控制电磁阀。需要在系统运行时，可以自动的根据洒水电磁阀与主机之间的距离，由近及远依次进行排序和分配通讯地址。具体通过控制主机启动预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程自动的根据洒水电磁阀与主机之间的距离，由近及远依次进行排序和分配通讯地址。
55.如图3所示，预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程，具体包括如下步骤：
56.s1：系统运行后，控制主机向通讯总线发出id为1的脉冲信号。
57.s2：脉冲信号由距离脉冲信号源最近的洒水电磁阀接收并锁定；当前洒水电磁阀通过脉冲输入检测电路解析脉冲信号的id值，并将自身地址定义为解析出的id值。
58.s3：对当前洒水电磁阀进行判断，确定当前洒水电磁阀是否是终端设备，如果当前设备是终端设备，则地址分配完成，直接退出；如果不是，继续执行下一步。
59.s4：将当前洒水电磁阀的脉冲控制电路关闭。
60.s5：当前洒水电磁阀将id加1，并将新的id值发送给脉冲发生电路。
61.s6：脉冲发送电路根据当前id值生成相应的脉冲信号并发送到通讯总线上，并执行步骤s2。
62.由此可见，本发明提供的一种输送机自动洒水降温系统，有效的解决了如下问题：
63.1、针对带式输送机沿线的离散测点，实现对沿线温度的监测。本系统利用分布式测温装置连续监测输送机沿线的温度，实现输送机全线温度的连续、实时监测。
64.2、现有系统拓扑图复杂，电磁阀、烟雾传感器需要各布置一趟通讯线。而本系统采用一体式集模拟量采集、通讯于一体电磁阀，简化了网络拓扑图，方便安装和使用。
65.3、现有的电磁阀的通讯地址需要通过软件逐个进行设置(通过软件更改程序内部地址数据，并下载到电磁阀内部的单片机芯片中)。每个电磁阀存在地址差异，所以电磁阀不具有通用性。在维修或维护中，无法实现直接替换，存在诸多不便。本系统所设计的电磁阀具备地址自动分配功能，无需手动或单独设定通讯地址。使用中，控制主机可以自动识别到洒水电磁阀的新增或减少，并可以依照电磁阀和控制主机的距离，由近及远为电磁阀重新分配通讯地址。
66.4、实现区域监测，定向洒水降温。上位机对洒水电磁阀和光纤测温根据实际物理位置进行区域划分，烟雾、温度只对本区域内洒水电磁阀进行触发控制。
67.结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。

技术特征：

1.一种输送机自动洒水降温系统，其特征在于，包括：上位机、控制主机、感温光纤、n个洒水电磁阀和烟雾传感器；控制主机分别与上位机和感温光纤信号连接，控制主机通过通讯总线与n个洒水电磁阀信号连接；感温光纤沿着输送机的中线进行敷设，用于监测输送机沿线的温度数据；n个洒水电磁阀以预设间距依次布置在输送机沿线；每个洒水电磁阀上均连接有两个烟雾传感器，用于采集烟雾数据，并通过洒水电磁阀传输至控制主机；控制主机通过与感温光纤和洒水电磁阀通讯，用于检测输送机沿线的温度和烟雾数据，并在的温度和烟雾数据超出预设值时，控制相应的洒水电磁阀进行洒水降温。2.根据权利要求1所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述控制主机包括：分布式光纤测温模块、can通讯模块和控制主板；控制主板通过内部总线分别与分布式光纤测温模块和can通讯模块数据连接；分布式光纤测温模块，用于输送机沿线温度的采集及位置定位；控制主板通过can通讯模块分别与感温光纤和洒水电磁阀信号连接，用于采集输送机沿线的烟雾和温度数据，对指定位置的洒水电磁阀进行控制；控制主板，用于对烟雾、温度的数值大小和增长趋势加以分析、判断并联动洒水电磁阀，以对输送机指定位置进行洒水降温。3.根据权利要求1所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述感温光纤采用62.5/125μm多模光纤。4.根据权利要求1所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述感温光纤依次划分为n个50米长的感温分区；控制主机分别为第1感温分区至第n感温分区设置标识字并依次赋值为1至n。5.根据权利要求1所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述n个洒水电磁阀依次设置在n个感温分区内，控制主机根据每个洒水电磁阀所属的感温分区，分别为每个洒水电磁阀设置标识字并依次赋值为1至n。6.根据权利要求2所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述洒水电磁阀包括：单片机、前端接口、后端接口、脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路；单片机分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路、第二脉冲输入检测电路、脉冲发生电路、电源电路、第一模拟量采集通道隔离电路、第二模拟量采集通道隔离电路、设备类型选择开关和电磁阀线圈控制电路连接；前端接口分别与脉冲控制电路、第一脉冲输入检测电路和通讯总线连接，后端接口分别与脉冲控制电路、第二脉冲输入检测电路和通讯总线连接，脉冲发送电路分别脉冲控制电路和后端接口连接；电源电路用于将输入电源转换为单片机、各功能电路、电磁阀线圈正常运行时所需要的电源；第一模拟量采集通道隔离电路和第二模拟量采集通道隔离电路用于检测两路烟雾信号，并进行模拟量信号和单片机之间的信号隔离；设备类型选择开关用于判断当前的洒水电磁阀是否是最末端设备,即终端设备；电磁
阀线圈控制电路用于驱动电磁阀线圈，实现对电磁阀的控制。7.根据权利要求6所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述控制主机还用于：通过预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程自动的根据洒水电磁阀与主机之间的距离，由近及远依次进行排序和分配通讯地址。8.根据权利要求7所述的输送机自动洒水降温系统，其特征在于，所述预设的洒水电磁阀地址自动排序和分配流程，具体包括如下步骤：s1：系统运行后，控制主机向通讯总线发出id为1的脉冲信号；s2：脉冲信号由距离脉冲信号源最近的洒水电磁阀接收并锁定；当前洒水电磁阀通过脉冲输入检测电路解析脉冲信号的id值，并将自身地址定义为解析出的id值；s3：对当前洒水电磁阀进行判断，确定当前洒水电磁阀是否是终端设备，如果当前设备是终端设备，则地址分配完成，直接退出；如果不是，继续执行下一步；s4：将当前洒水电磁阀的脉冲控制电路关闭；s5：当前洒水电磁阀将id加1，并将新的id值发送给脉冲发生电路；s6：脉冲发送电路根据当前id值生成相应的脉冲信号并发送到通讯总线上，并执行步骤s2。

技术总结

本发明提出的一种输送机自动洒水降温系统，属于温度控制技术领域。包括：上位机、控制主机、感温光纤、N个洒水电磁阀和烟雾传感器；控制主机分别与上位机和感温光纤信号连接，控制主机与洒水电磁阀信号连接；感温光纤沿着输送机的中线进行敷设，用于监测输送机沿线的温度数据；N个洒水电磁阀以预设间距依次布置在输送机沿线；每个洒水电磁阀上均设有2路模拟量输入通道，用于采集烟雾数据，并通过洒水电磁阀传输至控制主机；控制主机通过与感温光纤和洒水电磁阀通讯，用于检测输送机沿线的温度和烟雾数据，并在的温度和烟雾数据超出预设值时，控制相应的洒水电磁阀进行洒水降温。本发明实现了输送机温度的区域监测，并能够进行定向洒水降温。向洒水降温。向洒水降温。