煤矿安全监控系统平衡分时上电控制技术的研究
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块 、 单 片 机 处 理 及 外 围 电 路 模 块 等 。 如 瓦 斯 传 感器 探 头 功 能 稳态 时约 ０ ． ３ ６ Ｗ （ ３ Ｖ Ｘ １ ２ ０ ｍ Ａ ） ， 上 电 瞬 态 电流 约 为 ０ ． ９ Ｗ ， 随 温 度 升 高 电 流 逐 渐 下降直１ ２ ０ ｍ Ａ ，显 示 及 驱 动 电路 模 块 部 分 功 耗 约０ ． １ ５ Ｗ ，单 片 机 及 Ａ Ｄ 等模 块 约 ０ ． ０ ６ Ｗ ， 其 他 电路 部 分 估 算 为 ０ ． ０ ３ Ｗ 左 右 ， 累 积 功 耗 约 ０ ． ６ Ｗ ， 根 据 平 衡 分 时 上 电 设 计 方 法 ， 分 时 上 电 模 块 将 依 次 启 动 单 片 机 及 外 围 电路 ， 显 示 模 块 ， 探 头 模 块 等 ，减 少 各 模 块 工 作 电 流 的
如 软起动技 术等 ，但 也无法 实现真 正的 电流 零 冲 击 ，往 往 设 置 限 流 值 也 较 大 ，传 感 器 供 电 采 用 同步 上 电方 式 ， 因矿 用 传 感 器 上 电启 动 时 的 峰 值 电流 一 般 都 较 稳 定 后 正 常 工 作 电
流 大 很 多 ， 集 中 同 步 上 电 时 要 求 矿 用 电源 提 供 的 电流 远 大 于 正 常 工 作 要 求 的 电流 ， 因 本 安 电 源 的容 量 的 限 制 ， 使 本 安 电源 所 带 传 感 器 数 量 受 限 ， 如 配 接 的 传 感 器 数 量 较 多 ，本 安 电源容量 裕量较 小，还会使 系统 的不稳定 性 几率增加 。往往无 法实现超 远距离 的远程 供 电要 求 ２ ． 平衡 分时上电控制技术 目前 国 内部 分 厂 家 的 新 型 矿 用 传 感 器 都 采 用 了软 启 动 设 计 和 低 功 耗 芯 片 设 计 ， 传 感 器 启 动 电 流 较 传 统 的 设 计 方 式 上 电 冲 击 电 流 大 大 减 小 ， 但 由 于 传 感 器 输 入 电 源 存 在 工 作 电 压 要 求 范 围 宽 的 问 题 ， 一 般 要 求 为Ｄ Ｃ（ ９ ～２ ４ ） Ｖ ， 设 计 时 需 满 足 低 端 的 启 动 限 制 ，这 样 软 启 动 设 计 的 最 大 限 制 电流 往 往 比 负 载 正 常 工 作 电 流 大 ， 而 且 如 在 设 计 时 启 动
【 摘要 】在煤矿 安全监控 系统中 ，井 下监控分 站和各种矿用传 感器都采用本 安电源集 中供 电方 式，在 电源上电、断线或故 障恢 复的情况 下 ，所有分站和矿用传感
器 同 时上 电 ， 因 矿 用 传 感 器 上 电 启 动 电流 较 正 常 稳 态 工 作 电 流 大 ， 此 时 负 载 电 流 达 到 最 大 值 ，从 而 限 制 了本 安 电源 所 带 传 感 器 的数 量 。 本 文 提 出 了一 种 平 衡 分 时 上 电 控 制 技 术 可 最 大 限度 的减 少启 动 峰 值 电流 ，提 高 本 安 电源 的 负 载 能 力和 系 统 的 稳 定 性 ， 同 时 也 可 进 一 步 延 长传 感器 的 传 输距 离 。 【关 键 词 】 煤 矿 ；安 全 监 控 系 统 ；分 时 上 电； 传 感 器
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…Leabharlann ……一皇王研霾一 一 ｌ
煤 矿 安 全 监 控 系 统 平 衡 分 时 上 电 控 制 技 术 的 研 究
中煤科工 集 团常州研 究院有 限公 司 天地 （ 常州 ）自动化 股份有 限公 司 汪学明 山西潞安集 团司马煤业有 限公 司 郭玉彪 中煤科工 集团常州研 究院有 限公 司 天地 （ 常州 ）自动化 股份有 限公 司 蒋 泽
平 衡 分 时 上 电控 制 技 术 主 要 是 将 启 动 电 流 在 值 域 向时 域 进 行 转 换 ， 根 据 实 际 设 计 时 的各 电路功能模 块 的负载 曲线对 系统累积 电 流 值 进 行 平 衡 处 理 的方 法 。 目前 分 时 上 电技 术 已开始应用 于多个领 域，如华为 、华三 、 曙 光 集 群 服 务 器 集 中供 电 领 域 就 采 用 了该 技 术 ， 在 煤 矿 领 域 的 矿 井 风 压 自动 监 测 报 警 系 统 中已开始有 部分应用 ，该技术可 在很大程 度 上 减 少 累 积 冲 击 电流 以 提 高 系 统 实 际 负 载 能 力 ，增 强 系 统 的 稳 定 性 。 煤 矿 安 全 监 控 系 统 的 平 衡 分 时 上 电 控 制 设 计 可 以 分 为 设 备 之 间 的 平 衡 分 时 上 电 控 制 和 设 备 内 部 的 平 衡 分 时 上 电控 制 两 部 分 ． 设 备 之 间 的 平 衡 分 时 上 电控 制 原 理 如 图 ｌ 所 示 ，控 制 方 法 是 … … 。 设 备 内部 的平 衡 分 时 上 电控 制 如 图２ 所示 ，控制方法是……。 ３ ． 平衡分时上 电的设计 方法 ３ ． １ 监 控 系 统 各 组 成 的矿 用 传 感 器 分 时 上 电设 计
１ 引 言 煤 矿 安 全 监 控 系 统 是 国 家 强 制 要 求 安 装的 “ 六 大 系 统 ” 之 一 ， 是 煤 矿 安 全 生 产 的 重 要保证 。在煤矿 安全监 控系统 中，井下监 控 分 站 和 矿 用 传 感 器 基 本 都 采 用 集 中 本 安 电 源 供 电方 式 ， 即 一 路 本 安 电 源 带 若 干 个 传 感 器 ， 当 出现 本 安 电 源 上 电 ， 短 路 、 断 线 等 故 障恢复等情 况时 ，监控分 站与其挂 接的所有 传 感 器 都 会 全 部 重 新 上 电 复 位 重 启 ， 目前 已 有 一 些 提 高 本 安 电 源 带 负 载 数 量 的措 施 ， 比
