矿用数据交换机远程监控装置的制作方法

本实用新型涉及一种矿用数据交换机远程监控装置，属于矿用设备技术领域。

背景技术：

随着矿井井下开采范围的不断扩大和延伸，要完成对井下工作状态的监控，需要大量的监控设备，监控设备需要和井上的监控中心进行数据传送，井下数据交换机的使用量越来越大，对数据交换机电源维护工作量也越来越大。使用远程监控方式对数据交换机进行电源管理，对交换机电池进行维护，实现数据交换机电池远程监控，已是大势所趋。远程监控交换机电源、电池，使电池处于最佳工作状态，延长使用寿命，对提高交换机设备可靠性和使用寿命具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种矿用数据交换机远程监控装置，利用数据交换机自身通信线路，传递电池电压、电量等信息，由地面远程下发控制命令，使交换机切换到电池供电状态，并且定时、定期给电池放电，消除电池“记忆效应”，必要时切换回交流供电，并自动进行电池充电。通过合理维护，使电池保持合格的电池容量，保持最佳工作状态。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种矿用数据交换机远程监控装置，包括整流稳压单元1、供电切换继电器2、充电控制继电器3、充电管理模块4、后备电池5、单片机单元6、485信号收发器7、三极管Q1、三极管Q2，充电管理模块4的型号为CN3718；所述整流稳压单元1输入端接交流电源，所述整流稳压单元1输出端接供电切换继电器2的1号触点，所述供电切换继电器2的3号触点接交换机电源输入端，所述整流稳压单元1输出端依次连接充电控制继电器3的触点、充电管理模块4后接后备电池5，所述整流稳压单元1输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至单片机单元6，所述后备电池5 输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5输出端与供电切换继电器2的2号触点相连，所述单片机单元6输出的充电控制信号接三极管Q2的基极，三极管 Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接充电控制继电器3的线圈，所述单片机单元6输出的供电切换信号接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接供电切换继电器2的线圈，所述单片机单元6的串口信号经485信号收发器7隔离、转换为RS485 信号，通过485总线网络与地面监控中心通信。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述矿用数据交换机远程监控装置，其中单片机单元6使用STC单片机。

前述矿用数据交换机远程监控装置，其中485信号收发器7的型号为ADM2483。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：无需派人到井下，无需现场对数据交换机控制操作，减少人员工作量，可以在地面一次对多台多台交换机进行电池维护、控制操作，极大提高工作效率，减少了下井人员数，减少了企业人员成本。

附图说明

图1是本实用新型的矿用数据交换机远程监控装置电路结构图；

图2是本实用新型的单片机程序流程图；

图3是本实用新型的单片机响应中断流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，矿用数据交换机远程监控装置，包括整流稳压单元1、供电切换继电器2、充电控制继电器3、充电管理模块4、后备电池5、单片机单元6、485信号收发器7、三极管 Q1、三极管Q2，充电管理模块4的型号为CN3718；所述整流稳压单元1输入端接交流电源，所述整流稳压单元1输出端接供电切换继电器2的1号触点，所述供电切换继电器2的3号触点接交换机电源输入端，所述整流稳压单元1输出端依次连接充电控制继电器3的触点、充电管理模块4后接后备电池5，所述整流稳压单元1输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5的电压、电流、温度信号输送至单片机单元6，所述后备电池5输出端与单片机单元6相连，为单片机单元6供电，所述后备电池5输出端与供电切换继电器2的2号触点相连，所述单片机单元6输出的充电控制信号接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接充电控制继电器3的线圈，所述单片机单元6 输出的供电切换信号接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接供电切换继电器2的线圈，所述单片机单元6的串口信号经485信号收发器7隔离、转换为 RS485信号，通过485总线网络与地面监控中心通信。

上述矿用数据交换机远程监控装置将交流电源经整流稳压单元1整流后，由供电切换继电器2的1、3号触点输送至交换机电源输入端为其供电，如果需要切换为电池供电，则单片机单元6发出信号导通三极管Q1，供电切换继电器2的线圈得电，触点切换为2、3号触点导通，由后备电池给交换机供电。当后备电池需要充电时，由单片机单元6发出信号导通三极管Q2，充电控制继电器3的线圈得电，其触点接通，整流稳压单元1输出直流电源，由充电管理模块4进行充电管理，对后备电池充电。

如图2所示，单片机主程序流程如下：

1)对电池电压进行采集经AD转换并存储；

2)对电池温度进行采集经AD转换并存储；

3)对电池电流进行采集经AD转换并存储；

4)判断交流电源是否正常，如果不正常则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果交流电源正常则执行步骤5)；

5)判断电池温度是否小于60度，如果大于等于60度，则关闭充电控制继电器停止充电并返回步骤1)，如果电池温度小于60度，则执行步骤6)；

6)判断是否接收到充电指令，如果有充电指令，则开启充电控制继电器开始充电，如果没有充电指令，则执行步骤7)；

7)判断电池电压是否小于13V，如果小于13V则开始充电，如果大于等于13V则停止充电并返回步骤1)；

在上述控制过程中，地面监控中心对后备电池进行监控，如图3所示，如果地面监控中心下发指令，则单片机相应串口中断，进入中断程序，地面监控中心下发指令有三条，分别为：开机启动指令2301、切换到电池供电指令2302、关机指令2303；中断程序依次判断，如果是开机启动指令2301，则向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是切换到电池供电指令2302，则切换到电池供电并向地面监控中心发送后备电池状态信息，如果是关机指令 2303，则切换回交流供电，并向地面监控中心发送后备电池状态信息。

由于镍镉、镍氢电池有不同程度“容量记忆效应”，影响电池的使用寿命和供电质量，为了消除“容量记忆效应”，需要对电池定期进行放电，通过关闭交流电源，切换至电池供电，由电池向矿用交换机供电，执行放电过程，然后再采用脉冲充电方式对电池充电，消除电池“容量记忆效应”，延长电池的使用寿命。在关机前，切换回交流供电模式，以备再次开机时，处于交流供电，保证交换机正常工作。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。