面向数字矿山的虚拟监控系统

1829 编辑：中冶有色技术网来源：中冶有色技术网

2022-01-19 09:19:52

权利要求

1.面向数字矿山的虚拟监控系统，其特征在于，所述虚拟监控系统包括：
多个进行监测的用电终端、至少一个电脑终端，所有所述电脑终端构成一个控制中心；
所述用电终端设置在指定位置，所述用电终端外部连接一个电源单元；
所述电源单元包括：主电线路数据计量模块、通讯模块、中控模块，及开关；
所述主电线路数据计量模块包括输入计量模块及输出计量模块，所述输入计量模块计量主电线路的输入用电数据，所述输出计量模块计量主电线路的输出用电数据；
所述通讯模块通与所述控制中心交互通讯；
所述中控模块同时连接所述输入计量模块、输出计量模块、应急电线路数据计量模块、通讯模块及开关；
所述通讯模块为PLC单元；
所述中控模块包括一个控制部分及一个计量部分，所述计量部分连接所述输入计量模块、输出计量模块、应急电路数据计量模块；所述控制部分连接所述开关；
所述输入计量模块包括一输入第一采样单元、一输入第二采样单元、及一输入第三采样单元；所述输出计量模块包括一输出第一采样单元，一输出第二采样单元；
其中所述输入第一采样单元、输出第一采样单元均为通过铜锰电阻采集回路电流；
所述输入第二采样单元为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和；
所述输入第三采样单元、第二采样单元均为通过分压电阻采集火线和零线间电压。
2.根据权利要求1所述的一种面向数字矿山的虚拟监控系统，其特征在于，所述电源单元还包括一保护滤波单元，所述保护滤波单元连接所述通讯模块，所述保护滤波单元设置于火线和零线上。

说明书

技术领域
本实用新型涉及数字矿山的监控技术领域，具体涉及一种基于BIM技术并面向矿山的虚拟监控系统。

背景技术
当前我国在资源评价与管理、矿业专用软件方面对外依存度高，严重影响了资源评价及储量监管的水平、效率和可信度，降低了矿山设计和计划编制的效率与可靠性，制约了矿山信息化的进程。
然而，当前越来越多的硬件单体功能越发完善，但是其被应用的范围是较为窄小的，当前还存在很多硬件单体可以被应用到数字矿山技术领域，进而提高数字矿山的监管能力。
针对我国资源评价及储量监管水平落后，信息化程度低，矿业专用软件对外依存度高，矿山设计和计划编制效率低、科学性差的现状，应该致力于通过数字化采矿关键技术的研发与创新，开发一批具有自主知识产权的金属矿山数字化应用软件，逐步形成我国自有的矿山自动化、信息化的整体解决方案和技术体系，为提高我国资源监管水平、矿山企业技术经济指标和全面提升我国矿山企业的综合竞争力提供高技术支撑。
在这一领域主要应该研究的内容包括以下几个方面：针对矿床信息的复杂性、海量性、异质性、不确定性和动态性，以及多源、多精度、多时相和多尺度等特点，研究有效的数据组织和管理机制、方式，构建矿床海量、异质、多源、动数据的组织和统一管理数据仓库平台，有效解决矿山信息孤岛的问题，实现数据的统一、集中管理，深度挖掘矿山数据的潜在价值。

实用新型内容
为了有效解决上述问题，本实用新型提供一种面向数字矿山的虚拟监控系统。
本实用新型的具体技术方案如下：一种面向数字矿山的虚拟监控系统，所述虚拟监控系统包括：
多个进行监测的用电终端、至少一个电脑终端，所有所述电脑终端构成一个控制中心；
所述用电终端设置在指定位置，所述用电终端外部连接一个电源单元；
所述电源单元包括：主电线路数据计量模块、通讯模块、中控模块，及开关；
所述主电线路数据计量模块包括输入计量模块及输出计量模块，所述输入计量模块计量主电线路的输入用电数据，所述输出计量模块计量主电线路的输出用电数据；
所述通讯模块通与所述控制中心交互通讯；
所述中控模块同时连接所述输入计量模块、输出计量模块、应急电线路数据计量模块、通讯模块及开关；
所述通讯模块为PLC单元；
所述中控模块包括一个控制部分及一个计量部分，所述计量部分连接所述输入计量模块、输出计量模块、应急电路数据计量模块；所述控制部分连接所述开关；
所述输入计量模块包括一输入第一采样单元、一输入第二采样单元、及一输入第三采样单元；所述输出计量模块包括一输出第一采样单元，一输出第二采样单元；
其中所述输入第一采样单元、输出第一采样单元均为通过铜锰电阻采集回路电流；
所述输入第二采样单元为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和；
所述输入第三采样单元、第二采样单元均为通过分压电阻采集火线和零线间电压。
进一步地，所述电源单元还包括一保护滤波单元，所述保护滤波单元连接所述电力载波通讯模块，所述保护滤波单元连接所述电力载波通讯模块，所述保护滤波单元设置于火线和零线上。
本实用新型的有益效果为：本实用新型实现将所有应用于数字矿山的用电设备进行实时用电数据监测，同时对用电设备的数据进行相应的采集，均回传至控制中心，实现控制中心对数字矿山的整体监控。

附图说明
图1为本实用新型的整体系统示意图；
图2为本实用新型的电源单元的内部电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
如图1所示，为本实用新型所提供的一种面向数字矿山的虚拟监控系统，当前的所述数字矿山大多包括硬件、操作系统及数据库管理系统平台、安全监测监控系统基础平台；
上述各层次之间存在上层服务并提供交互式接口的关系，系统整体建立在硬件平台及网络平台，通过操作系统与数据库管理系统实现与底层硬件设施及监测监控装置的交互，将交互信息处理后分布式存储于安全监测监控系统基础平台，最高层的安全监测监控系统软件通过不同的功能子系统实现这些交互信息的浏览和处理，并将控制信息经过安全监测监控系统基础平台下发至操作系统与数据库管理系统平台；
为了提升上述数字矿山的安全监测监控效果，本实用新型提供一种专门面向数字矿山的监控系统，并针对性的提高监控系统的信息采集交互效率及相应的监控控制信号发送效率。

所述监控系统包括多个进行监测的用电终端1、至少一个电脑终端，多个所述电脑终端构成一个控制中心2；
所述用电终端1设置在指定位置，所述指定位置根据国家标准进行确定并安装，具体为所述用电终端1包括应急照明灯、微地震波检测装置、围岩应力监测装置、顶板压力监测装置、安全气体监测装置、雨量监测装置等；并将相应的监测装置安装在相应指定的位置上；
所述用电终端1外部连接一个电源单元3，及用电终端1内部设置有一个电池；
所述电源单元3采集所述用电终端1的用电数据，及使用状态，所述电源单元3所述控制中心2进行交互通讯，所述交互通讯采用电力载波的通讯方式进行第一步通讯；所述控制中心2根据电源单元3反馈的用电数据生用电曲线，并实现相应的远程智能监测；
任意一个电源单元3均具有一个唯一物理ID，所述物理ID与真实三维数值绑定，可以是X、Y、Z三维数值，也可以是经度、纬度、海拔值；在所述电源单元3具有唯一物理ID后，可实现通过GIS系统进行管理，也可是实现在控制中心2进行各个用电终端1的三维地图展示，进而实现矿山的BIM式管理；
所述用电终端1包括一个连接矿山供电线路及一个连接内部电池的应急电线路；
所述电源单元3包括：主电线路数据计量模块、通讯模块32、中控模块31，及开关35；
所述主电线路数据计量模块包括输入计量模块33及输出计量模块34，所述输入计量模块33计量主电线路的输入用电数据，所述输出计量模块34计量主电线路的输出用电数据；
所述通讯模块32通过电力线载波技术与所述控制中心2交互通讯；
所述中控模块31同时连接所述输入计量模块33、输出计量模块34、应急电线路数据计量模块、通讯模块32及开关35；
所述开关35能够根据所述中控模块31提供的控制信号实现切断主电线路输入。
所述通讯模块32可以为PLC单元，用电设备为应急照明灯具；
所述中控模块31包括一个控制部分及一个计量部分，所述计量部分连接所述输入计量模块33、输出计量模块34、应急电路数据计量模块；所述控制部分连接所述开关35；
所述输入计量模块33包括一输入第一采样单元331、一输入第二采样单元332、及一输入第三采样单元333；所述输出计量模块34包括一输出第一采样单元341，一输出第二采样单元342；
其中所述输入第一采样单元331、输出第一采样单元341均为通过铜锰电阻采集回路电流；
所述输入第二采样单元332为通过电流互感器采集火线和零线的电流矢量和；
所述输入第三采样单元333、第二采样单元342均为通过分压电阻采集火线和零线间电压；
应用本实用新型所提供的数据计量模块可以采集电流信息、电压信息、电能信息，并且通过PLC进行回传，同时回传的信息根据时间印章，能够生成实时的用电曲线，便于控制中心2做分析，进一步可以分析充电容量分析。
所述控制中心2寄存在所述上述虚拟矿山的安全监测监控系统基础平台上；
所述电源单元3还包括一保护滤波单元，所述保护滤波单元连接所述电力载波通讯模块32，所述保护滤波单元连接所述电力载波通讯模块32，所述保护滤波单元设置于火线和零线上。