本课题是山西省科技重大专项项目“全自动国产无人综采工作面技术装备研发”(项目编号:20111101024)的重要组成部分。我国目前的综采工作面输送设备状态监测系统,存在体积大、重量重、安装不便、采集量不全、数据采集实时性差、无法根据现场实际情况灵活调整等问题。而国外的综采输送设备状态监测装置存在价格昂贵、供货周期长、无法与其他设备进行互联等缺陷。因此,开发一套适应井下不同环境,并能全面实时监测综采输送设备运行状态的监测系统,具有其必要性,对提高煤矿高效可靠工作具有重要的现实意义。本文针对综采工作面输送“三机”缺乏本安型状态监测系统这一问题,对综采输送设备状态监测系统组成及本安型监测设备开发进行了探究,具体研究内容如下:通过查阅大量与课题相关文献,分析现有状态监测系统在功能及实地使用中所存在的缺陷与不足,多次实地调研前期开发的第一、二代输送设备监测装置的安装与使用情况,确定了本次开发的全本安型状态监测系统的结构和功能。在系统设计中对主-从模式进行了改进,统一了监测主机的硬件结构,在取消控制列车设置监测总站的同时将其功能设置到工作面主机中,通过软件设置的不同在工作面主机之间形成新的主-从模式,简化了底层的状态监测网络系统。主要研究内容如下:根据本安型输送设备状态监测系统的功能要求,总结了已有监测设备所存在的缺陷,设计了系统中的设备组成以及各个设备的功能,确定了系统的状态监测点,制定了综采输送设备状态监测系统的总体方案。在总体方案中,对主机的外壳与结构、隔爆兼本安电源外壳与内部组成、传感器的类型与接插方式、电缆的选型分别进行了介绍。依据本安型状态监测系统主机设计方案,选用了 LPC1768 CPU作为最小系统核心,设计开发了系统硬件,包括:电源电路、通讯电路、信号采集处理电路、键盘扫描电路、故障报警电路和红外接收电路等,并对电路进行了调试和实验验证,通过硬件选型、电路设计和PCB布线方式对硬件抗干扰性能进行了优化。此外,对温度传感器的内部结构与接口型式进行了优化改进。采用结构化的设计方法,设计了状态监测主、从模式应用软件,将功能函数库编写为头文件,便于程序功能的扩展和系统主程序的调用,并对FreeMODBUS协议进行了移植。功能函数包括:PS/2接口键盘扫描、内部通讯、与上位机通讯、信号采集、故障报警。最后对人机显示界面进行了画面设计和编程。初步设计了上位机故障诊断程序。在实验室搭建了试验电路,对状态监测主机的按键扫描、信号采集、主机电路与人机界面通讯和系统内部通讯分别进行了软硬件调试。试验结果表明,本次开发的本安型综采输送设备状态监测系统,可以实现监测其运行状态并对本地危险状态进行预警的功能,并且能够满足将所有监测信息汇总上传至上位机的目标,为进一步实现综采输送设备故障诊断奠定了基础。