KJ95型煤矿综合监控系统

第七章KJ95型煤矿综合监控系统第一节概述该系统融计算机网络技术、监测监控技术、程控调度通信技术于一体，主要用于监控矿井上下各类安全、生产参数及电力参数，汇接管理多个安全与生产环节子系统。适合大中小各类矿井使用，主要特点有：（1）技术先进，组合方式多样，综合能力强。（2）兼容性能好，保护原有投资。（3）传输网络简单、可靠。（4）分站自主性、适应性强。（5）系统软件功能强大。一、主要功能与技术指标1、主要功能（1）监测甲烷、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等环境参数，也可监测煤仓煤位、水仓水位、压风机风压、箕斗计数、各种机电设备开停等生产参数和电压、电流、功率、电度等电量参数，以及胶带跑偏、胶带速度、轴承温度、机头堆煤等各种机电设备的运行情况。（2）配接胶带集中控制、轨道运输信集闭、电力监测、火灾监测等系统，实现局部环节的自动化。第七章KJ95型煤矿综合监控系统第二节系统组成及工作原理（3）在全监测系统范围内通过便携式调试电话机与地面中心站或分站、传感器进行语音通信。（4）平台采用Windows软件，所有功能操作均具有在线帮助，在中文菜单提示下完成。并可方便地点击图形，即点即得所需信息。可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。（5）主机CRT可显示以下几大类信息：①系统生成及操作；②测点生成及操作；③时钟和日期显示；④工艺流程模拟图形显示；⑤各测点数据表格显示；⑥模拟量参数的实时值表格、二维或三维图、变化曲线显示；⑦开关量的实时值、开/停时间显示；⑧累计量的实时值显示；⑨各类报警表格显示；⑩系统相关设备及软件操作说明显示。（6）支持多种图形格式，配备简便的绘图工具，可以方便地在屏幕上绘制各种模拟图形。绘图时不影响系统传输。（7）方便地由用户自行生成各类表格，打印所要求的各类数据表格、图形及曲线。（8）主机串行口实时地与分站级设备进行广播式通信。（9）主机串行口实时地与模拟盘进行广播式通信。（10）接大屏幕或投影机，以便在更大的面积上显示更多的工艺流程模拟图、监测曲线、表格和文字，以及主机CRT上所能显示的全部内容。（11）报警信息进行处理，并实时地存储和报警。传感器超限时有声光报警显示，并在主机屏幕上有醒目的报警条，显示传感器的数值、地点及报警时间。（12）报警断电点通过软件设定或修改，也可以在分站上直接设定。具有局部区域断电和全矿范围内异地断电多种形式。（13）实时数据进行处理，并采用数据库存储。模拟量每2min存一个平均值，开/停信息按小时计时，累计量按小时累计。存储时间可以根据要求调整。（14）分站具有甲烷风电闭锁功能，可单独使用。大显示屏能够显示所配按的各类模拟量和开关量状态，红外遥控或键盘设定及存储有关参数和显示甲烷数据曲线。还可以作为主站挂接小分站。（15）扩展，并可与其他系统联网，形成全矿井的监测信息管理中心。监测主机以工作站的形式方便地接入网络，实现资源共享。（16）各种诊断功能，包括系统的传输校验、误码率测试、传感器故障统计、分站故障统计等监测系统的自身诊断，还可以通过Modem进行远程诊断。2、技术指标（1）容量：128台分站级设备。（2）传输速率：1200/2400bps（3）传输制式：RS485（4）传输电缆芯线：2芯（5）中心站到分站之间无中继最大传输距离：20km（6）分站到传感器之间的最大传输距离：2km（7）模拟量传感器信号；200～1000Hz及其他非标准制式信号（8）开关量传感器信号：0～5mA，无电位触点（9）供电：地面中心站为AC220V，井下设备为AC127V、380V或660V二、系统组成KJ95系统主要由监控主机及其外设、传输接口、传输电缆、分站和各种传感器组成。主要设备配置见图7.1和表7.1图7.1KJ95型煤矿综合监控系统主要设备配置图表7.1KJ95煤矿综合监控系统主要设备配置图7.2全矿井综合自动化系统典型配置图二、系统工作原理监控主机连续不断地轮流与各个分站进行通信，每个分站接收到主机的询问后，立即将该分站接收的各测点的信号传给主机，各分站又不停地对接收到的各传感器信号（开关量、模拟量和累计量）进行检测变换和处理，时刻等待主机的询问，以便把检测的参数送到地面。需要对井下设备进行控制时，主机将控制命令与分站巡检信号一起传给分站，由分站输出通过远动开关控制设备。监控主机将接收到的实时信号进行处理和存盘，并通过本机显示器、大屏幕、模拟盘等外设显示出来。可显示各种工艺过程模拟盘、测量参数表、各种参数的实时或历史曲线、柱状图、圆饼图等，也可通过打印机打印各种报表，或通过绘图仪绘制各种图表和曲线。光纤高速通道主要由地面光端机、井下光端机以及光缆组成。地面光端机将电信号变成光信号通过光纤传输，井下光端机将光信号转换成电信号与井下分站级设备相连。KJ95型煤矿综合监控系统在地面建立了一套局域网络，配置服务器和若干台工作站。中心站主机都插有网卡，作为计算机网络的一个工作站，监测主机的信息可以全部上网。其余的工作站分别放置在矿领导和有关的职能部门。KJF16A通用监控分站的防爆型式为本质安全型，其型号说明如下：第七章KJ95型煤矿综合监控系统第三节KJF16A型通用监控分站一、主要功能及技术指标1、主要功能（1）具有数据采集、控制输出、键盘输入、遥控输入、液晶显示和与下一级数据采集站通信的功能；（2）分站可设置为普通的数据采集站或具有甲烷风电闭锁功能的监控站。2、主要技术指标（1）电源电压：直流15V±20％（2）工作电流：≤300mA（3）输入输出容量①16路模拟量或开关量信号输入；②8路开关量信号输出；②4台下一级数据采集站（扩展4台KJ8001型串行扩展器，每台KJ8001型串行扩展器有4路模拟量或开关量信号输入，4路开关量信号输出）。（4）与上一级计算机传输①制式：异步时分制基带传输或RS485方式传输；②速率：1200/2400bps；③最大距离：20km（传输电缆MHYVR31）。（5）输人输出信号①开关量输入信号：高电平时，信号幅度应不小于3V，电流应不小于1mA；低电平时，信号幅度应不大于0.5V，电流应不大于0.1mA；②模拟量输入信号：200～1000Hz频率信号（适当修改分站软件，也适于输入不高于1200Hz的频率信号），脉宽大于0.3ms，幅度不小于3v，电流应不小于1mA；③开关量输出信号：高电平空载时不低于10v，负载拉出电流2mA时不低于5v；低电平不大于0.7v。（6）与KJ8001型串行扩展器等下一级数据采集站传输①制式：RS485方式传输。②速率：1200bps③最大传输距离：3km（传输电缆PUYVR31）。（7）测量误差：满量程时不大于0.4％（不包括传感器的测量误差）。（8）区域断电①分站接入的模拟量输入信号可以控制下一级数据采集器的开关量信号输出；②分站接入的下一级数据采集器模拟量输入信号可以控制分站本机或其他下一级数据采集器的开关量信号输出；③分站接入的模拟量输入信号及在分站上接入的下一级数据采集器的模拟量输入信号可以控制其他下一级数据采集器的开关量信号输出。（9）自动断电：分站接入的模拟量输入信号可以控制分站的开关量信号输出。（10）人工断电：分站上的开关量输出口可以由上一级计算机控制。（11）显示①显示方式：液晶显示汉字和字符；②显示汉字或字符数：横向8个汉字或16个字符，纵向4个汉字或字符。③显示模式：a.显示“风电甲烷闭锁分站”或“通用监控分站”；b.显示分站所接的下一级数据采集站的当前状态；c.依次显示分站所接传感器的名称和当前测量值；d.依次显示分站所接下一级数据采集站所接传感器的名称和当前测量值。（12）键盘和遥控：可通过键盘或使用遇控器选定当前所需显示的测点或分站所接模拟量传感器24小时的曲线。在分站单独使用时，才能通过键盘或使用遥控器修改分站的参量。（13）功率：小于6W。二、工作原理及分站配置1、工作原理KJF16A型通用监控分站原理如图7.6所示。图7.6KJF16A型通用监控分站原理图二、工作原理及分站配置（1）KJF16A型通用监控分站安装完毕后由电源箱供电，分站的四个指示灯亮（分站的红色指示灯为向上一级计算机发送的指示灯、绿色指示灯为接收上一级计算机信号的指示灯、黄色指示灯为向下一级数据采集器发送的指示灯、白发红色指示灯为接收下一级数据采集器的指示灯）。并同时进行分站本机初始化、禁止本分站控制的设备工作。（2）上一级计算机发送命令，分站接收（分站的红色指示灯闪烁），分站判断接收的命令是否是本分站应该接收的，如是则将接收到的本分站的信息存贮；如不是则放弃。二、工作原理及分站配置（3）分站根据接收来的命令采集各传感器输入口的信号，并将其转换、存贮。（4）分站根据接收来的命令判断是否需要巡检KJ8001型串行扩展器等下一级数据采集器。如分站需巡检下一级数据采集器时，分站的黄色指示灯闪烁；在下一级数据采集器回送分站信息时，分站的红色指示灯闪烁；如下一级数据采集器不回送分站信息，分站的红色指示灯长亮。如分站不需巡检下一级数据采集器时分站的黄色指示灯、红色指示灯长亮。（5）分站根据接收来的命令判断是否需要直接输出控制信号，或根据传感器的输入自动输出控制信号。在分站工作大约一分钟后，分站自动开始起作用；并根据检测甲烷风电闭锁所需的传感器信号，允许本分站控制的某些设备成全部设备工作。二、工作原理及分站配置（6）分站根据接收来的命令判断在分站管辖的区域内是否需要输出区域控制信号。如分站需要输出区域控制信号时，分站的黄色指示灯闪烁；在下一级数据采集器回送分站信息时，分站的白色指示灯闪烁；如下一级数据采集器不回送分站信息，分站的红色指示灯长亮。如分站不需要输出区域控制信号时分站的黄色指示灯、红色指示灯长亮。（7）分站将所能采集的各种信息经处理后回送上一级计算机。这时分站的绿色指示灯闪烁。（8）分站将采集的分站本机各传感器信号和各下一级数据采集器采集的各传感器信号送给分站显示板（在异步时分制基带传输分站则不显示下一级数据采集器采集的信号）。二、工作原理及分站配置（9）分站显示板的液晶显示器可以轮流显示分站本机及下一级数据采集器各传感器信号和各下一级数据采集器的状态或通过键盘、遥控器固定显示分站本机及下一级数据采集器的各传感器信号。（10）分站在单独使用时可通过分站显示板上的按键修改分站的参量。（11）分站在单独使用时，可在分站正前方不超过l米正对分站观察窗的地点，用遥控器修改分站的参量。（12）分站在基带传输时，可通过键盘、遥控器选择分站上配置的开关量测点、累计量测点、模拟量测点所对应的传感器。（13）分站可以按照甲烷风电闭锁的要求监控由本分站管理的区域。二、工作原理及分站配置1、分站配置1）配置为普通数据采集站（1）分站的所有输入口没有区别，既可以接入模拟量传感器，也可以接入开关量或累计量传感器。（2）全部开关量输出按照上一级计算机的要求进行控制输出；或按自动断电的方式进行控制输出；或按区域断电的方式进行控制输出。二、工作原理及分站配置1、分站配置2）配置为甲烷风电闭锁分站（1）配置方法将分站的十六路传感器输入中的五路作甲烷风电闭锁检测的输入；将分站的八路开关量输出中的四路作甲烷风电闭锁控制。具体配置如下：①传感器输入信号的配置：第一路传感器输入设置为工作面甲烷传感器输入：第二路传感器输入设量为回风流甲烷传感器输入；第三路传感器输入设置为串联通风工作面入风流甲烷传感器输入；第四路传感器输入设置为局部通风机风筒中的风速开关；第五路传感器输入设置为局部通风机开停。②开关量输出的配置：第一路开关量输出控制工作面设备；第二路开关量输出控制回风流设备；第三路开关量输出控制串联通风工作面设备；第四路开关量输出控制声、光报警。③分站的其它传感器输入和其它开关量输出按普通数据采集站的要求工作。（2）功能①分站发生故障而失电时，切断整个监视区域的动力电源并闭锁。②分站上电一分钟以内，切断整个监视区域的动力电源并闭锁。③甲烷传感器故障或断电时，分站切断相应被控设备的动力电源并闭锁。④掘进工作面甲烷超过1.5％时，分站切断工作面