監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)第一頁，共78頁。本章主要內(nèi)容1.監(jiān)控系統(tǒng)概述2.KJ83分站式監(jiān)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)3.KJ83N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)4.KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)5.KJ4-2000型礦井監(jiān)控系統(tǒng)第二頁，共78頁。本章主要介紹監(jiān)控系統(tǒng)組成、功能及典型分站式監(jiān)控系統(tǒng)實例。內(nèi)容有KJ83安全監(jiān)控系統(tǒng)和分站主要功能、軟件及硬件電路，KJ83N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)及分站工作原理，KJ83監(jiān)控操作系統(tǒng)與應(yīng)用，KJ95、KJ4礦井監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸控系統(tǒng)及其主站、分站通信工作原理等。第三頁，共78頁。一、監(jiān)控系統(tǒng)概述煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能：

1)環(huán)境監(jiān)測：主要監(jiān)測煤礦井下各種有毒有害氣體及工作面的作業(yè)環(huán)境，如甲烷氣體濃度、一氧化碳、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煙霧等，實時數(shù)字量顯示。

2)生產(chǎn)監(jiān)控：主要監(jiān)控井上、下主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各種生產(chǎn)參數(shù)和重要設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉煤位、水倉水位等模擬量；水泵、提升機、膠帶機、采煤機等運行狀態(tài)和參數(shù)等，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動監(jiān)測與監(jiān)控。

第四頁，共78頁。監(jiān)控系統(tǒng)的組成：圖7-1一般礦井監(jiān)控系統(tǒng)第五頁，共78頁。一般礦井監(jiān)控系統(tǒng)的組成：（1）主要采用主站（或中心站）、分站、傳感器（包括執(zhí)行機構(gòu)）的3層結(jié)構(gòu)。（2）每一個傳感器采用一根電纜與分站相連，構(gòu)成星形結(jié)構(gòu)。分站與主站一般采用樹形結(jié)構(gòu)(或環(huán)形、星形結(jié)構(gòu))，分站與現(xiàn)場設(shè)備之間采用模擬信號傳輸。信號制式采用模擬量1~5mA或200~1000Hz，開關(guān)量為有無電位接點、1~5mA和200~1000Hz。（3）供電方式為分站集中供電或傳感器就地供電（4）分站與井上主站之間采用異步數(shù)據(jù)通信方式第六頁，共78頁。

監(jiān)控系統(tǒng)工作過程：（1）由傳感器對煤礦井下各種環(huán)境參數(shù)、重要設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并將信號實時顯示或發(fā)出報警信號，再傳至地面中心站（主站）（2）中心站監(jiān)控軟件顯示分析、處理后將信息發(fā)送給井下分站，由分站執(zhí)行控制信號。（3）中心站實時存儲井下發(fā)送來的各類數(shù)據(jù)和時間，生成數(shù)據(jù)庫和報表，并進行超限提示、報警等。（4）同時通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳給管理層，以進行信息決策。第七頁，共78頁。一般礦井監(jiān)控系統(tǒng)的缺點：（1）系統(tǒng)存在傳輸電纜用量大，成本高，可靠性差等問題（2）而且傳感器必須經(jīng)分站接入系統(tǒng)，存在信息傳遞的“瓶頸”問題。（3）由于采用主從式結(jié)構(gòu)，主站的可靠性將影響整個系統(tǒng)，當(dāng)主站發(fā)生故障時會造成系統(tǒng)癱瘓。（4）現(xiàn)有的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)大量使用了串行通信總線,如RS-232、RS-485或基于上述的調(diào)制解調(diào)器傳輸方式等。一般采用主從式結(jié)構(gòu)，分站缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和通信協(xié)議。傳感器和控制器等多為非智能化設(shè)備，一些監(jiān)控子系統(tǒng)也沒有設(shè)置現(xiàn)場總線接口。第八頁，共78頁。分站式礦井現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)：圖7-2分站式現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)

第九頁，共78頁。圖7-3礦井現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)

上述兩種總線：采用CAN總線技術(shù)既可以是主從方式工作，也可以在無主方式下工作，當(dāng)以無主方式工作時，網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點均可在任何時刻主動向其他節(jié)點發(fā)送信息，提高了系統(tǒng)的可靠性，克服了主從式網(wǎng)絡(luò)主節(jié)點的傳輸瓶頸問題。第十頁，共78頁。一種實際礦井總線監(jiān)控系統(tǒng)：第十一頁，共78頁。二、KJ83分站式安全監(jiān)控系統(tǒng)

（1）KJ83型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是由我國煤炭科學(xué)研究總院研發(fā)的產(chǎn)品，主要用來監(jiān)測、監(jiān)控煤礦井下各種有毒有害氣體、各種機電設(shè)備的工作狀態(tài)。（2）該系統(tǒng)軟件采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多進程和多線程的并行技術(shù)，增強系統(tǒng)的實時通信能力，為用戶提供高效、穩(wěn)定、實時性強的礦井安全監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)采集、存儲、管理和分析功能，可運行于in98/2000/XP系列Windows平臺。第十二頁，共78頁。圖7-5KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

傳輸接口第十三頁，共78頁。傳輸接口分站傳感器第十四頁，共78頁。1.監(jiān)控系統(tǒng)組成：

KJ83煤礦安全監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、調(diào)制解調(diào)器、井下分站、各種礦用傳感器、礦用機電控制設(shè)備及KJ83安全監(jiān)測、監(jiān)控軟件組成。監(jiān)控系統(tǒng)工作過程：（1）監(jiān)控主機接收各監(jiān)控分站上傳的信息，各監(jiān)控分站按照一定的采樣周期對該分站所連接的各傳感器信號(開關(guān)量、模擬量和累計量)進行檢測。（2）當(dāng)需要對井下供電設(shè)備進行控制時，監(jiān)控主機將控制命令傳給分站，由分站通過控制端口輸出控制信號，達到控制井下供電設(shè)備的目的。第十五頁，共78頁。

（3）監(jiān)控主機：將接收到的各種傳感器實時信號進行處理和存儲，通過顯示器、大屏幕等顯示。可顯示各種傳感器數(shù)據(jù)的實時或歷史曲線、柱狀圖等，打印各種報表；同時可通過數(shù)據(jù)上傳軟件將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。（4）KJF39型監(jiān)控分站（以下簡稱分站）：以AT89C52微處理器為核心的微處理機系統(tǒng)。主要任務(wù)：將傳感器對礦井實時采集的數(shù)據(jù)參數(shù)，處理后實時地向地面主機傳送；接收和執(zhí)行地面主機發(fā)出的各種控制命令，完成對關(guān)鍵生產(chǎn)場所的安全監(jiān)測與控制。第十六頁，共78頁。

2.KJ83監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)(1)系統(tǒng)容量可配接64個監(jiān)控分站；

A型分站：8路模擬量、8路開關(guān)量輸入，6路開關(guān)量輸出

；

B型分站：4路模擬量、4路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸出；(2)信息傳輸

采用FSK移頻鍵控兩芯無極性傳輸

傳輸速率:1200bps

或2400bps

最大傳輸距離：不小于15km

誤碼率：≤10－8

系統(tǒng)巡檢時間：≤25s

精度：相對誤差≯0.5%

第十七頁，共78頁。(3)傳輸性能可靠

a.信息傳輸采用FSK移頻鍵控技術(shù)，抗干擾能力強，傳輸故障率低。采用兩芯電纜無極性傳輸，輸入輸出隔離，具備獨特的防雷特點；

b.

傳輸接口裝置是一個智能接口，它能跟據(jù)中心站軟件對它的初始化參數(shù)巡檢整個系統(tǒng)分站，減少主機數(shù)據(jù)調(diào)用、處理控制時間，且使整個系統(tǒng)運行可靠性提高；

(4)數(shù)據(jù)存儲

整個系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的存儲方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲更為合理。第十八頁，共78頁。

3.系統(tǒng)特點：（1）系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控瓦斯等環(huán)境參數(shù)，以及主扇、局扇風(fēng)機開停等生產(chǎn)運行參數(shù)。系統(tǒng)實現(xiàn)了風(fēng)電瓦斯閉鎖功能和全礦井的瓦斯超限斷電功能（2）系統(tǒng)能夠監(jiān)測監(jiān)控電流、電壓、電量、頂板壓力、位移等參數(shù)，并且提供了對頂板壓力、位移的報警分析。（3）系統(tǒng)軟件運行在

Windows2000/2003/XP等中文操作平臺上，采用多進程多線程技術(shù)實時并發(fā)處理多任務(wù)技術(shù)、net技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)編制，軟件功能豐富。

第十九頁，共78頁。（4）系統(tǒng)軟件采用“變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲的容量只和計算機的硬盤容量有關(guān)，解決了數(shù)據(jù)維護的問題。（5）系統(tǒng)軟件具有短信息收發(fā)功能，可以將異常數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到管理人員的手機上（6）系統(tǒng)配有專用的組態(tài)圖形編輯軟件，用于動態(tài)圖元素和煤礦巷道的繪制。所有的動態(tài)、靜態(tài)圖形都可由礦方操作人員繪制。（7）系統(tǒng)軟件具有二次數(shù)據(jù)定義的功能。實施各種復(fù)雜的邏輯關(guān)系，如不同分站的斷電控制、幾個風(fēng)門的聯(lián)動報警、將風(fēng)速計算為風(fēng)量、將提升的箕斗數(shù)計算為產(chǎn)量等；

第二十頁，共78頁。（8）系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備、配套傳感器、執(zhí)行器種類齊全，傳感器配有遙控器，調(diào)校方便、使用壽命長（9）系統(tǒng)配套的分站都能實現(xiàn)風(fēng)電甲烷閉鎖、甲烷超限斷電儀的功能；脫離系統(tǒng)分站可獨立運行并且能實現(xiàn)風(fēng)電甲烷閉鎖；傳感器參數(shù)在地面中心站定義生成，下發(fā)到分站，實現(xiàn)分站免編程。（10）系統(tǒng)配套的分站的模擬量端口與開關(guān)量端口可互換，能顯示日期、時間、供電狀態(tài)和分站的地址、波特率、通訊狀態(tài)。（11）系統(tǒng)能與KJ236人員定位考勤系統(tǒng)和KJF-05主通風(fēng)機在線監(jiān)控系統(tǒng)共纜運行,減少投資。（12）系統(tǒng)向外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，便于管理部門聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管以及與其它數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享

第二十一頁，共78頁。7.2.2監(jiān)控分站及主要功能

型號含義：第二十二頁，共78頁。KJF39監(jiān)控分站內(nèi)含本質(zhì)安全電源，具備采集、顯示井下各種安全參數(shù)數(shù)值、設(shè)備運行狀態(tài)以及接受主機命令傳送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息：具備甲烷斷電儀和甲烷風(fēng)電閉鎖裝置的全部功能。傳輸線斷線或中心站軟件故障時，分站仍可獨立工作，確保井下安全生產(chǎn)；第二十三頁，共78頁。主要技術(shù)指標(biāo)：容量：模擬量輸入4個；開關(guān)量輸入4個；控制量輸出4個。輸入信號制式：模擬量200～1000Hz、0～200Hz、0～400Hz、200～600～1000Hz；開關(guān)量：0～5mA?？刂戚敵觯簲嚯娎^電器接點容量AC220V5A；DC12V。第二十四頁，共78頁。1.通用分站功能分站作為通用分站具備如下功能：（1）分站能按照預(yù)先設(shè)定，自動循環(huán)采集各種傳感器信息。（2）分站能與地面中心站主機進行通訊，接受主機命令信息，執(zhí)行切斷被控設(shè)備電源等操作（3）分站能以一定的時間間隔循環(huán)顯示被測參數(shù)數(shù)值，顯示開關(guān)量狀態(tài)，。第二十五頁，共78頁。（4）分站具有甲烷超限報警功能，由傳感器發(fā)出聲、光報警信號。當(dāng)甲烷濃度恢復(fù)到預(yù)置的報警值以下時能自動解除報警。（5）分站具有甲烷超限斷電及閉鎖功能，當(dāng)被監(jiān)視區(qū)域風(fēng)流中甲烷濃度達到預(yù)置的斷電點濃度時，輸出切斷被控區(qū)域電源開關(guān)的控制信號并閉鎖；當(dāng)被監(jiān)視區(qū)域風(fēng)流中甲烷濃度降到預(yù)置的復(fù)電點濃度時，能自動解鎖。斷電點設(shè)置連續(xù)可調(diào)。第二十六頁，共78頁。2.風(fēng)電甲烷閉鎖裝置功能分站作為風(fēng)電甲烷閉鎖裝置時，配接三路甲烷傳感器和局部通風(fēng)機開停傳感器，具有以下功能：（1）當(dāng)掘進工作面甲烷濃度達到1.5%CH4時，裝置輸出切斷被控區(qū)域動力電源信號并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于1.0%CH4時，裝置能自動解鎖。（2）當(dāng)掘進工作面回風(fēng)流的甲烷濃度達到1.0%CH4時，裝置輸出切斷被控區(qū)域動力電源信號并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于1.0%CH4時，裝置能自動解鎖。（3）當(dāng)串聯(lián)通風(fēng)掘進工作面入風(fēng)流的甲烷濃度達到0.5%CH4時，裝置輸出切斷串聯(lián)工作面動力電源信號并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于0.5%CH4時，系統(tǒng)能自動解鎖。第二十七頁，共78頁。（4）當(dāng)局部通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)或風(fēng)筒中風(fēng)速低于規(guī)定數(shù)值時，裝置輸出切斷被控區(qū)域動力電源信號并閉鎖；當(dāng)局部通風(fēng)機恢復(fù)正常工作時，裝置能自動解鎖。（5）當(dāng)裝置所配接的設(shè)備出現(xiàn)故障或斷電時，裝置輸出切斷被控區(qū)域動力電源信號并閉鎖；當(dāng)配接設(shè)備恢復(fù)正常時，裝置能自動解鎖。（6）當(dāng)裝置所配接的設(shè)備接通電源1min內(nèi)，繼續(xù)閉鎖被控區(qū)域動力電源；當(dāng)配接設(shè)備正常工作時，系統(tǒng)裝置方能自動解鎖。

3.根據(jù)中心站定義，分站具有接受異地分站控制或控制切斷異地電氣設(shè)備功能；

4.當(dāng)交流電源停電時，后備電源能自動投入工作（時間>2h）。第二十八頁，共78頁。7.2.3監(jiān)控分站結(jié)構(gòu)特征1.結(jié)構(gòu)防爆型式監(jiān)控分站防爆型式為隔爆兼本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu)。2.電源部分電源為隔爆腔體內(nèi)，輸入為AC380V/660V電源。輸出為五路本安電源至本安腔，腔內(nèi)裝有2Ah電池。電源組成：（1）輸入變壓器（2）備用電池（3）電源板：開關(guān)穩(wěn)壓電路模塊；本安電路；電池充放電路；（4）接線端子第二十九頁，共78頁。3.信號處理部分：信號處理部分在本安腔內(nèi)，為本安結(jié)構(gòu)，三部分組成：（1）分站信息板（2）傳感器輸入插座（3）傳輸接口插座4.斷電控制部分

4路斷電輸出，繼電器，在隔爆腔電源板上，由分站主板直接控制。斷電輸出可控制4路機電設(shè)備。分站電源板上提供遠程斷電控制輸出端子，可連接外部遠程斷電器。第三十頁，共78頁。7.2.4電路結(jié)構(gòu)及工作原理KJF39型監(jiān)控分站共有兩個主要部件：信息板和電源板。電路集中在主控信息板上，監(jiān)控分站通過監(jiān)測管理軟件可實現(xiàn)單片機與地面主機的通訊、模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)接收、處理以及風(fēng)電瓦斯閉鎖等控制。LED數(shù)碼管用于顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)和狀態(tài)。監(jiān)控分站硬件框圖如圖所示。第三十一頁，共78頁。監(jiān)控分站原理框圖電源板信息板本安腔隔爆腔第三十二頁，共78頁。1）信息板圖7-6單片機電路

單片機

串行存儲器晶振電路(11.0592M)撥碼開關(guān)單片機

兼有看門狗第三十三頁，共78頁。圖7-7電壓變換電路

來自電源板向MODEM供電向CPU供電12伏電源地線（與其它地線隔離）第三十四頁，共78頁。圖7-8電源指示電路

光耦

12伏電源指示二極管第三十五頁，共78頁。圖7-10信號采集電路光耦

放大

多路開關(guān)

光耦

傳感模擬量輸入傳感數(shù)字量輸入輸出至CPUT0口通道選擇上拉電阻排第三十六頁，共78頁。圖7-10譯碼顯示電路MAX7219芯片共陰極數(shù)碼管數(shù)據(jù)輸入時鐘脈沖片選信號第三十七頁，共78頁。圖7-11斷電控制電路放大

斷電信號輸入斷電信號輸出至繼電器第三十八頁，共78頁。圖7-13調(diào)制解調(diào)電路

調(diào)制解調(diào)器(MODEM)四運放（LM324-D）模擬開關(guān)

第三十九頁，共78頁。

2）電源板分站由煤礦井下AC380/AC660V交流供電，經(jīng)電源變壓器取得200VAC電壓，進入AC/DC開關(guān)穩(wěn)壓電源模塊，由該模塊輸出穩(wěn)定的24VDC電壓，提供給5路本安電源電路，這5路本安電源分別向四臺傳感器和信息板供電當(dāng)井下交流電源停電時，分站可通過備用電源提供不間斷本質(zhì)安全電源，繼續(xù)向傳感器和分站信息板供電，保證監(jiān)控分站的持續(xù)監(jiān)控作用。備用電池選用2Ah鋰電池第四十頁，共78頁。7.3KJ83N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)

采用的技術(shù)：（1）采用了先進的通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息技術(shù)，適合于大、中、小各種類型礦井使用（2）KJ83N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、圖形技術(shù)、組態(tài)軟件技術(shù)、多進程和多線程的技術(shù)，為用戶提供高效、穩(wěn)定、實時性強的數(shù)據(jù)采集、存儲、管理和分析功能。系統(tǒng)軟件運行于Win2000/XP/2003系列Windows平臺。第四十一頁，共78頁。功能：KJ83N煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)測監(jiān)控瓦斯、風(fēng)速、溫度、負(fù)壓、CO、氧氣、煙霧、風(fēng)門開關(guān)、主扇、局扇、風(fēng)機開停等環(huán)境參數(shù)；電流、電壓、水倉水位、煤倉煤位、箕斗計數(shù)、各機電設(shè)備開停和饋電、斷電狀態(tài)等生產(chǎn)運行參數(shù)。

1.系統(tǒng)主要特點：1）系統(tǒng)技術(shù)先進，通信網(wǎng)絡(luò)組合方式多樣，綜合能力強。該系統(tǒng)可以與人員定位系統(tǒng)、頂板監(jiān)測系統(tǒng)融溶為一體，共網(wǎng)傳輸。2）系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)簡單、傳輸可靠。采用標(biāo)準(zhǔn)CAN2.0B的傳輸協(xié)議，傳輸速率高，傳輸誤碼率低。第四十二頁，共78頁。

3）系統(tǒng)具有風(fēng)電瓦斯閉鎖功能和全礦井的瓦斯超限斷電功能。4）系統(tǒng)軟件采用“變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲的容量只和計算機的硬盤容量有關(guān)系，解決了數(shù)據(jù)維護的問題。5）系統(tǒng)軟件具有短信息收發(fā)功能，可以將異常數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到管理人員的手機上。6）系統(tǒng)配有專用的組態(tài)圖形編輯軟件，用于動態(tài)圖元素和煤礦巷道的繪制。所有的動態(tài)、靜態(tài)圖形都可由礦方操作人員繪制。第四十三頁，共78頁。

7）系統(tǒng)軟件具有二次數(shù)據(jù)定義的功能。通過二次數(shù)據(jù)定義來實施各種復(fù)雜的邏輯關(guān)系8）系統(tǒng)配套的分站都能實現(xiàn)風(fēng)電甲烷閉鎖、甲烷超限斷電的功能。9）系統(tǒng)配套的分站的模擬量端口與開關(guān)量端口可互換，具有大屏幕液晶顯示功能。10）系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備、配套傳感器、執(zhí)行器種類齊全，傳感器配有遙控器，調(diào)校方便、。11）系統(tǒng)向外提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，便于管理部門聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管以及與其它數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享。第四十四頁，共78頁。2.KJ83N監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)：1）系統(tǒng)容量

系統(tǒng)可配接最大監(jiān)控容量：64個監(jiān)控分站。2）信息傳輸

RS485或CAN總線兩芯傳輸，傳輸速率：4800bps；FSK總線兩芯傳輸，傳輸速率：1200bps；以太網(wǎng)傳輸速率為：10M/100M。3）傳輸距離

地面中心站到分站之間最大傳輸距離：15km；分站到傳感器之間的最大傳輸距離：2km

第四十五頁，共78頁。4）接入的傳感器信號

模擬量傳感器信號：200～1000Hz或4～20mA以及其它非標(biāo)準(zhǔn)信號；開關(guān)量傳感器信號：無電位接點及電平信號5）供電地面設(shè)備為AC220V，井下設(shè)備為AC127/380/660V7.3.2系統(tǒng)組成及工作原理系統(tǒng)主要由監(jiān)控主機、打印機、交換機、傳輸接口、避雷器、監(jiān)控分站、不間斷電源、傳感器等設(shè)備組成第四十六頁，共78頁。圖7-13電纜傳輸系統(tǒng)組成第四十七頁，共78頁。圖7-14光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第四十八頁，共78頁。7.3.3KJF39-2型通用監(jiān)控分站功能及技術(shù)指標(biāo)功能和作用：KJF39-2通用監(jiān)控分站是KJ83N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，具有數(shù)據(jù)采集、控制輸出、遙控輸入、液晶顯示等功能。分站能完成四路甲烷風(fēng)電閉鎖功能。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)故障或數(shù)據(jù)傳輸線斷線時，分站可獨立工作。分站可以接收電流、頻率等符合煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的多種信號制式傳感器信息。分站采用標(biāo)準(zhǔn)的CAN2.0B的通訊協(xié)議與上位機通訊第四十九頁，共78頁。

1.主要技術(shù)指標(biāo):

1）工作電壓：DC18V2）最大工作電流：不大于250mA3）分站容量

模擬量輸入：8路模擬量輸入，可輸入頻率型、電流型；

開關(guān)量輸入：8路開關(guān)量輸入；

控制量輸出：8路開關(guān)量輸出。4）輸入輸出信號制模擬量輸入信號：頻率型200～1000Hz。電流型：0mA～10mA第五十頁，共78頁。5）顯示采用液晶顯示，分站具有漢字顯示功能6）模擬量的轉(zhuǎn)換誤差不大于1%；7）控制量輸出信號：高低電平，高電平不小于20V，低電平時不大于0.5V；8）通信口的傳輸方式：CAN2.0B、主從、半雙工

2.分站工作原理：分站上電一分鐘內(nèi)處于閉鎖狀態(tài)，一分鐘后，分站開始正常運轉(zhuǎn)；第五十一頁，共78頁。

分站按照一定的采樣周期采集傳感器的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)進行存儲和顯示，并根據(jù)甲烷風(fēng)電閉鎖的需要，允許分站控制某些供電設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)控主機發(fā)送輪詢分站信息，分站接收到信息后，判斷接收到的信息是否為本分站應(yīng)該接收的，如果是則將該接收到得信息存儲，否則放棄。分站對接收到的信息進行解析，根據(jù)解析出的信息判斷是否需要直接輸出控制信號，或根據(jù)傳感器的輸入自動輸出控制信號第五十二頁，共78頁。圖7-16原理框圖第五十三頁，共78頁。7.4KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)7.4.1概述系統(tǒng)特點

KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)適合大中小各類礦井使用。其主要特點有：

(1)組合方式多樣，綜合能力強。融安全與生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測系統(tǒng)及程控調(diào)度通信系統(tǒng)等于一體，實現(xiàn)井下傳輸信道合一、全礦范圍內(nèi)各類煤礦監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)管理、與局計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)、與遠程終端通過公用電活網(wǎng)聯(lián)接等，大幅度減少信道與設(shè)備投資。第五十四頁，共78頁。1.組成結(jié)構(gòu)

KJ95系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖7-1所示。

KJ95系統(tǒng)主要由監(jiān)測主機及其外設(shè)、傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。主要設(shè)備配置見表7-1所示。

KJ95系統(tǒng)可將計算機網(wǎng)絡(luò)、光纖高速通道、礦井安全和生產(chǎn)監(jiān)控及其他子系統(tǒng)綜合在一起，形成一個完整、實用的全礦井綜合自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)為集散型結(jié)構(gòu)，其信息檢測及分站等設(shè)備的布置完全按照礦井特點設(shè)置，根據(jù)需要各部分既可以集成在一起，又可以單獨使用。第五十五頁，共78頁。圖7-1KJ95系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖第五十六頁，共78頁。2.主要功能(1)監(jiān)測甲烷、風(fēng)速、負(fù)壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風(fēng)門開關(guān)等環(huán)境參數(shù)，也可監(jiān)測煤倉煤位、水倉水位、壓風(fēng)機風(fēng)壓、箕斗計數(shù)、各種機電設(shè)備開停等生產(chǎn)參數(shù)和電壓、電流、功率、電度等電量參數(shù)，以及膠帶跑偏、膠帶速度、軸承溫度、機頭堆煤等各種機電設(shè)備的運行情況。(2)可以配接膠帶集中控制、軌道運輸信集閉、電力監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測等系統(tǒng)，實現(xiàn)局部環(huán)節(jié)的自動化。(3)在全監(jiān)測系統(tǒng)范圍內(nèi)通過便攜式調(diào)試電話機與地面中心站或分站、傳感器進行語音通信。第五十七頁，共78頁。(4)操作平臺采用Windows視窗軟件，所有功能操作均具有在線幫助，在中文菜單提示下完成。并可方便地點擊圖形，即點即得所需信息?？呻S時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖形、曲線和報警點及數(shù)值。(5)主機CRT可顯示以下幾大類信息：①系統(tǒng)生成及操作；②測點生成及操作；③時鐘和日期顯示；④工藝流程模擬圖形顯示；⑤各測點數(shù)據(jù)表格顯示；⑥模擬量參數(shù)的實時值表格、二維或三維圖、變化曲線顯示；⑦開關(guān)量的實時值、開、停時間顯示；⑧累計量的實時值顯示；⑨各類報警表格顯示；⑩系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及軟件操作說明顯示。第五十八頁，共78頁。(6)支持多種圖形格式，配備簡便的繪圖工具，可以方便地在屏幕上繪制各種模擬圖形。繪圖時不影響系統(tǒng)傳輸。(7)方便地由用戶自行生成各類表格，打印所要求的各類數(shù)據(jù)表格、圖形及曲線。(8)主機串行口實時地與分站級設(shè)備進行廣播式通信。(9)主機串行口實時地與模擬盤進行廣播式通信。(10)接大屏幕或投影機，以便在更大的面積上顯示更多的工藝流程模擬圖、監(jiān)測曲線、表格和文字，以及主機CRT上所能顯示的全部內(nèi)容。第五十九頁，共78頁。(11)對報警信息進行處理，并實時地存儲和報警。傳感器超限時有聲光報警顯示，并在主機屏幕上有醒目的報警條，顯示傳感器的數(shù)值、地點及報警時間。(12)報警斷電點通過軟件設(shè)定或修改，也可以在分站上直接設(shè)定。具有局部區(qū)域斷電和全礦范圍內(nèi)異地斷電多種形式。(13)對實時數(shù)據(jù)進行處理，并采用數(shù)據(jù)庫存儲。模擬量每2min存一個平均值，開、停信息按小時計時，累計量按小時累計。存儲時間可以根據(jù)要求調(diào)整。第六十頁，共78頁。(14)分站具有甲烷風(fēng)電閉鎖功能，可單獨使用。大顯示屏能夠顯示所配接的各類摸擬量和開關(guān)量狀態(tài)，紅外遙控或鍵盤設(shè)定及存儲有關(guān)參數(shù)和顯示甲烷數(shù)據(jù)曲線。還可以作為主站掛接小分站。(15)可與其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，形成全礦井的監(jiān)測信息管理中心。監(jiān)測主機以工作站的形式方便地接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)資源共享。(16)多種診斷功能。包括系統(tǒng)的傳輸校驗、誤碼率測試、傳感器故障統(tǒng)計、分站故障統(tǒng)計等監(jiān)測系統(tǒng)的自身診斷，還可以通過調(diào)制解調(diào)器進行遠程診斷。第六十一頁，共78頁。3.技術(shù)指標(biāo)(1)系統(tǒng)容量：128臺分站級設(shè)備(2)傳輸介質(zhì)：電纜、光纜(3)傳輸速率：1200bps(4)地面中心站與分站之間的傳輸距離：電纜≥15km，光纜≥20km(5)分站與傳感器之間的傳輸距離：2km(6)模擬量傳感器信號：200～1000Hz及其它非標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(7)開關(guān)量傳感器信號：無電位接點及電平信號(8)供電：地面中心站為AC220V，井下設(shè)備為AC127V/380V/660V第六十二頁，共78頁。表7-1KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備配置表序號設(shè)備名稱型號規(guī)格防爆型式備注1監(jiān)控主機配置可選必備2監(jiān)控軟件KJ95N必備3傳輸接口KJJ14，KJJ14A[Exib]I電纜傳輸時4數(shù)據(jù)光端機MT8000，KTG2AExibI（KTG2A）光纜傳輸時用5環(huán)網(wǎng)交換機CJJ02，KJJ31，KJJ58Exd[ib]I（KJJ31，KJJ58）網(wǎng)絡(luò)傳輸時用6監(jiān)控分站KJF16BExibI必備7隔爆兼本安不間斷電源KDW65，KDW16AExd[ib]I選用8瓦斯傳感器KGJ16BExibdI必備9高低濃度瓦斯傳感器KGJ23ExibdI選用第六十三頁，共78頁。10一氧化碳傳感器KGA5ExibI必備11二氧化碳傳感器KGQ9ExibdI必備12氧氣傳感器KGQ7ExibI必備13硫化氫傳感器KGQ8ExibI選用14水位傳感器KGU9ExibI必備15風(fēng)速傳感器KGF3ExibI必備16負(fù)壓傳感器KGY3ExibI選用17風(fēng)門開閉狀傳感器KGE22ExibI必備18煙霧傳感器KGN1ExibI選用19溫度傳感器KG3007AExibI必備20礦用電量變送器KGD5[Exib]I選用21機電設(shè)備開停傳感器KGT15ExibI必備第六十四頁，共78頁。22遠動開關(guān)KDG15，KDG15AExm[ib]I必備23風(fēng)筒開關(guān)KG5009選用24信號轉(zhuǎn)換器KZ6001ExibI選用25接線盒KLH11ExibI選用26485信號避雷器必備第六十五頁，共78頁。7.4.2KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理

監(jiān)控主機連續(xù)不斷地輪流與各個分站進行通信，每個分站接收到主機的詢問后，立即將該分站接收的各測點的信號傳給主機;

各分站又不停地對接收到的各傳感器信號進行檢測變換和處理，時刻等待主機的詢問，以便把檢測的參數(shù)送到地面;

需要對井下設(shè)備進行控制時，主機將控制命令傳給分站，由分站的輸出,通過遠動開關(guān)控制井下設(shè)備。第六十六頁，共78頁。

監(jiān)控主機將接收到的實時信號進行處理和存盤，并通過本機顯示器、大屏幕、模擬盤等外設(shè)顯示出來光纖高速通道主要由地面光端機、井下光端機以及光纜組成。

地面光端機將電信號變成光信號通過光纖傳輸，井下光端機將光信號轉(zhuǎn)換成電信號與井下分站級設(shè)備相連。KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)在地面建立了一套局域網(wǎng)絡(luò)，配置服務(wù)器和若干臺工作站。監(jiān)測主機的信息可以全部上網(wǎng)。其余的工作站分別放置在礦領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)的職能部門。第六十七頁，共78頁。7.4.3KJF16A型通用監(jiān)控分站具有數(shù)據(jù)采集、控制輸出、鍵盤輸入、遙控輸入、液晶顯示和與下一級數(shù)據(jù)采集站通訊的功能。主要用作信息采集、信息傳輸、控制輸出。它不僅適用于KJ95型綜合監(jiān)控系統(tǒng)，也適用于KJ2型、KJ22型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)、KJ36型電力監(jiān)測系統(tǒng)等其它監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。分站具有鍵盤、遙控器、液晶顯示等人機對話工具，不僅能在系統(tǒng)中使用，也能單獨使用第六十八頁，共78頁。1.主要技術(shù)參數(shù)環(huán)境條件:

環(huán)境溫度：0℃～40℃；平均相對濕度：不大于95％（+25℃）；大氣壓力：80kPa～106kPa；煤礦井下有瓦斯，煤塵等爆炸危險的環(huán)境。(2)電源電壓直流15V±20%。(3)工作電流≤300mA。(4)輸入輸出容量：

①16路模擬量或開關(guān)量信號輸入；②8路開關(guān)量信號輸出；③4臺下一級數(shù)據(jù)采集站（擴展4臺KJ8001型串行擴展器。每臺KJ8001型串行擴展器有4路模擬量或開關(guān)量信號輸入，4路開關(guān)量信號輸出）。

第六十九頁，共78頁。(5)與上一級計算機傳輸：

①制式：異步時分制基帶傳輸或RS485方式傳輸；

②速率：1200/2400bit/s；

③最大距離：15km（傳輸電纜PUYVR31）；

(6)輸入輸出信號：

①開關(guān)量輸入信號：高電平時，信號幅度應(yīng)不小于3V，電流應(yīng)不小于1mA；低電平時，信號幅度應(yīng)不大于0.5V，電流應(yīng)不大于0.1mA；

②模擬量輸入信號：200Hz～1000Hz頻率信號（通過適當(dāng)修改分站軟件，也可適用不高于1200Hz的頻率信號），脈寬大于0.3ms，幅度不小于3V，電流應(yīng)不小于1mA；

第七十頁，共78頁。③開關(guān)量輸出信號：開關(guān)量輸出信號為高電平空載時不低于10V，負(fù)載拉出電流2mA時不低于5V；低電平不大于0.7V。(7)與KJ8001型串行擴展器等下一級數(shù)據(jù)采集站傳輸：

a)制式：RS485方式傳輸；b