信集閉系統(tǒng)方案

1、冀中能源峰峰集團大淑村礦大巷軌道運輸KJ334通訊監(jiān)控系統(tǒng)設計方案 石家莊市天陽電子科技有限公司二一零年八月第一部分機車運輸監(jiān)控通訊系統(tǒng)的要求一、大淑村礦井概況1、目前概況大淑村礦井下450大巷目前擔負著繁重的運輸任務，巷道中道岔多，分布不均勻，偏口和硐室口多，給機車運輸帶來極大的安全隱患。再有，隨著井下生產地區(qū)的不斷延伸，生產規(guī)模的不斷擴大，井下使用機車數量也會不斷增加，調度指揮列車的難度也會逐步加大。2、項目的必要性安裝井下“信、集、閉”系統(tǒng)是實現井口提升、井底車場、主巷運輸、生產石門和采區(qū)運輸各環(huán)節(jié)中輸送、提升、行車指揮自動化的主要方式，它可以實現以下功能：1）、實現各種信號顯示，供機車

2、司機和調度員了解線路開道和機車運行狀態(tài)，2）、實現各信號之間和道岔轉轍機之間互相聯(lián)鎖，防止誤動作，保證行車安全，3）、在調度站設模擬顯示集中控制屏，集中控制和監(jiān)督電機車運行，安全接發(fā)列車。4）、在地面值班室設圖形顯示器顯示。5）、防爆型式：隔爆兼本安型。3、項目的可行性1）、可實現可視化監(jiān)視功能，在計算機終端和顯示屏上實時顯示列車位置、車號、運行方向、信號燈狀態(tài)、道岔位置和軌道區(qū)段占用情況等運行狀態(tài)信息；2）、調度站可以根據顯示屏上顯示的機車運行情況，采用自動或手動的方式來控制機車運行和各道岔、信號燈之間的轉換；3）、系統(tǒng)可隨時反映出系統(tǒng)內設備和傳感器的工作狀態(tài)，能自動進行故障判斷并完成報警、

3、處理；4）、重演功能：即能24小時記錄系統(tǒng)運行情況并能根據記錄的運行數據在顯示設備上隨意重現指定時間內實際運輸過程；5）、本系統(tǒng)能夠接入企業(yè)局域網，與企業(yè)內部管理系統(tǒng)共享數據，達到管控一體化。4、效益分析該“信、集、閉”系統(tǒng)具有很強的可視化監(jiān)視功能，在計算機終端和顯示屏上可實時顯示列車位置、車號、運行方向、信號燈狀態(tài)、道岔位置和軌道區(qū)段占用情況等運行狀態(tài)信息，使機車司機和調度員可以隨時了解線路開道和機車運行狀態(tài)情況。調度員可在井下調度站實時對多種列車的運行進行監(jiān)視，控制操縱道岔，開放信號機、自動實現敵對進路的閉鎖，從而避免了列車正面、側面及追尾等撞車事故，大大提高了機車運行效率。是提高井下運輸

4、能力、保證安全生產的重要現代化手段。二、系統(tǒng)組成要求 1. 系統(tǒng)設計要遵循煤礦安全規(guī)程、井下機車運輸信號系統(tǒng)技術裝備標準、煤礦井下機車運輸信號設計規(guī)范等行業(yè)標準，技術先進，安全可靠。2. 根據國家標準要求系統(tǒng)必須具有煤安標志證；所有井下設備要通過國家安全生產撫順礦用設備檢測檢驗中心的檢驗和審核，并有國家安全生產撫順礦用設備檢測檢驗中心發(fā)放的防爆和煤安標志證書；并提供相關檢驗部門的檢驗證書。3. 系統(tǒng)組成結構本系統(tǒng)地面中心站設備由主工業(yè)控制計算機（簡稱主機）、備份機（和主機配置相同）、顯示器及打印機等其它計算機外圍設備、信息傳輸接口、電源箱、不間斷電源（UPS）、電源避雷器、信號電涌保護器等；井

5、下設備主要由礦用分站、礦用隔爆兼本安電源箱、各種測控設備及傳感器組成。4. 主控室選擇設在地面，主控機采用工控機，采用大屏幕52寸以上圖形顯示器顯示；控制分站安裝在巷道井壁上，采用專用工業(yè)控制計算機。5. 本系統(tǒng)要求依據國家標準，結合煤礦實際，以保證安全、提高運輸能力為目的，合理設計運輸本安型信號器，合理劃分進路。機車必須按信號運行。本系統(tǒng)必須按進路原則開放和閉鎖進路。6、機車監(jiān)控系統(tǒng)應包含通訊部分切與之兼容。三.系統(tǒng)功能要求1、數據采集功能：系統(tǒng)應可以對行車信號狀態(tài)、道岔位置狀態(tài)、路段占用、機車位置、機車編號、運行方向、運行速度、車皮數量等進行監(jiān)測處理。 2、系統(tǒng)應具有自動、手動遠程控制功能

6、；3、調度功能：根據確定的運輸任務，自動或人工開放和釋放進路。通過對行車信號和轉轍機操作，實現進路、信號和道岔的聯(lián)鎖和鎖閉；4、動態(tài)顯示功能：對機車運輸系統(tǒng)的軌道、裝載點、卸載點、車場、井口等煤礦地理元素以靜畫面顯示。對機車運行路段的占用段、予占用段、信號燈狀態(tài)、道岔位置、機車位置、機車編號等以動態(tài)畫面顯示。同時能以文字、圖表、信息窗等方式顯示機車有關運行信息5、故障自動診斷報警功能：當系統(tǒng)線路或設備發(fā)生故障時，能自動診斷故障性質和位置，并發(fā)出報警提醒工作人員處理。6、統(tǒng)計管理功能：能夠根據歷史數據、報警信息等統(tǒng)計打印有關管理數據。統(tǒng)計重車列數和車皮數、每日各煤倉的出煤量、當班運輸量等。7、人

7、機對話功能：可以進行機車運輸系統(tǒng)功能調用與控制命令的輸入等。8、雙機切換功能 ：主機故障時，備份機能迅速投入運行；9、主機和分站通信應使用CAN總線， CAN通訊介質可選擇雙絞線，現場布線、安裝、拆卸簡單。CAN現場總線技術成熟，可靠性高；10、分站到測控設備信號的傳輸使用低阻抗電流傳輸，抗干擾性能要好；11、為提高可靠性，對被控設備的操作必須使用編碼信號控制，并在編碼中除有狀態(tài)信息外，增加識別碼信息；12、通信電纜分區(qū)域屏蔽，單點接地，減少地電流的串擾。四. 設備性能及功能要求主機：采用華研工控機，Windows XP操作界面，并配有副液晶顯示器，打印機。可以存儲大量運行數據備查備用。管理機

8、：和主機配置相同，和主機互為備機，通過管理機管理人員隨時調看分析歷史數據，管理機用來可以備份運行數據，生成各種統(tǒng)計報表。隨時監(jiān)測現場設備的運行，便于設備的維護，而不妨礙系統(tǒng)正常工作。顯示屏：采用42寸以上大屏幕平板顯示器。信息傳輸接口：應采用CAN通訊方式主機通過信息傳輸接口和遠地礦用分站實現數據通信；使用光電技術將主機和現場隔離；能夠監(jiān)視通信狀況。礦用分站：能夠直接連接在網絡上，與主機通信，交換數據。并按主機意圖對測控設備完成控制操作；或主機意圖傳送主機要查詢的當前數據。同時分站不斷監(jiān)測和主機的通信狀態(tài)，當通信一旦中斷，能夠自動進入默認安全運行模式。電源箱：防爆等級，隔爆兼本安；輸入電壓要求

9、127V。該電源應為多路本安輸出電源，各路電源要相互隔離并滿足多種設備用電要求。感應式傳感器（簡稱計輪器）：安裝在軌道上的計輪器，應采用電流變化檢測車輪的通過。通過分站的運算判定列車方向、速度。計輪器應采用電渦流式無接觸傳感方式工作。計輪器的安裝應避免在軌道上打孔。車碼發(fā)送機、車碼接收機：每臺機車安裝一臺車碼發(fā)送機，可以將機車編碼信息以無線電波方式發(fā)射出去。發(fā)射機必須使用編碼信號控制，以增強抗干擾能力。通過巷壁上的接收機接收，送給傳送給分站。車編碼信息一般包括車輛編號、車輛類型，如煤車、料車、人車、其它等。車碼發(fā)送機和車碼接收機之間的通訊頻率應大于300MHz，以避開井下的各種電磁干擾。礦用本

10、安型信號器：接收分站的控制編碼命令，可用紅綠黃多種模式顯示，可以能夠指示向前或或的箭頭，指示機車運行方向和紅色停車標志；并能不間斷的向分站發(fā)送顯示狀態(tài)的編碼信號，分站通過顯示狀態(tài)碼隨時能檢測到行車信號的當前顯示模式；檢測和分站的通信狀態(tài)，當通信中斷，必須以默認安全模式顯示。轉轍機：接收分站命令，控制道岔方向；位置檢測信號直接送到分站；它可以由主控計算機自動操作或調度員人工操作。根據需要也可以現場操作人員或司機使用遙控器進行遙控操作。 轉轍機可設本地按扭，可以在特別需要時，在現場直接對道岔操作。主控計算機可以對轉轍機進行閉鎖和自動解鎖，在閉鎖期間，現場遙控和本機操作按扭將不起作用。從而保證調度指

11、令的正常進行。本系統(tǒng)的監(jiān)控和通訊應配有鎳氫電池,當交流電停電時可不間斷供電不小于2h。第二部分系統(tǒng)設計方案A運輸通訊系統(tǒng)一、用于礦井下機車調度的漏泄通信系統(tǒng)工程組網1.本系統(tǒng)是用來在井下聯(lián)絡、指揮巷道中機車運行的通訊設備組合，它可以出色地傳送話音信號。安裝了這套設備，機車調度站的人員可以隨時靈活、迅速地對機車進行調度指揮；機車司機也可以將機車的狀態(tài)以及所處的位置等有關情況向調度站及時反饋。從而保障了機車穩(wěn)妥、安全、高效率的運行。2.為該系統(tǒng)配套的均為礦用本質安全型的設備，允許在具有煤塵、甲烷爆炸性氣體的（礦井巷道）環(huán)境中使用。3.系統(tǒng)由KTL12基地臺、KTL2B礦用手持電臺、KDW29基地電

12、源等組成?；嘏_的全部設備都可以放在礦井下調度室的桌面上，使用127V50HZ交流照明電就可以工作。二、用于斜井人員打點及豎井檢修的礦井漏泄通信系統(tǒng)組網1.本系統(tǒng)是實現井上機房人員和斜井機車或豎井吊罐中維修人員相互通話的通訊設備。它可以有效地傳遞語言及打點信號，使井上有關人員和斜井及豎井內人員建立起緊密的聯(lián)系。2.系統(tǒng)由設在機房內的基地臺、防爆電源，鋪設在井道中漏泄電纜以及人身攜帶的信號手機所組成?；嘏_收到的話音、打點信號由機外的號筒喇叭發(fā)出，在85db的噪音環(huán)境中仍能與信號手機進行通話或打點聯(lián)系。（基地臺具有記憶并顯示打點次數的功能）。3.本系統(tǒng)基地臺可以通過調度電話與手機或車載（固定）臺

13、雙向通話，通話方式可以直通、群呼；手機、基地臺之間可以互相通話，井下與地面可互相通話，無線與有線可聯(lián)網，一根漏泄電纜可以容納多個頻道，其中可以包括若干話音信道及數據信道，信道都可獨立工作而互不干擾，系統(tǒng)具有可擴展性，可隨時延伸系統(tǒng)距離，增加移動臺數目或擴展信道。4.為該系統(tǒng)配套的均為礦區(qū)本質安全型設備，允許在具有煤塵、甲烷爆炸性氣體的礦井中使用。5.本系統(tǒng)在立井通信/信號功能5.1覆蓋區(qū)：主井（地面-648m）；副井（地面648m）。5.2跟車員可在任意地點用手機向絞車房基臺發(fā)出停車、上行、下行等各種聯(lián)絡信號?；_收到信號后給出聲光顯示以防絞車司機誤操作。5.3基臺收到手機的打點信號并顯示保存

14、，基臺收到手機的打點信號后具有存儲功能。5.4跟車員利用手機可隨時與絞車房基臺進行雙向通話。5.5基臺具有急停閉鎖接口，當基臺收到一點停車信號后，閉鎖并保持此狀態(tài)，當收到兩點或三點行車信號后，方可解除閉鎖。6.所有下井設備采用防爆型，優(yōu)先采用本質安全型。并具有產品合格證、防爆合格證、煤礦礦用產品安全標志。7.所有井筒及井下采用的通信、信號、電源電纜均具有煤礦礦用產品安全標志，且漏泄通信電纜采用雙護套電纜。安裝了這套設備，能夠保障斜井人員及豎井檢修人員安全、可靠、高效率的工作。本系統(tǒng)基地臺、防爆電源安放在機房的桌面上，使用127V交流照明電泄漏通訊系統(tǒng)，數量：1套一、參考型號及數量：序號名稱參考

15、型號單位數量備注1基地電臺KTL12型部12匯接機及附件KTU5型臺13電源整機KDW29型臺14手持電臺KTL2B型臺125礦用漏泄電纜SLIYV-75-10m30006鎧裝漏泄電纜m900二、技術參數：1、頻率：高頻49MHz/35MHz 低頻300Hz-3000Hz 2、調制方式：調頻制3、工作方式：調頻、異頻雙工。4、適應環(huán)境：-10+40 相對濕度：98% 5、礦方提供：井下主機電源AC127V 副機(便攜機)井上充電電源AC220V 三、技術要求：1、投標方在設備制造、檢驗、驗收過程中必須嚴格執(zhí)行國家的最新標準并在招標時提供相關標準。2、所提供的產品在交貨時必須提供產品的

16、使用說明書、合格證以及質量的檢測、試驗、等相關資料和 “MA”標志 。3、中標方在加工制作前，必須進一步與需方溝通，無問題后方可加工。4、實現功能：1）雙工對講（或單工對講）、呼叫功能，可預置三種頻道。2）具有靜噪控制，對講音量自由設定。3）適應煤礦井下環(huán)境，防潮、防塵、抗摔打。5、免費指導安裝、技術培訓。B、機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)一、系統(tǒng)的設計原則：1、確保井下的安全運輸。為杜絕井下軌道運輸列車的追尾和撞車事故，本系統(tǒng)采用計算機來控制和監(jiān)測信號燈、車碼接收裝置、車輪傳感器、電動（氣動）轉轍機 ，對機車、道岔的位置進行監(jiān)測。在顯示屏上顯示機車位置、編號、信號燈、道岔的狀態(tài)和相關信息，實現對機車進路區(qū)

17、間的自動開放、自動閉鎖，從而保證人、材料、煤石等各種列車的安全運行。2、提高運輸效率。本系統(tǒng)可以采用全程進車路線一次排定、在計算機的控制下自動逐段開放、對敵對進路進行區(qū)間閉鎖、并逐段解鎖的運行方式，最大限度地提高列車的通過能力，減少列車的停候時間，實現高效運輸。也可以根據實際情況臨時排定進車路線在計算機的控制下自動逐段開放、對敵對進路進行區(qū)間閉鎖、并逐段解鎖的運行方式。3、提高煤礦的生產管理、指揮調度及安全監(jiān)測能力。提高當前煤礦的管理水平。充分利用計算機實時、快速、準確地數據處理能力，為生產決策提供科學統(tǒng)計數據，提高生產管理水平，實現煤礦高效、安全生產。4、系統(tǒng)及其組成設備設計符合國家有關標準

18、，并嚴格按照煤礦安全規(guī)程，達到相應的防爆等級，具有防爆合格證、煤安證、產品檢驗合格證。二、主要用途：本系統(tǒng)用于對煤礦大巷機車運輸進行指揮調度。是提高井下運輸能力、保證安全生產的重要現代化手段。1、調度員可在調度室對各列車的運行位置、機車編號、信號燈狀態(tài) 、路段占用等進行實時監(jiān)視，可以自動、半自動或手動方式控制 開放關閉信號機、轉轍機自動實現敵對進路的閉鎖，杜絕追尾、撞車等行車事故；2、優(yōu)化選擇機車進路，有效提高機車軌道利用率，從而大大提高機車運行效率和運輸能力。三、系統(tǒng)主要功能： 1、基本功能：可對受控范圍內所有機車進路、信號、 實現自動聯(lián)鎖和閉鎖控制； 2、動態(tài)顯示在終端顯示設備上以文字、表

19、格、圖形等方式，形象地自動顯示各機車運行位置區(qū)段、機車編號、運行方向、車類、車速、車皮數、運量，區(qū)段占用情況、信號機狀態(tài)、轉轍機狀態(tài) 等信息。以彈出窗口方式顯示系統(tǒng)工作報警信息。3、調度功能：對機車可自動和半自動調度。系統(tǒng)按調度員事先給定的運行任務，及時開放機車進路,自動開放和關閉信號燈 ，控制轉轍機指揮列車循環(huán)運行。也可由調度員根據需要，使用鼠標操作信號燈、轉轍機 實現半自動操作。4、數據存儲功能：系統(tǒng)具有機車實時運行記錄；根據記錄的運行數據，為事故追憶分析，改進調度策略提供依據。5、數據備份功能：主機具有USB接口、移動硬盤、光盤等指定的存儲設備進行數據備份。6、雙機切換功能：當主機發(fā)生故

20、障時，可立即使備用主機投入正常工作。7、備用電源功能：電網停電后，備用電源可使系統(tǒng)繼續(xù)工作。8、故障自動診斷功能：當系統(tǒng)檢測到故障時，通過實時彈出警告信息窗口。9、管理統(tǒng)計功能：能夠打印有關管理數據、歷史運行數據報表、報警信息等；能統(tǒng)計每班重車列數和車皮數、每日各煤倉的出煤量、當班運輸量等。系統(tǒng)對存儲數據可打印。10、編碼功能：對被控設備的操作使用編碼信號控制，并在編碼中除有狀態(tài)信息外，增加識別碼信息。11、系統(tǒng)軟件功能豐富，界面友好，漢字菜單提示，易操作、易維護、安全、成熟。四、系統(tǒng)特點：1、 進路自動優(yōu)化控制。在計算機的控制下自動逐段開放、對敵對進路進行區(qū)間閉鎖、并逐段解鎖的運行方式，最大

21、限度地提高列車的通過能力，減少列車的停候時間，提高軌道利用率，有效提高運輸能力。2、系統(tǒng)可以采用自動、手動、本地控制多種控制方式。系統(tǒng)主控機按規(guī)定的進路原則自動運行， 自動開放和關閉信號燈、轉轍機，每條進路內只允許有一列機車運行。保證機車運行的安全。 3、具有車號、車類、車速、運行方向、通過礦車車輪數、丟車檢測功能。4、傳感器數據信息實時性強。當信號燈顯示模式、道岔位置、車位傳感器、機車信息等測控設備工作狀態(tài)發(fā)生變化時，變化信息將即時主動上傳。上位機不必等到巡檢該設備時才能得到變化的狀態(tài)信息。5、系統(tǒng)信息傳輸采用CAN現場工業(yè)控制總線和先進的軟硬件編碼解碼技術。有效防止干擾，提高可靠性。6、系

22、統(tǒng)構成先進。充分利用計算機強大的數據處理能力，以主監(jiān)控機為核心，采用模塊化定型部件，提高工作的穩(wěn)定性和可靠性；調度站設在地面；以大屏幕顯示器顯示系統(tǒng)信息，；先進的無觸點取樣傳感器，機車車號編碼提取，使取樣準確可靠；智能化信號燈，當系統(tǒng)工作不正常時，信號燈自動顯示黃閃故障信號；使用光電隔離技術使系統(tǒng)各部分相對獨立，提高系統(tǒng)運行可靠性和抗干擾性。7、系統(tǒng)具有可擴展性。利用其開放式通訊接口可以實現地面各監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網。 8、系統(tǒng)可靠性高。主控設備采用工業(yè)計算機，分站設備采用工業(yè)級芯片。優(yōu)化軟件設計，增強分站的數據處理功能和控制功能，減少通訊數據，提高通訊可靠性和檢測準確性。簡化硬件設計，大大降低了設

23、備故障率，提高了系統(tǒng)可靠性。9、系統(tǒng)抗干擾性好。各設備電氣接口之間光電隔離，限制故障范圍；系統(tǒng)維修或系統(tǒng)局部故障時，信號燈有提示。10、組網靈活方便，系統(tǒng)通訊控制分站，掛接在CAN總線上。分站所接設備數量，可根據現場需要和用戶要求增減； 11、使用多數人熟悉的視窗操作系統(tǒng)。 12、安全模式：分站失去和主機的聯(lián)絡通訊后，不停止數據采集檢測，但將停止對所屬設備發(fā)送控制信號。通訊恢復，功能也隨時恢復；指揮機車運行的信號燈，在失去和分站的聯(lián)系后，將自動轉成安全顯示模式運行，機車按事先約定行車。13、附加功能。根據需要可方便的增加彎道語音報警功能、機車架線供電聯(lián)鎖等功能。五、系統(tǒng)主要技術指標：1、最大巡

24、檢周期具有采集信息主動上傳功能，信息實時性不受巡檢周期限制。2、控制執(zhí)行時間轉轍機3信號機及其它設備13、誤碼率10-8。4、最大傳輸距離 10km5、備用電源工作時間按用戶要求6、信息傳輸性能 傳輸方式： CAN總線； 傳輸速率：5kbps；7、信號器顯示模式：紅（停）、直行綠箭頭、左行綠箭頭、右行綠箭頭、黃閃 ；信號器安全模式 延遲時間：60-1208、 KJDT1-100T礦用隔爆兼本安型轉轍機輸入電壓：三相AC127V；電源消耗：400W；9、車輪檢測距離18mm10、設備防爆性能 本質安全型或隔爆兼本安型（詳見各設備技術說明）11、設備防護等級 一般不低于IP54（詳見各設備技術說明

25、）六、系統(tǒng)設備配置：本系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機為核心，通過分站連接分布于軌道沿線各處的傳感器、信號機、轉轍機利用位于調度室內的主控機，對多臺機車的運輸情況進行監(jiān)測和控制。本系統(tǒng)由地面控制設備、井下測控設備和電纜組成。詳見表系統(tǒng)設備配置明細表地面用設備序號產品名稱產品型號防爆標志安標證編號防爆證號數量生產廠家1礦用信息傳輸接口KJ334-JExibIMFC080079107418281本公司2工控機IPC-610-2研 華3UPS電源C2KS-1外 購4電源電涌保護器BY1-D-1外 購5信號電涌保護器BYX-JZ-1外 購6打印機EPSON-1外 購7大屏幕圖形顯示器52" 1外 購井下

26、設備序號產品名稱產品型號防爆標志安標證編號防爆證號數量生產廠家1礦用隔爆兼本安型電源箱KDW1 /127ExdibIMAA080031107216188本公司2礦用分站KJ334-FExibIMFC080080107418338本公司3礦用本安型信號器KXH12ExibIMHB0800201074183020本公司4車碼發(fā)送機KJ334-FSExibIMHB080019107418293本公司5車碼接收機KJ334-JSExibIMHB0800181074183410本公司6感應式傳感器GGD18ExibIMFB0801141074183138本公司7礦用隔爆兼本安型司控道岔轉轍機KJDT1-

27、100TExdibI20043821104251811外 購8礦用本安型中繼器KJ334-ZExibIMFH08002810840732本公司9礦用本安電路用接線盒JHH-8ExibIMAF0800851074183224本公司10基地電源KDW29ExdibIMAA030001107217673本公司11通信電纜2、4、6、20芯根據實際情況7km左右沈陽電纜廠說明：每臺分站最多可使用3個接線盒；4臺信號器、8個車輪傳感器、4臺車碼接收機、4臺轉轍機；通信距離每10km使用3臺中繼器。七、系統(tǒng)方案設計： 7.1設計原則 本系統(tǒng)用于控制機車的東西翼分叉和以西翼一個采區(qū)、一個車廠來設計、大巷總長

28、度1.6Km左右，機車2兩部，受控道岔4處。7.2主控室設計 7.2.1設計概述 我方的KJ334系統(tǒng)上位機可采用雙機方式，并設置調度維護管理機。調度室設在井上 7.2.2基本設備配置 1)主控機采用研華系列工業(yè)控制計算機2臺；2)大屏幕液晶顯示器1臺；52寸以上或根據礦方要求； 3)智能通訊器1臺； 4)防雷器2臺；5) UPS電源: 1臺； 6）打印機一臺； 7)操作臺一臺； 8)19寸顯示器一臺。 7.3井下系統(tǒng)網絡結構及現場設備布置 KJ334礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)在井下現場設各共有控制分站、電源箱、接線盒、 信號器、感應式傳感器、車碼發(fā)送機、車碼接收機、中繼器、轉轍機等設備。在充分考慮

29、了將來系統(tǒng)擴充的基礎上，我方系統(tǒng)設計人員設計了礦井下機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)網絡結構圖和井下設備及電源電纜等布置圖(可依實際情況作進一步調整)。 7.4顯示設計 依據礦方提供的系統(tǒng)圖及控制范圍數據，采用一臺52寸等離子顯示器或 液晶顯示屏。7.5電源箱設計 7.5.1用戶需求 ：防潮、防塵。 7.5.2基本結構 采用母板插件式結構，主要由接線板、供電板、輸出l板、輸出2板及母板 等構成;外殼隔爆型為全密封型，分別應用于低瓦斯和 高瓦斯礦井。 7.5.3基本特性 輸入：127伏單相交流電源: 輸出：5伏、12伏、15伏直流電源: 每路輸出均有限流、限壓和短路保護；所有輸出電源均為本安型輸出電源。7.5.

30、4安裝方式 用膨脹螺釘固定在巷道壁上即可。 7.6控制分站設計 7.6. 1用戶需求 防潮、防塵；能分區(qū)域控制設備，局部損壞不影響全局。 7.6.2基本結構 KJ334-F礦用分站（以下簡稱分站）為本質安全型設備，可以用于爆炸性氣體環(huán)境。在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，承擔著井下現場計算機智能控制的任務。它也可用于其它計算機工業(yè)控制系統(tǒng)中做分站用。7.6.3產品功能及特點分站一般安裝于井下機車運輸現場。（1）分站是現場傳感器和控制設備的核心。通過測控端口獲得現場設備狀態(tài)信息并完成對設備的狀態(tài)控制。（2）分站通過CAN總線和中心站進行通信，交換信息。當現場設備狀態(tài)發(fā)生變化時，主動上報現場狀態(tài)信息。分站

31、接收中心站的控制命令，并轉發(fā)到被控設備；接收巡檢指令并上報要求的信息。（3）分站由關聯(lián)設備電源供電，并通過它對現場設備提供電源。（4）對外提供24路輸入檢測端口和8路輸出控制信號端口。能檢測電平、脈沖、編碼信號。能提供電平、編碼控制信號。使用編碼信號可方便地對多種類型設備進行多種操作。（5）每一路輸入輸出端口及通信端口都采用光電隔離，抗干擾能力強，增強了電路各部分之間的相互隔離，提高系統(tǒng)安全性，一部分電路故障不會影響全局。（6）檢測輸入為有源電流型，抗干擾強，方便連接兩線制傳輸的傳感器。（7）具有輸入輸出端口狀態(tài)指示燈，可容易判斷外部設備工作是否正常。（8）具有工作狀態(tài)監(jiān)視和調試監(jiān)控模式指示燈

32、，便于維修。（9）當和上級站發(fā)生通信中斷時，將分屬設備自動置為安全模式，轉入約定方式工作。7.7傳感器設計 7.7.1用戶需求 1)能反映車位、車號: 2)對車皮計數，以便于建立月報表。 7.7.2設計概述 由我方研制的專門用于KJ334系統(tǒng)的軌道感應式傳感器和井下收車碼接收機完 全可以實現礦方所需功能。 7.7.3基本特性功能 該傳感器用于軌道運輸現場，安裝于井下鐵路軌道上，非接觸檢測，用于檢測機車車輪的通過。根據安裝在左右軌道上的兩個傳感器的相對位置，可以判斷機車運輸方向、速度和通過的輪對數。兩線制電流型輸出。供電與輸出信號共用1對傳輸線。輸出信號為大小變化的電流，抗干擾能力強，有利于遠距

33、離傳輸。供電直流電源不分極性，施工簡單，引線不會錯接，可以防止在設備安裝、調試時，由于電纜接線錯誤，造成的設備損壞。為方便對線路的短路檢測，對輸出信號電流做了最大限制。 7.7.4工作原理 車輪傳感器采用變衰耗原理，利用感應線圈，構成敏感頭，當沒有導體接近時，感應線圈中無能量損失；當被測導體接近時，導體中會產生感應電動勢，形成渦流，能量消耗迅速增加。檢測這個變化，并將其轉換為電流型輸出電信號，便于傳輸。車輪就是一個導體，當車輪通過時就能檢測到它。被檢測物體和傳感器之間為非接觸方式，比接觸式傳感器可靠性高。理論壽命是無限的。車輪傳感器采用密封防水結構，完全侵泡在水中也可以正常工作。7.8井下收車

34、碼發(fā)送機 7.8. 1設計概述 在KJ334系統(tǒng)中，將車碼發(fā)送機 裝在機車司機駕駛室內，天線安裝 在車頂棚中間，KJ334-FS車碼發(fā)送機（以下簡稱發(fā)送機）為本質安全型設備，可以用于爆炸性氣體環(huán)境。在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，作為機車編號、車類信息的發(fā)送設備。與對應的車碼接收機配合使用，可根據接收機安裝地點確定機車運行位置。7.8.2產品功能及特點發(fā)送機一般安裝于機車駕駛室內，發(fā)送天線安裝于駕駛室棚頂。（1）車類編碼2位；車號編碼8位；發(fā)送信息量大。（2）發(fā)送信息中有6位系統(tǒng)識別碼，只有接收到的系統(tǒng)識別碼正確，才會被解碼。從而提高了車碼信息接收的可靠性和抗干擾性。誤碼率較低。（3）發(fā)送載波頻率選

35、擇在干擾較小的甚高頻段，可以有效避開干擾，以提高接收的可靠性。（4）可以配置紅外接收裝置，接收信號機停車信號發(fā)出的紅外調制信息，以聲光方式提醒司機注意。（5）配置專用發(fā)送天線。電纜連接采用L16型連接件。避免了電纜的振動損壞。（6）發(fā)送機電源消耗低。采用內部本安可充電電池組供電，可連續(xù)工作100150小時。（7）發(fā)送機內部配有無極性充電電路。當作為礦用一般型設備使用時，充電電路能夠使用機車24V或12V直流電源對電池組浮充。輸入不分極性。7.9信號器設計 7.9.1用戶需求 在礦方提出的方案要求信號器能以停、直道、彎道三種方式指示機車運行。 7.9.2主要用途及適用范圍該信號器為本質安全型設備

36、，可以用于有爆炸性氣體環(huán)境。在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，用來給出機車進路開放、閉鎖及運行方向信號。7.9.3基本功能 該信號器用于軌道運輸現場，安裝于井下鐵路軌道旁。用于給出機車運行方向和進路的開放或閉鎖。（1）使用紅、綠、黃三種顏色的LED發(fā)光管，直接顯示機車運行狀態(tài)。顯示距離遠，觀察清晰。（2）使用綠箭頭方式指引機車運行方向；紅叉表示“停車”；黃閃表示“緩行”或故障狀態(tài)。顯示直觀。（3）可以配置電子蜂鳴器，在進路開放時提醒司機及路旁人員，注意安全。（4）對信號器的工作狀態(tài)采用編碼控制方式。使用電纜少，可靠性高。（5）對于檢測到的信號器工作狀態(tài)，使用編碼信號回傳，編碼信號采用電流型輸出方式傳送

37、?？垢蓴_能力強，有利于遠距離傳輸。（6）具有故障安全模式轉換功能。在規(guī)定的時間內，如果信號器不能收到控制指令，則信號器將自動轉換為故障安全模式，以“系統(tǒng)停”方式顯示。（7）只要引出4芯電纜就能完成對信號器的控制、供電、狀態(tài)檢測回傳多種功能。接線簡單，有利于提高可靠性。7.9.4基本工作原理信號器的設計是采用編碼器控制顯示模式，采用高亮發(fā)光塊顯示信號狀態(tài)， 所有設計均符合本質安全要求，由本安電源箱為信號器提供15V直流電源。信號 機的基本工作原理是:系統(tǒng)根據路段占用情況和機車位置狀況，決定對信號器發(fā) 出何種顯示信號命令，信號器接收顯示信號命令時，若連續(xù)三次接收的編碼一致 則顯示所需信號如紅或綠等

38、，否則維持原狀。同時信號器也將自身當前顯示模式， 以一定的頻率(不同顯示模式頻率不一樣)回送給控制分站，以告知自身顯示狀 態(tài)。通過這種檢測方式，控制分站能夠判斷當前顯示狀態(tài)與系統(tǒng)命令要求是否一 致，控制分站每隔90s必須重發(fā)一次信號，否則信號器將自動將顯示模式回復至系 統(tǒng)停用狀態(tài)，從而確保信號安全。7.10 車碼接收機7.10.1主要用途及適用范圍KJ334-JS車碼接收機（以下簡稱接收機）為本質安全型設備，可以用于爆炸性氣體環(huán)境。在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，承擔著既“收”又“送”的任務。所謂收，接收車碼發(fā)送機的機車編碼信息的載波，并解調出車碼信號。所謂送，將收到的車碼信號以電流輸出型方式傳送到

39、分站進行處理。通過接收機接收的編碼信號，可以判斷接收機附近的正在運行的機車編號和車類。便于調度指揮，及時辦理進路開通。7.10.2產品功能及特點接收機一般安裝于車場、裝載站、卸載站及軌道旁。（1）接收車碼發(fā)送機的甚高頻載波，并解調出車碼信號。由于載波使用頻率高，可有效克服工業(yè)干擾及電力干擾。（2）接收到的車碼信號以電流輸出型方式傳送到分站進行處理。輸出阻抗低，抗干擾好。二線制，接線方便。（3）一般不需另加接收天線。如果需要外加天線，可根據不同用途選用鞭狀天線或漏泄電纜。（4）電纜連接簡單，使用二芯線纜，不分極性。7.10.3工作原理接收機由選頻放大電路、解調電路、電流輸出轉換等電路組成。選頻放

40、大電路，將天線接收到的微弱載波信號放大到足夠電平，然后由解調電路將車碼信號解調出來，進行放大整形處理。最后經電流輸出轉換電路將車碼信號以電流方式傳送到分站處理。7.11中繼器設計 7.11.1適用范圍及主要用途KJ334-Z礦用本安型中繼器（以下簡稱中繼器）為本質安全型設備，可以用于爆炸性氣體環(huán)境。在KJ334礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，承擔著信息傳輸的雙向中繼放大任務，從而使通信距離得以延長。7.11.2產品功能及特點中繼放大器一般安裝在信息傳輸主干線上，根據巷道干擾嚴重程度和信息衰減程度決定安裝數量，在10km的距離內，數量一般不超過3臺。（1）產品與分站具有雙向通信功能。（2）產品與系統(tǒng)主機

41、通過信息信息傳輸接口具有雙向通信功能。 （3）傳輸方式：標準CAN2.0A;（4）可以通過中繼放大器將部分分站作為一組，實現共同的任務。（5）傳輸介質：帶屏蔽或不帶屏蔽雙（絞）芯線,MHYVR(P) 1.5mm2（6）傳輸率速率可以在5Kpbs-1Mpbs之間設置。降低傳輸率，可以提高傳輸距離 （7）通信端口采用光電隔離，抗干擾能力強，增強了電路各部分之間的相互隔離，提高系統(tǒng)安全性。7.11.3工作原理CAN1總線控制器光隔離CAN1總線收發(fā)器看門狗CPUDC/DCCAN2總線控制器光隔離CAN2總線收發(fā)器本產品由CPU、看門狗電路、兩個CAN總線控制器、兩個CAN總線收發(fā)器、電源供電電路、光

42、耦合隔離電路等部分組成。如圖。產品由關聯(lián)設備隔爆兼本安穩(wěn)壓電源供電。為提高抗干擾能力，電路增加了DC/DC轉換，將12V輸入電源變?yōu)?V后供給CPU、CAN等其它電路。設備加電進入正常工作狀態(tài)后，在工業(yè)級單片機控制下，將從CAN1口接收到的數據從CAN2口發(fā)送出去，將從CAN2口接收到的數據從CAN1口發(fā)送出去。完成信息的重新整形放大，起到中繼放大器的作用。可通過對產品的初始化操作，設置地址參數，可將一個網絡分割為若干小網絡，實現分組控制。7.12接線盒設計7.12.1主要用途及適用范圍該接線盒為本質安全型設備，可以用于有爆炸性氣體環(huán)境。在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中，作為控制分站到現場測控設備之間

43、的接線轉接7.12.2產品功能及特點該接線盒具有多條電纜引入裝置，它們分別通過電纜連接控制分站和測控設備。接線盒內部有多個帶標識的接線端子。這些端子之間的接線關系被印刷電路板已經固定。從而簡化了接線對應關系，保證接線正確性。通過接線盒可以將一條電纜分為多路，起到分線盒的作用。通過接線盒可以將一條電纜接通另一條電纜，起到接線盒的作用。該接線盒內有簡單的測試顯示電路，可以用來檢測線路的通斷。選擇合適的電纜外徑，可以保證電纜引入裝置的密封性。7.12.3工作原理該接線盒利用帶有多組接線座的印刷電路板，將各接線端子的接線關系固定下來，并對每個端子加以標識。方便了接線，接線關系清晰，減少接線錯誤的可能性

44、。提高了接線可靠性。7.13系統(tǒng)工作原理 7.13.1工作原理 本系統(tǒng)要求依據國家標準，結合煤礦實際，以保證安全、提高運輸能力為目的，合理設計運輸本安型信號器，合理劃分進路。機車必須按信號運行。本系統(tǒng)必須按進路原則開放和閉鎖進路。1、列車必須按規(guī)定進路運行，每條進路內只允許有一組列車。2、防護進路的行車信號開放前，必須先滿足進路中所有區(qū)段空閑、敵對進路未建立等條件?；閿硨M路的進路是指（1）使用同一區(qū)斷或同一部分區(qū)段的不同進路；（2）使用同一組道岔的不同進路（3）同一臺行車信號防護的不同進路。3、防護進路的行車信號開放時，必須先鎖閉敵對進路及進路內的所有信號，再開放行車信號。4、進路中區(qū)段解

45、鎖可以采用一次性解鎖或逐段解鎖方式。5、 當列車尚未駛入行車信號器前方區(qū)段時，可以進行人工解鎖，當列車已駛入行車信 號前方區(qū)段時，應在司機聯(lián)系并確保安全再進行人工解鎖。6、機車進入行車信號內方，應及時關閉信號。7、信號關閉后，不經辦理，不得再次開放8、系統(tǒng)主機程序的運行將依據機車任務行程、進路的劃分和機車運行信息，按照進路原則運行。9、主控計算機通過軌道上的感應式傳感器（計輪器），得到機車運行位置、方向、速度、車輪數等信息，并判斷機車所在的軌道區(qū)段。通過設在巷道壁上的車碼接收機，接機到附近機車發(fā)送的車碼信號，得到機車編碼信息，可以進一步知道占用該區(qū)段的機車編號和車類。主機根據規(guī)定的該機車任務行

46、程運行方向，查看前方進路占用情況，按進路原則，下達查詢和控制命令，通過分站及測控信號設備，指揮機車正確運行。系統(tǒng)中心站和分站的通信采用成熟的CAN總線。分站和測控設備之間采用編碼制信號傳輸。采集數據的傳輸采用電流傳輸方式，電流大于4mA，代表數據“0”；電流小于2mA，代表數據“1”。從而可以有效防止干擾，提高可靠性。7.13.2系統(tǒng)供電：系統(tǒng)強電設備的供電，井上選用220V，井下采用127V，就近取電。1、系統(tǒng)的弱電設備供電，由于設備中采用多種降能技術手段，使各種設備耗電大大減少。從而，一臺分站電源能夠滿足一臺礦用分站及其所接測控設備的用電。2、本系統(tǒng)要求接地系統(tǒng)符合國家及行業(yè)規(guī)范要求。同時

47、為避免地電流的強大干擾，系統(tǒng)采用分區(qū)隔離，單點接地方法。即信息傳輸接口到分站或中繼放大器之間的通信電纜屏蔽在信息傳輸接口處單點接地。中繼放大器到下一個區(qū)域的分站的通信電纜屏蔽，在中繼放大器處單點接地。分站到測控設備的電纜屏蔽在分站處單點接地。7.14主要設備工作原理、功能及用途：1、主機：是本系統(tǒng)的核心，通過其計算機網絡，收集軌道沿線傳感設備信息，分析判斷車輛運行狀況；通過顯示設備以模擬圖方式顯示機車運行和設備工作狀態(tài)，調度人員可以隨時掌握現場整體狀況。同時依靠計算機強大的記憶、分析、判斷和運算能力，可以存儲大量運行數據備查備用；可以按調度意圖實現對現場設備的控制，完成進路開放閉鎖等調度功能；

48、可以實現集中控制、自動控制或人工控制。主機可以自動指揮機車運行，調度員隨時可以利用鼠標在模擬圖上或利用菜單命令指揮運輸。2、管理機：和主機配置相同，和主機互為備機；通過管理機管理人員隨時調看分析歷史數據；管理機用來可以備份運行數據，生成各種統(tǒng)計報表。隨時監(jiān)測現場設備的運行，便于設備的維護，而不妨礙系統(tǒng)正常工作。3、打印機：根據用戶要求選配，方便各種統(tǒng)計報表、系統(tǒng)數據打印。信息傳輸接口：主機通過信息傳輸接口和遠地礦用分站實現數據通信；使用光電技術將主機和現場隔離；能夠監(jiān)視通信狀況。4、礦用分站：直接連接在網絡上，與主機通信，交換數據。一方面對其管轄的測控設備不斷地進行檢測，將收到的信息處理整理后

49、送給主機。另一方面時刻準備接收主機發(fā)來的命令，按主機意圖對測控設備完成控制操作；或主機意圖傳送主機要查詢的當前數據。同時分站不斷監(jiān)測和主機的通信狀態(tài)，當通信一旦中斷，將自動進入默認安全運行模式。5、電源箱：防爆等級，隔爆兼本安；是分站和信息傳輸接口的關聯(lián)設備。通過它將127V或220V變?yōu)樾枰闹绷麟娫?。該電源為多路本安輸出電源，各路電源相互隔離，可以相互干擾，滿足多種設備用電要求。6、感應式傳感器（簡稱計輪器）：安裝在軌道上的計輪器，可檢測到車輪的通過；通過分站的運算判定列車方向、速度。計輪器采用電渦流式無接觸傳感方式工作。車碼發(fā)送機、車碼接收機：每臺機車安裝一臺車碼發(fā)送機，可以將機車編碼信息以無線電波方式發(fā)射出去。通過巷壁上的接收機接收，并送給傳送給分站。車編碼信息一般包括車輛編號、車輛類型，如煤車、料車、人車、其它等。7、礦用本安型信號器：接收分站的控制編碼命令，可用紅綠黃多種模式顯示，指示機車運行方向或停車；不間斷的向分站發(fā)送顯示狀態(tài)的編碼信號，分站通過顯示狀態(tài)碼隨時能檢測到行車信號的當前顯示模式；檢測和分站的通信狀態(tài)，當通信中斷，將以默認安全模式顯示。8、系統(tǒng)可以預留聯(lián)網接口:系統(tǒng)通過聯(lián)網軟件包將系統(tǒng)的監(jiān)控