分站式監(jiān)控系統(tǒng)的型號、特點和功能概述

1、分站式監(jiān)控系統(tǒng)的型號、特點和功能概述本章主要內(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) 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。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

2、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(jī)、膠帶機(jī)、采煤機(jī)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。 監(jiān)控系統(tǒng)的組成：圖7-1 一般礦井監(jiān)控系統(tǒng) 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(jī)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15 mA或2001000 H

3、z，開關(guān)量為有無電位接點、15 mA和2001000 Hz。 （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 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(jìn)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(jìn)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(jìn)行信息決策。 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

4、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。 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) 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

5、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。一種實際礦井總線監(jiān)控系統(tǒng) ：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(jī)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(jìn)程和多線程的并行技術(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的實時通信能力，為用戶提供高效、穩(wěn)定、實時性強(qiáng)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。圖7-5 KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)原理圖 傳輸接口傳輸接口分站傳感器1.監(jiān)控系統(tǒng)

6、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(jī)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(jī)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(jìn)行檢測。 （2）當(dāng)需要對井下供電設(shè)備進(jìn)行控制時，監(jiān)控主機(jī)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(dá)到控制井下供電設(shè)備的目的。 （3）監(jiān)控主機(jī)：將接收到的各種傳感器實時信號進(jìn)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

7、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(jī)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(jī)傳送；接收和執(zhí)行地面主機(jī)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。 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：108 系統(tǒng)巡檢時間：25s

8、 精度：相對誤差0.5% (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(qiáng)，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(jī)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。 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(jī)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

9、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(jìn)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。 （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(jī)的硬盤容量有關(guān)，解決了數(shù)據(jù)維護(hù)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(jī)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)

10、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； （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(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)共纜運行, 減少投資。

11、 （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 7.2.2 監(jiān)控分站及主要功能 型號含義： 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(jī)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)；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 2001000Hz、0200Hz、0400Hz、2006001000Hz；開關(guān)量：05mA。控制輸出：斷電繼電器接點容量 AC220V

12、5A；DC12V。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(jī)進(jìn)行通訊，接受主機(jī)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)，。 （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(dá)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)。

13、 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(jī)開停傳感器，具有以下功能： （1）當(dāng)掘進(jìn)工作面甲烷濃度達(dá)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(jìn)工作面回風(fēng)流的甲烷濃度達(dá)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(jìn)工作面入風(fēng)流的甲烷濃度達(dá)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。 （4）當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停止運轉(zhuǎn)或風(fēng)筒中

14、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(jī)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）。 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

15、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 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(jī)電設(shè)備。 分站電源板上提供遠(yuǎn)程斷電控制輸出端子，可連接外部遠(yuǎn)程斷電器。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

16、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(jī)與地面主機(jī)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。 監(jiān)控分站原理框圖 電源板信息板本安腔隔爆腔1）信息板 圖7-6 單片機(jī)電路 單片機(jī) 串行存儲器晶振電路(11.0592M)撥碼開關(guān)單 片 機(jī) 兼有看門狗圖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）圖7-8 電源指示電路 光耦 12伏電源指示二極管圖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

17、擇上拉電阻排圖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) 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(jìn)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

18、選用2Ah鋰電池 7.3 KJ83N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng) 采用的技術(shù)： （1）采用了先進(jìn)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(jìn)程和多線程的技術(shù)，為用戶提供高效、穩(wěn)定、實時性強(qiáng)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。 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(jī)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(jī)

19、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(jìn)，通信網(wǎng)絡(luò)組合方式多樣，綜合能力強(qiáng)。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)的傳輸協(xié)議，傳輸速率高，傳輸誤碼率低。 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(jī)的硬盤容量有關(guān)系，解決了數(shù)據(jù)維護(hù)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(jī)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

20、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。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。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；FS

21、K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 4）接入的傳感器信號 模擬量傳感器信號：2001000Hz或420mA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AC127/380/660V 7.3.2 系統(tǒng)組成及工作原理 系統(tǒng)主要由監(jiān)控主機(jī)、打印機(jī)、交換機(jī)、傳輸接口、避雷器、監(jiān)控分站、不間斷電源、傳感器等設(shè)備組成圖7-13電纜傳輸系統(tǒng)組成 圖7-14 光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 7.3.3 KJF39-2型通用監(jiān)控分

22、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)的的通訊協(xié)議與上位機(jī)通訊 1.主要技術(shù)指標(biāo): 1）工作電壓：DC 18V 2）最大工作電流：不大于250mA 3）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

23、2001000Hz。電流型：0mA10mA 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，V； 8）通信口的傳輸方式：、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)； 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(jìn)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(jī)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(jìn)行解析，根據(jù)解析出的信息判斷是

24、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 圖7-16 原理框圖 7.4 KJ95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(qiáng)。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(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)、與遠(yuǎn)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。 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(jī)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

25、設(shè)備配置見表7-1所示。KJ95系統(tǒng)可將計算機(jī)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。圖7-1 KJ95系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖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(jī)風(fēng)壓、箕斗計數(shù)、各種機(jī)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(jī)頭堆煤等各種機(jī)電設(shè)備的運行情況。 (2) 可以配接膠帶集中控制、軌

26、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 機(jī)與地面中心站或分站、傳感器進(jìn)行語音通信。 (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(jī) CRT 可顯示以下幾大類信息： 系統(tǒng)生成及操作；測點生成及操作；時鐘和日期顯示；工藝流程模擬圖形顯示；各測點數(shù)據(jù)表格顯示； 模擬量參數(shù)的實時值表格、二維或三維圖、變化曲線顯示；開關(guān)量的實時值、開、停時間顯示；累計量的實時值顯示；各類報警表格顯示； 系統(tǒng)相

27、關(guān)設(shè)備及軟件操作說明顯示。 (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(jī)串行口實時地與分站級設(shè)備進(jìn)行廣播式通信。 (9) 主機(jī)串行口實時地與模擬盤進(jìn)行廣播式通信。 (10) 接大屏幕或投影機(jī)，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(jī) CRT 上所能顯示的全部內(nèi)容。 (11) 對報警信息進(jìn)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(jī)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。 (1

28、2) 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(jìn)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。 (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(jī)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、

29、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(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。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：1200 bps (4) 地面中心站與分站之間的傳輸距離：電纜15 km，光纜20 km (5) 分站與傳感器之間的傳輸距離：2 km (6) 模擬量傳感器信號：2001000 Hz 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AC 220 V，井下設(shè)備為AC 127 V / 380 V / 660 V表7-1 KJ95N 型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備配置表 序號

30、設(shè)備名稱型號規(guī)格 防爆型式備注1監(jiān)控主機(jī)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(jī)MT8000， KTG2AExib I （KTG2A）光纜傳輸時用5環(huán)網(wǎng)交換機(jī)CJJ02，KJJ31，KJJ58Exdib I（KJJ31，KJJ58）網(wǎng)絡(luò)傳輸時用6監(jiān)控分站KJF16BExib I必 備7隔爆兼本安不間斷電源KDW65，KDW16A Exdib I 選 用8瓦斯傳感器KGJ16BExibd I 必 備9高低濃度瓦斯傳感器KGJ23Exibd I 選 用10一氧化碳傳感器KGA5Exib I 必 備11二氧化碳傳感器KGQ9Exib

31、d I 必 備12氧氣傳感器KGQ7Exib I必 備13硫化氫傳感器KGQ8Exib I選 用14水位傳感器KGU9Exib I必 備15風(fēng)速傳感器KGF3Exib I必 備16負(fù)壓傳感器KGY3Exib I選 用17風(fēng)門開閉狀傳感器KGE22Exib I 必 備18煙霧傳感器KGN1Exib I選 用19溫度傳感器KG3007AExib I 必 備20礦用電量變送器KGD5Exib I選 用21機(jī)電設(shè)備開停傳感器KGT15Exib I 必 備22遠(yuǎn)動開關(guān)KDG15，KDG15AExmib I必 備23風(fēng)筒開關(guān)KG5009選 用24信號轉(zhuǎn)換器KZ6001Exib I 選 用25接線盒KLH1

32、1Exib I 選 用26485信號避雷器必備7.4.2 KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理 監(jiān)控主機(jī)連續(xù)不斷地輪流與各個分站進(jìn)行通信，每個分站接收到主機(jī)的詢問后，立即將該分站接收的各測點的信號傳給主機(jī); 各分站又不停地對接收到的各傳感器信號進(jìn)行檢測變換和處理，時刻等待主機(jī)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(jìn)行控制時，主機(jī)將控制命令傳給分站，由分站的輸出,通過遠(yuǎn)動開關(guān)控制井下設(shè)備。 監(jiān)控主機(jī)將接收到的實時信號進(jìn)行處理和存盤，并通過本機(jī)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(jī)、井下光端機(jī)以及光纜組成。 地面光端機(jī)將電信號變成光信號通過光纖傳輸，井下光端機(jī)

33、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(jī)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。7.4.3 KJF16A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(jī)對話工具，不僅能在系統(tǒng)中使用，也能單獨使用 1.主要技術(shù)參數(shù)環(huán)境條件: 環(huán)境溫度：

34、040；平均相對濕度：不大于95（+25）；大氣壓力：80kPa106kPa；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15V20%。(3)工作電流 300mA。(4)輸入輸出容量： 16路模擬量或開關(guān)量信號輸入； 8路開關(guān)量信號輸出； 4臺下一級數(shù)據(jù)采集站（擴(kuò)展4臺KJ8001型串行擴(kuò)展器。每臺KJ8001型串行擴(kuò)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）。(5)與上一級計算機(jī)傳輸： 制式：異步時分制基帶傳輸或RS485方式傳輸； 速率：1200 /2400 bit/s； 最大距離：15km（傳輸電纜PUYVR31）； (6)輸入輸出信號： 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，電流應(yīng)不大于； 模擬量輸入信號：200Hz1000Hz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，幅度不小于3V，電流應(yīng)不小于1mA； 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。(7)與KJ8001型串行擴(kuò)展器等下一級數(shù)據(jù)采集站傳輸：