監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)第一頁(yè)，共78頁(yè)。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(yè)，共78頁(yè)。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(shí)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(yè)，共78頁(yè)。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(cè)：主要監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)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(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，如煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位等模擬量；水泵、提升機(jī)、膠帶機(jī)、采煤機(jī)等運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。

第四頁(yè)，共78頁(yè)。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(yè)，共78頁(yè)。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(gè)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(chǎng)設(shè)備之間采用模擬信號(hào)傳輸。信號(hào)制式采用模擬量1~5mA或200~1000Hz，開關(guān)量為有無(wú)電位接點(diǎn)、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(yè)，共78頁(yè)。

監(jiān)控系統(tǒng)工作過程：（1）由傳感器對(duì)煤礦井下各種環(huán)境參數(shù)、重要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將信號(hào)實(shí)時(shí)顯示或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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(hào)。（3）中心站實(shí)時(shí)存儲(chǔ)井下發(fā)送來(lái)的各類數(shù)據(jù)和時(shí)間，生成數(shù)據(jù)庫(kù)和報(bào)表，并進(jìn)行超限提示、報(bào)警等。（4）同時(shí)通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳給管理層，以進(jìn)行信息決策。第七頁(yè)，共78頁(yè)。一般礦井監(jiān)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)：（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(gè)系統(tǒng)，當(dāng)主站發(fā)生故障時(shí)會(huì)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(chǎng)總線接口。第八頁(yè)，共78頁(yè)。分站式礦井現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)：圖7-2分站式現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控系統(tǒng)

第九頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-3礦井現(xiàn)場(chǎng)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(wú)主方式下工作，當(dāng)以無(wú)主方式工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點(diǎn)均可在任何時(shí)刻主動(dòng)向其他節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的傳輸瓶頸問題。第十頁(yè)，共78頁(yè)。一種實(shí)際礦井總線監(jiān)控系統(tǒng)：第十一頁(yè)，共78頁(yè)。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(guó)煤炭科學(xué)研究總院研發(fā)的產(chǎn)品，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)、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(kù)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(shí)時(shí)通信能力，為用戶提供高效、穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的礦井安全監(jiān)測(cè)參數(shù)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理和分析功能，可運(yùn)行于in98/2000/XP系列Windows平臺(tái)。第十二頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-5KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

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

KJ83煤礦安全監(jiān)測(cè)、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(cè)、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(duì)該分站所連接的各傳感器信號(hào)(開關(guān)量、模擬量和累計(jì)量)進(jìn)行檢測(cè)。（2）當(dāng)需要對(duì)井下供電設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，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(hào)，達(dá)到控制井下供電設(shè)備的目的。第十五頁(yè)，共78頁(yè)。

（3）監(jiān)控主機(jī)：將接收到的各種傳感器實(shí)時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，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(shí)時(shí)或歷史曲線、柱狀圖等，打印各種報(bào)表；同時(shí)可通過數(shù)據(jù)上傳軟件將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。（4）KJF39型監(jiān)控分站（以下簡(jiǎn)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(duì)礦井實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)參數(shù)，處理后實(shí)時(shí)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(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)場(chǎng)所的安全監(jiān)測(cè)與控制。第十六頁(yè)，共78頁(yè)。

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(gè)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(wú)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(shí)間：≤25s

精度：相對(duì)誤差≯0.5%

第十七頁(yè)，共78頁(yè)。(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(wú)極性傳輸，輸入輸出隔離，具備獨(dú)特的防雷特點(diǎn)；

b.

傳輸接口裝置是一個(gè)智能接口，它能跟據(jù)中心站軟件對(duì)它的初始化參數(shù)巡檢整個(gè)系統(tǒng)分站，減少主機(jī)數(shù)據(jù)調(diào)用、處理控制時(shí)間，且使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提高；

(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

整個(gè)系統(tǒng)采用“變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)生成”的存儲(chǔ)方法，使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)更為合理。第十八頁(yè)，共78頁(yè)。

3.系統(tǒng)特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)監(jiān)測(cè)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(yùn)行參數(shù)。系統(tǒng)實(shí)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(cè)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(duì)頂板壓力、位移的報(bào)警分析。（3）系統(tǒng)軟件運(yùn)行在

Windows2000/2003/XP等中文操作平臺(tái)上，采用多進(jìn)程多線程技術(shù)實(shí)時(shí)并發(fā)處理多任務(wù)技術(shù)、net技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)編制，軟件功能豐富。

第十九頁(yè)，共78頁(yè)。（4）系統(tǒng)軟件采用“變值變態(tài)、疏密結(jié)合、數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量只和計(jì)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(dòng)態(tài)圖元素和煤礦巷道的繪制。所有的動(dòng)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(shí)施各種復(fù)雜的邏輯關(guān)系，如不同分站的斷電控制、幾個(gè)風(fēng)門的聯(lián)動(dòng)報(bào)警、將風(fēng)速計(jì)算為風(fēng)量、將提升的箕斗數(shù)計(jì)算為產(chǎn)量等；

第二十頁(yè)，共78頁(yè)。（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(zhǎng)（9）系統(tǒng)配套的分站都能實(shí)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(dú)立運(yùn)行并且能實(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)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(shí)現(xiàn)資源共享

第二十一頁(yè)，共78頁(yè)。7.2.2監(jiān)控分站及主要功能

型號(hào)含義：第二十二頁(yè)，共78頁(yè)。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(yùn)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(shí)，分站仍可獨(dú)立工作，確保井下安全生產(chǎn)；第二十三頁(yè)，共78頁(yè)。主要技術(shù)指標(biāo)：容量：模擬量輸入4個(gè)；開關(guān)量輸入4個(gè)；控制量輸出4個(gè)。輸入信號(hào)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(diǎn)容量AC220V5A；DC12V。第二十四頁(yè)，共78頁(yè)。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(dòng)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(shí)間間隔循環(huán)顯示被測(cè)參數(shù)數(shù)值，顯示開關(guān)量狀態(tài)，。第二十五頁(yè)，共78頁(yè)。（4）分站具有甲烷超限報(bào)警功能，由傳感器發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。當(dāng)甲烷濃度恢復(fù)到預(yù)置的報(bào)警值以下時(shí)能自動(dòng)解除報(bào)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(diǎn)濃度時(shí)，輸出切斷被控區(qū)域電源開關(guān)的控制信號(hào)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(diǎn)濃度時(shí)，能自動(dòng)解鎖。斷電點(diǎn)設(shè)置連續(xù)可調(diào)。第二十六頁(yè)，共78頁(yè)。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(shí)，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(shí)，裝置輸出切斷被控區(qū)域動(dòng)力電源信號(hào)并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于1.0%CH4時(shí)，裝置能自動(dòng)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(shí)，裝置輸出切斷被控區(qū)域動(dòng)力電源信號(hào)并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于1.0%CH4時(shí)，裝置能自動(dòng)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(shí)，裝置輸出切斷串聯(lián)工作面動(dòng)力電源信號(hào)并閉鎖；當(dāng)甲烷濃度低于0.5%CH4時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)解鎖。第二十七頁(yè)，共78頁(yè)。（4）當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或風(fēng)筒中風(fēng)速低于規(guī)定數(shù)值時(shí)，裝置輸出切斷被控區(qū)域動(dòng)力電源信號(hào)并閉鎖；當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)恢復(fù)正常工作時(shí)，裝置能自動(dòng)解鎖。（5）當(dāng)裝置所配接的設(shè)備出現(xiàn)故障或斷電時(shí)，裝置輸出切斷被控區(qū)域動(dòng)力電源信號(hào)并閉鎖；當(dāng)配接設(shè)備恢復(fù)正常時(shí)，裝置能自動(dòng)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(dòng)力電源；當(dāng)配接設(shè)備正常工作時(shí)，系統(tǒng)裝置方能自動(dòng)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(shí)，后備電源能自動(dòng)投入工作（時(shí)間>2h）。第二十八頁(yè)，共78頁(yè)。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(yè)，共78頁(yè)。3.信號(hào)處理部分：信號(hào)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。第三十頁(yè)，共78頁(yè)。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(gè)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(cè)管理軟件可實(shí)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?cái)?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(yè)，共78頁(yè)。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(yè)，共78頁(yè)。1）信息板圖7-6單片機(jī)電路

單片機(jī)

串行存儲(chǔ)器晶振電路(11.0592M)撥碼開關(guān)單片機(jī)

兼有看門狗第三十三頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-7電壓變換電路

來(lái)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(yè)，共78頁(yè)。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(yè)，共78頁(yè)。圖7-10信號(hào)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(yè)，共78頁(yè)。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(shí)鐘脈沖片選信號(hào)第三十七頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-11斷電控制電路放大

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

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

第三十九頁(yè)，共78頁(yè)。

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(tái)傳感器和信息板供電當(dāng)井下交流電源停電時(shí)，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(yè)，共78頁(yè)。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(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(kù)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(kù)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(shí)時(shí)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理和分析功能。系統(tǒng)軟件運(yùn)行于Win2000/XP/2003系列Windows平臺(tái)。第四十一頁(yè)，共78頁(yè)。功能：KJ83N煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要是監(jiān)測(cè)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(cāng)水位、煤倉(cāng)煤位、箕斗計(jì)數(shù)、各機(jī)電設(shè)備開停和饋電、斷電狀態(tài)等生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)。

1.系統(tǒng)主要特點(diǎn)：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(cè)系統(tǒng)融溶為一體，共網(wǎng)傳輸。2）系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)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(yè)，共78頁(yè)。

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(kù)動(dòng)態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量只和計(jì)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(dòng)態(tài)圖元素和煤礦巷道的繪制。所有的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)圖形都可由礦方操作人員繪制。第四十三頁(yè)，共78頁(yè)。

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(lái)實(shí)施各種復(fù)雜的邏輯關(guān)系8）系統(tǒng)配套的分站都能實(shí)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(shí)現(xiàn)資源共享。第四十四頁(yè)，共78頁(yè)。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(gè)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(yè)，共78頁(yè)。4）接入的傳感器信號(hào)

模擬量傳感器信號(hào)：200～1000Hz或4～20mA以及其它非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；開關(guān)量傳感器信號(hào)：無(wú)電位接點(diǎn)及電平信號(hào)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(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)備組成第四十六頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-13電纜傳輸系統(tǒng)組成第四十七頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-14光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第四十八頁(yè)，共78頁(yè)。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(shí)，分站可獨(dú)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(hào)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(jī)通訊第四十九頁(yè)，共78頁(yè)。

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(hào)制模擬量輸入信號(hào)：頻率型200～1000Hz。電流型：0mA～10mA第五十頁(yè)，共78頁(yè)。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(hào)：高低電平，高電平不小于20V，低電平時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)；第五十一頁(yè)，共78頁(yè)。

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(chǔ)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(chǔ)，否則放棄。分站對(duì)接收到的信息進(jìn)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(hào)，或根據(jù)傳感器的輸入自動(dòng)輸出控制信號(hào)第五十二頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-16原理框圖第五十三頁(yè)，共78頁(yè)。7.4KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)7.4.1概述系統(tǒng)特點(diǎn)

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(diǎn)有：

(1)組合方式多樣，綜合能力強(qiáng)。融安全與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、人員位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及程控調(diào)度通信系統(tǒng)等于一體，實(shí)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(jì)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。第五十四頁(yè)，共78頁(yè)。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(cè)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。主要設(shè)備配置見表7-1所示。

KJ95系統(tǒng)可將計(jì)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(gè)完整、實(shí)用的全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)為集散型結(jié)構(gòu)，其信息檢測(cè)及分站等設(shè)備的布置完全按照礦井特點(diǎn)設(shè)置，根據(jù)需要各部分既可以集成在一起，又可以單獨(dú)使用。第五十五頁(yè)，共78頁(yè)。圖7-1KJ95系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖第五十六頁(yè)，共78頁(yè)。2.主要功能(1)監(jiān)測(cè)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(cè)煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、壓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、箕斗計(jì)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(yùn)行情況。(2)可以配接膠帶集中控制、軌道運(yùn)輸信集閉、電力監(jiān)測(cè)、火災(zāi)監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)局部環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。(3)在全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范圍內(nèi)通過便攜式調(diào)試電話機(jī)與地面中心站或分站、傳感器進(jìn)行語(yǔ)音通信。第五十七頁(yè)，共78頁(yè)。(4)操作平臺(tái)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(diǎn)擊圖形，即點(diǎn)即得所需信息。可隨時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖形、曲線和報(bào)警點(diǎn)及數(shù)值。(5)主機(jī)CRT可顯示以下幾大類信息：①系統(tǒng)生成及操作；②測(cè)點(diǎn)生成及操作；③時(shí)鐘和日期顯示；④工藝流程模擬圖形顯示；⑤各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)表格顯示；⑥模擬量參數(shù)的實(shí)時(shí)值表格、二維或三維圖、變化曲線顯示；⑦開關(guān)量的實(shí)時(shí)值、開、停時(shí)間顯示；⑧累計(jì)量的實(shí)時(shí)值顯示；⑨各類報(bào)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(yè)，共78頁(yè)。(6)支持多種圖形格式，配備簡(jiǎn)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(shí)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(shí)時(shí)地與分站級(jí)設(shè)備進(jìn)行廣播式通信。(9)主機(jī)串行口實(shí)時(shí)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(cè)曲線、表格和文字，以及主機(jī)CRT上所能顯示的全部?jī)?nèi)容。第五十九頁(yè)，共78頁(yè)。(11)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理，并實(shí)時(shí)地存儲(chǔ)和報(bào)警。傳感器超限時(shí)有聲光報(bào)警顯示，并在主機(jī)屏幕上有醒目的報(bào)警條，顯示傳感器的數(shù)值、地點(diǎn)及報(bào)警時(shí)間。(12)報(bào)警斷電點(diǎn)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?cái)嚯姸喾N形式。(13)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。模擬量每2min存一個(gè)平均值，開、停信息按小時(shí)計(jì)時(shí)，累計(jì)量按小時(shí)累計(jì)。存儲(chǔ)時(shí)間可以根據(jù)要求調(diào)整。第六十頁(yè)，共78頁(yè)。(14)分站具有甲烷風(fēng)電閉鎖功能，可單獨(dú)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(chǔ)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(cè)信息管理中心。監(jiān)測(cè)主機(jī)以工作站的形式方便地接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源共享。(16)多種診斷功能。包括系統(tǒng)的傳輸校驗(yàn)、誤碼率測(cè)試、傳感器故障統(tǒng)計(jì)、分站故障統(tǒng)計(jì)等監(jiān)測(cè)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。第六十一頁(yè)，共78頁(yè)。3.技術(shù)指標(biāo)(1)系統(tǒng)容量：128臺(tái)分站級(jí)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(hào)：200～1000Hz及其它非標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)(7)開關(guān)量傳感器信號(hào)：無(wú)電位接點(diǎn)及電平信號(hào)(8)供電：地面中心站為AC220V，井下設(shè)備為AC127V/380V/660V第六十二頁(yè)，共78頁(yè)。表7-1KJ95N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備配置表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)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(shí)4數(shù)據(jù)光端機(jī)MT8000，KTG2AExibI（KTG2A）光纜傳輸時(shí)用5環(huán)網(wǎng)交換機(jī)CJJ02，KJJ31，KJJ58Exd[ib]I（KJJ31，KJJ58）網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)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(yè)，共78頁(yè)。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(jī)電設(shè)備開停傳感器KGT15ExibI必備第六十四頁(yè)，共78頁(yè)。22遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)KDG15，KDG15AExm[ib]I必備23風(fēng)筒開關(guān)KG5009選用24信號(hào)轉(zhuǎn)換器KZ6001ExibI選用25接線盒KLH11ExibI選用26485信號(hào)避雷器必備第六十五頁(yè)，共78頁(yè)。7.4.2KJ95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(gè)分站進(jìn)行通信，每個(gè)分站接收到主機(jī)的詢問后，立即將該分站接收的各測(cè)點(diǎn)的信號(hào)傳給主機(jī);

各分站又不停地對(duì)接收到的各傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)變換和處理，時(shí)刻等待主機(jī)的詢問，以便把檢測(cè)的參數(shù)送到地面;

需要對(duì)井下設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，主機(jī)將控制命令傳給分站，由分站的輸出,通過遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)控制井下設(shè)備。第六十六頁(yè)，共78頁(yè)。

監(jiān)控主機(jī)將接收到的實(shí)時(shí)信號(hào)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(lái)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(hào)變成光信號(hào)通過光纖傳輸，井下光端機(jī)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)與井下分站級(jí)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(tái)工作站。監(jiān)測(cè)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。第六十七頁(yè)，共78頁(yè)。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(jí)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(cè)系統(tǒng)等其它監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。分站具有鍵盤、遙控器、液晶顯示等人機(jī)對(duì)話工具，不僅能在系統(tǒng)中使用，也能單獨(dú)使用第六十八頁(yè)，共78頁(yè)。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(duì)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(xiǎn)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(hào)輸入；②8路開關(guān)量信號(hào)輸出；③4臺(tái)下一級(jí)數(shù)據(jù)采集站（擴(kuò)展4臺(tái)KJ8001型串行擴(kuò)展器。每臺(tái)KJ8001型串行擴(kuò)展器有4路模擬量或開關(guān)量信號(hào)輸入，4路開關(guān)量信號(hào)輸出）。

第六十九頁(yè)，共78頁(yè)。(5)與上一級(jí)計(jì)算機(jī)傳輸：

①制式：異步時(shí)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(hào)：

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

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

a)制式：RS485方式傳輸；b