監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)解析PPT課件

1、第1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2頁/共78頁 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、風速、負壓、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

2、、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3頁/共78頁監(jiān)控系統(tǒng)的組成：主 站分 站傳感器分 站傳感器分 站傳感器傳感器傳感器傳感器總線圖7-1 一般礦井監(jiān)控系統(tǒng) 第4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）的3層結構。 （2）每一個傳感器采用一根電纜與分站相連，構成星形結構。 分站與主站一般采用樹形結構(或環(huán)形、星形結構)，分站與現(xiàn)場設備之間采用模擬信號傳輸。 信號制式采用模擬量15 mA或2001000 Hz，開關量為有無電位接點、15 mA和2001000 Hz。 （3）供電方式為分站集中供電或傳感器就地

3、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5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6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

4、題。 （3）由于采用主從式結構，主站的可靠性將影響整個系統(tǒng)，當主站發(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。一般采用主從式結構，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備，一些監(jiān)控子系統(tǒng)也沒有設置現(xiàn)場總線接口。第7頁/共78頁 分站式礦井現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)：主 站分 站智能傳感器分 站智能傳感器分 站智能傳感器智能傳感器智能傳感器智能傳感器礦用現(xiàn)場總線圖7-2 分站式現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng) 第8頁/共78頁工作站智能儀表礦用現(xiàn)場總線智能儀表智能儀表圖7-3 礦井現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng) 上述

5、兩種總線：采用CAN總線技術既可以是主從方式工作，也可以在無主方式下工作，當以無主方式工作時，網(wǎng)絡上的任意節(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)絡主節(jié)點的傳輸瓶頸問題。第9頁/共78頁一種實際礦井總線監(jiān)控系統(tǒng) ： 第10頁/共78頁 （1）KJ83型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是由我國煤炭科學研究總院研發(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、各種機電設備的工作狀態(tài)。 （2）該系統(tǒng)軟件采用數(shù)據(jù)庫技術、多進程和多線程的并行技術，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/

6、XP系列Windows平臺。第11頁/共78頁 圖7-5 KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)原理圖 傳輸接口第12頁/共78頁傳輸接口分站傳感器第13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(開關量、模擬量和累計量)進行檢測。 （2）當需要對井下供電設備進行控制時，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備的目的。第14頁/共78

7、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：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，完成對關鍵生產(chǎn)場所的安全監(jiān)測與控制。第15頁/共78頁 2.KJ83監(jiān)控系統(tǒng)主要技術指標 (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路開關量輸入，6路 開關量輸出 ； B

8、型分站：4路模擬量、4路開關量輸入、4路開關量輸出； (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 精度：相對誤差0.5% 第16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，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)、

9、疏密結合、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17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、局扇風機開停等生產(chǎn)運行參數(shù)。系統(tǒng)實現(xiàn)了風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實時并發(fā)處理多任務技術、net技術、數(shù)據(jù)庫技術編制，軟件功能豐富。第18頁/共78頁 （4）系統(tǒng)軟件采用“變值變態(tài)、疏密結合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲技術，使數(shù)據(jù)存儲的容量

10、只和計算機的硬盤容量有關，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。實施各種復雜的邏輯關系，如不同分站的斷電控制、幾個風門的聯(lián)動報警、將風速計算為風量、將提升的箕斗數(shù)計算為產(chǎn)量等； 第19頁/共78頁 （8）系統(tǒng)的監(jiān)控設備、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

11、且能實現(xiàn)風電甲烷閉鎖；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20頁/共78頁7.2.2 監(jiān)控分站及主要功能 型號含義： K J F 39 分站 監(jiān)測監(jiān)控 礦用 序號 第21頁/共78頁 KJF39監(jiān)控分站 內(nèi)含本質安全電源，具備采集、顯示井下各種安全參數(shù)數(shù)值、設備運行

12、狀態(tài)以及接受主機命令傳送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息：n 具備甲烷斷電儀和甲烷風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22頁/共78頁 主要技術指標： 容量： 模擬量輸入 4個； 開關量輸入4個； 控制量輸出4個。 輸入信號制式： 模擬量 2001000Hz、 0200Hz、0400Hz、2006001000Hz； 開關量：05mA。 控制輸出：斷電繼電器接點容量 AC220V 5A；DC12V。第23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）分站能按照預先設定，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

13、受主機命令信息，執(zhí)行切斷被控設備電源等操作 （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，顯示開關量狀態(tài)，。第24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。當甲烷濃度恢復到預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，當被監(jiān)視區(qū)域風流中甲烷濃度達到預置的斷電點濃度時，輸出切斷被控區(qū)域電源開關的控制信號并閉鎖；當被監(jiān)視區(qū)域風流中甲烷濃度降到預置的復電點濃度時，能自動解鎖。斷電點設置連續(xù)可調(diào)。第25頁/共78頁 2.風電甲烷閉鎖裝置功能 分站作為風電甲烷閉鎖裝置時，配接三路甲烷傳感器和局部通風機開停傳感器，具有以下功能： （1）當掘進

14、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；當甲烷濃度低于1.0% CH4時，裝置能自動解鎖。 （2）當掘進工作面回風流的甲烷濃度達到1.0% CH4時，裝置輸出切斷被控區(qū)域動力電源信號并閉鎖；當甲烷濃度低于1.0% CH4時，裝置能自動解鎖。 （3）當串聯(lián)通風掘進工作面入風流的甲烷濃度達到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；當甲烷濃度低于0.5% CH4時，系統(tǒng)能自動解鎖。第26頁/共78頁 （4）當局部通風機停止運轉或風筒中風速低于規(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；當局部通風機恢復正常工作時，裝置能自動解鎖。 （

15、5）當裝置所配接的設備出現(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；當配接設備恢復正常時，裝置能自動解鎖。 （6）當裝置所配接的設備接通電源1min內(nèi)，繼續(xù)閉鎖被控區(qū)域動力電源；當配接設備正常工作時，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備功能； 4. 當交流電源停電時，后備電源能自動投入工作（時間2h）。第27頁/共78頁 7.2.3 監(jiān)控分站結構特征 1.結構防爆型式 監(jiān)控分站防爆型式為隔爆兼本質安全型結構。 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

16、組成： （1）輸入變壓器 （2）備用電池 （3）電源板：開關穩(wěn)壓電路模塊；本安電路； 電池充放電路； （4）接線端子第28頁/共78頁 3.信號處理部分：信號處理部分在本安腔內(nèi)，為本安結構，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29頁/共78頁7.2.4 電路結構及工作原理 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

17、地面主機的通訊、模擬量和開關量數(shù)據(jù)接收、處理以及風電瓦斯閉鎖等控制。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30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31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EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P

18、2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U7VCC8WP3SI5/CS1VSS4SCK6SO2RESET7U14C8C9Y1123456789J1+5VT0R7+5VT1T1RSTRSTINT0P00P01P02P03P04P05P06P0712345678161514131211109S1P10P11P12P13P14P15P16P17RXDTXD 單 片 機 兼有看門狗第32頁/共78頁Vin1GND2+5V3U1UA7805UCnc1cap+2gnd3cap-4Vout5lv6osc7vcc8A2ICL7660DC-DC/12V-8VC3110u/25V

19、+8VDC12VC3210u/25VC2100u/25VC1474C3104C5334C410u/25VD1DIODE+12V-8VC2847u/25VNR12S8/200A+5V 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33頁/共78頁IN+1IN-2B6C5E4U15R1+5VINT0D3PSPS- 圖7-8 電源指示電路 光耦 12伏電源指示二極管第34頁/共78頁X013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9VEE7X3U64051112233445566778899101011111212131

20、3141415151616U12TLP521-4R12R13R14R15IN-K1IN-K2IN-K3IN-K41122334455667788991010111112121313141415151616U4TLP521-4R16R17R18R19M1-inM2-inM3-inM4-in12345RP1+5VP03P02P01P00+5VT0P10P11P12i11o12i23o24i35o3677o48i49o510i511o612i6131414U574HC04 圖7-10 信號采集電路 光 耦 放 大 多 路 開 關 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

21、排第35頁/共78頁1234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpU81234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpU91234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpU101234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpU11DIN1DIG02DIG43GND4DIG65DIG26DIG37DIG78GND9DIG510DIG111/CS12CLK13SEG A14SEG F15SEG B16SEG G17ISET18V+19SEGC20SEG E21SEG DP22SEG D23DOT24U16afbgceaddpdpabcdefgdpa

22、bcdefgdpabcdefgdpabcdefgP16P15P17+5VR4 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36頁/共78頁O U T -D 1P04P05P06O U T -D 2O U T -D 3P07O U T -D 4i11o12i23o24i35o3677o48i49o510i511o612i6131414U 874H C 04+5V 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37頁/共78頁567U2B321411U2A121314U2D1098U2CY2+8V+8V-8VR6R5C12C14C13C1

23、8-8VC16C15R11R10C21C19C20T1OUT-D1P04P05P06OUT-D2OUT-D3P07OUT-D4R20R21DZ2TXD-OUTDZ3RXD-INDZ1DZ488109VOO1A12A03EAI4GND5X16X27CLK8RD9/CD10XD11.RS12/TEST13MOD114MOD215AOG16U3+5VR7R6C11RXDTXDR9P13C10C11R3i11o12i23o24i35o3677o48i49o510i511o612i6131414U13D4D5X012X113Y02Y11Z05Z13INH6A11B10C9VEE7X14Y15Z4VCC1

24、6GND8U1 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 第38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39頁/共78頁 7.3 KJ83N型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng) 采用的技術： （1）采用了先進的通訊技術、網(wǎng)絡

25、技術、圖形處理技術、數(shù)據(jù)庫技術、地理信息技術，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、圖形技術、組態(tài)軟件技術、多進程和多線程的技術，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40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、風速、溫度、負壓、CO、氧氣、煙霧、風門開關、主扇、局扇、風機開停等環(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)技術先進

26、，通信網(wǎng)絡組合方式多樣，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)絡簡單、傳輸可靠。采用標準CAN2.0B的傳輸協(xié)議，傳輸速率高，傳輸誤碼率低。第41頁/共78頁 3）系統(tǒng)具有風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)、疏密結合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的數(shù)據(jù)存儲技術，使數(shù)據(jù)存儲的容量只和計算機的硬盤容量有關系，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

27、。第42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)定義來實施各種復雜的邏輯關系 8）系統(tǒng)配套的分站都能實現(xiàn)風電甲烷閉鎖、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43頁/共78頁 2.KJ83N監(jiān)控系統(tǒng)主要技術指標： 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；F

28、SK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44頁/共78頁 4）接入的傳感器信號 模擬量傳感器信號：2001000Hz或420mA以及其它非標準信號；開關量傳感器信號：無電位接點及電平信號 5）供電 地面設備為AC220V， 井下設備為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、打印機、交換機、傳輸接口、避雷器、監(jiān)控分站、不間斷電源、傳感器等設備組成第45頁/共78頁 圖7-13電纜傳輸系統(tǒng)組成 第46頁/共78頁 圖

29、7-14 光纖系統(tǒng)結構 第47頁/共78頁7.3.3 KJF39-2型通用監(jiān)控分站功能及技術指標 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電閉鎖功能。當監(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)標準規(guī)定的多種信號制式傳感器信息。分站采用標準的CAN2.0B的通訊協(xié)議與上位機通訊第48頁/共78頁 1.主要技術指標: 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、

30、電流型； 開關量輸入：8路開關量輸入； 控制量輸出：8路開關量輸出。 4）輸入輸出信號制 模擬量輸入信號：頻率型2001000Hz。電流型：0mA10mA 第49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； 第50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)甲烷風電閉鎖的需要，允許分站控制某些供電設

31、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51頁/共78頁 圖7-16 原理框圖 第52頁/共78頁7.4 KJ957.4 KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)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

32、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備投資。 第53頁/共78頁1. 組成結構KJ95 系統(tǒng)組成結構如圖7-1所示。KJ95 系統(tǒng)主要由監(jiān)測主機及其外設、傳輸接口、傳輸電纜、分站和各種傳感器組成。主要設備配置見表7-1所示。KJ95系統(tǒng)可將計算機網(wǎng)絡、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)為集散型結構，其信息檢測及分站等設備的布置完全按照礦井特點設置，根據(jù)需要各部分既可以集成在一起，又可以單獨使用。第54頁/共78頁圖7-1 KJ95系統(tǒng)組成結構圖第55頁

33、/共78頁2. 主要功能 (1) 監(jiān)測甲烷、風速、負壓、一氧化碳、煙霧、溫度、風門開關等環(huán)境參數(shù)，也可監(jiān)測煤倉煤位、水倉水位、壓風機風壓、箕斗計數(shù)、各種機電設備開停等生產(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56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，

34、即點即得所需信息。可隨時顯示監(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： 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)相關設備及軟件操作說明顯示。 第57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

35、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58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定或修改，也可以在分站上直接設定。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。

36、存儲時間可以根據(jù)要求調(diào)整。第59頁/共78頁 (14) 分站具有甲烷風電閉鎖功能，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量狀態(tài)，紅外遙控或鍵盤設定及存儲有關參數(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，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60頁/共78頁3. 技術指標(1) 系統(tǒng)容量：128臺分站級設備 (2) 傳輸介質：電纜、光纜 (3) 傳輸速率：1200

37、 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 及其它非標準頻率信號 (7) 開關量傳感器信號：無電位接點及電平信號 (8) 供電：地面中心站為AC 220 V，井下設備為AC 127 V / 380 V / 660 V第61頁/共78頁表7-1 KJ95N 型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設備配置表 序號設備名稱型號規(guī)格 防爆型式備注1 1監(jiān)控主機監(jiān)控主機配置可選配置可選必備必備2 2監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件KJ95NKJ95N必備必備3 3傳輸接口傳輸接口KJJ14KJJ14，KJ

38、J14A KJJ14A Exib I Exib I 電纜傳輸時電纜傳輸時4 4數(shù)據(jù)光端機數(shù)據(jù)光端機MT8000MT8000， KTG2AKTG2AExib I Exib I （KTG2AKTG2A）光纜傳輸時用光纜傳輸時用5 5環(huán)網(wǎng)交換機環(huán)網(wǎng)交換機CJJ02CJJ02，KJJ31KJJ31，KJJ58KJJ58Exdib IExdib I（KJJ31KJJ31，KJJ58KJJ58）網(wǎng)絡傳輸時用網(wǎng)絡傳輸時用6 6監(jiān)控分站監(jiān)控分站KJF16BKJF16BExib IExib I必必 備備7 7隔爆兼本安不隔爆兼本安不間斷電源間斷電源KDW65KDW65，KDW16A KDW16A Exdib I

39、 Exdib I 選選 用用8 8瓦斯傳感器瓦斯傳感器KGJ16BKGJ16BExibd I Exibd I 必必 備備9 9高低濃度瓦斯高低濃度瓦斯傳感器傳感器KGJ23KGJ23Exibd I Exibd I 選選 用用第62頁/共78頁1010一氧化碳傳感器一氧化碳傳感器KGA5KGA5Exib I Exib I 必必 備備1111二氧化碳傳感器二氧化碳傳感器KGQ9KGQ9Exibd I Exibd I 必必 備備1212氧氣傳感器氧氣傳感器KGQ7KGQ7Exib IExib I必必 備備1313硫化氫傳感器硫化氫傳感器KGQ8KGQ8Exib IExib I選選 用用1414水位傳

40、感器水位傳感器KGU9KGU9Exib IExib I必必 備備1515風速傳感器風速傳感器KGF3KGF3Exib IExib I必必 備備1616負壓傳感器負壓傳感器KGY3KGY3Exib IExib I選選 用用1717風門開閉狀風門開閉狀傳感器傳感器KGE22KGE22Exib I Exib I 必必 備備1818煙霧傳感器煙霧傳感器KGN1KGN1Exib IExib I選選 用用1919溫度傳感器溫度傳感器KG3007AKG3007AExib I Exib I 必必 備備2020礦用電量變送器礦用電量變送器KGD5KGD5Exib IExib I選選 用用2121機電設備開停傳感

41、器機電設備開停傳感器KGT15KGT15Exib I Exib I 必必 備備第63頁/共78頁2222遠動開關遠動開關KDG15KDG15，KDG15AKDG15AExmib IExmib I必必 備備2323風筒開關風筒開關KG5009KG5009選選 用用2424信號轉換器信號轉換器KZ6001KZ6001Exib I Exib I 選選 用用2525接線盒接線盒KLH11KLH11Exib I Exib I 選選 用用2626485485信號避雷器信號避雷器必備必備第64頁/共78頁7.4.2 KJ957.4.2 KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理型礦井監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理 監(jiān)控主機連

42、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,通過遠動開關控制井下設備。第65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，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、模擬盤等外設顯示出來并通過本機顯示器、大屏幕、模擬盤等外設顯示出來 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

43、機將光信號轉換成電信號與井下分站級設備相連。 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，配置服務器和若干臺工作站。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導和有關的職能部門。第66頁/共78頁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、液晶顯示等人機對話工具，不僅能在系統(tǒng)中使用，也能單獨使用 第67頁/共78頁

44、1.主要技術參數(shù)(1)環(huán)境條件: 環(huán)境溫度：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路模擬量或開關量信號輸入； 8路開關量信號輸出； 4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路模擬量或開關量信號輸入，4路開關量信號輸出）。第68頁/共78頁(5)與上一級計算機傳輸： 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： 開關量輸入信號：高電平時，信號幅度應不小于3V，電流應不小于1mA；低電平時，信號幅度應不大于0.5V，電流應不大于0.1mA； 模擬量輸入信號：200Hz1000Hz頻率信號（通過適當修改分站軟件，也可適用不高于1200Hz的頻率信號），脈寬大于0.3ms，幅