監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)分站系統(tǒng)【精制材料】

1、,第七章 分站式監(jiān)控系統(tǒng),講授：薛鵬騫 電子信息系自動化教研室,1,實操應(yīng)用,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),2,實操應(yīng)用,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。,3,實操應(yīng)用,一、監(jiān)控系統(tǒng)概述,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要功

2、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(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。,4,實操應(yīng)用,監(jiān)控系統(tǒng)的組成：,圖7-1 一般礦井監(jiān)控系統(tǒng),5,實操應(yīng)用,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)(

3、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 Hz，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,6,實操應(yīng)用,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

4、時通過局域網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳給管理層，以進行信息決策。,7,實操應(yīng)用,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。,8,實操應(yīng)用,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

5、線監(jiān)控系統(tǒng),9,實操應(yīng)用,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。,10,實操應(yīng)用,一種實際礦井總線監(jiān)控系統(tǒng) ：,11,實操應(yīng)用,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、

6、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。,12,實操應(yīng)用,圖7-5 KJ83煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)原理圖,傳輸接口,13,實操應(yīng)用,傳輸接口,分站,傳感器,14,實操應(yīng)用,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）當需要對井下供電設(shè)備進行控制時，監(jiān)控主機

7、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。,15,實操應(yīng)用,（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。,16,實操應(yīng)用,2.KJ83監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)指標 (1)系統(tǒng)

8、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 精度：相對誤差0.5%,17,實操應(yīng)用,(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

9、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。,18,實操應(yīng)用,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(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。,19,實操應(yīng)用,（4）系統(tǒng)軟

10、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。實施各種復雜的邏輯關(guān)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；,20,實操應(yīng)用,（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

11、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(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,21,實操應(yīng)用,7.2.2 監(jiān)控分站及主要功能 型號含義：,22,實操應(yīng)用,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

12、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)；,23,實操應(yīng)用,主要技術(shù)指標： 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 5A；DC12V。,24,實操應(yīng)用,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(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

13、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)，。,25,實操應(yīng)用,（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(guān)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(shè)置連續(xù)可調(diào)。,26,實操應(yīng)用,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：

14、 （1）當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。,27,實操應(yīng)用,（4）當局部通風機停止運轉(zhuǎn)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

15、動解鎖。 （5）當裝置所配接的設(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；當配接設(shè)備恢復正常時，裝置能自動解鎖。 （6）當裝置所配接的設(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. 當交流電源停電時，后備電源能自動投入工作（時間2h）。,28,實操應(yīng)用,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

16、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,29,實操應(yīng)用,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。,30,實操應(yīng)用,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

17、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。,31,實操應(yīng)用,監(jiān)控分站原理框圖,本安腔,隔爆腔,32,實操應(yīng)用,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,33,實操應(yīng)用,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）,34,實操應(yīng)用,圖7-8 電源指示電路,光耦,12伏電源,指示二極管,35,實操應(yīng)用,圖7-10 信號采集電路,光 耦,放 大,多 路 開 關(guān),光 耦

18、,傳感模擬量 輸入,傳感數(shù)字量 輸入,輸出至CPU T0口,通道選擇,上拉電阻排,36,實操應(yīng)用,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,37,實操應(yīng)用,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,38,實操應(yīng)用,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),39,實操應(yīng)用,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

19、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(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,40,實操應(yīng)用,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。,41,

20、實操應(yīng)用,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(guān)、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(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。采用標準CAN2.0B的傳輸協(xié)議，傳輸速率高，傳輸誤碼率低。,42,實操應(yīng)用,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(jié)合、數(shù)據(jù)庫動態(tài)生成”的數(shù)

21、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。,43,實操應(yīng)用,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(guān)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(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

22、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。,44,實操應(yīng)用,2.KJ83N監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)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；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,45,實操應(yīng)用,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(guān)量傳感器信號：無電位接點及電平信號 5）

23、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、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,46,實操應(yīng)用,圖7-13電纜傳輸系統(tǒng)組成,47,實操應(yīng)用,圖7-14 光纖系統(tǒng)結(jié)構(gòu),48,實操應(yīng)用,7.3.3 KJF39-2型通用監(jiān)控分站功能及技術(shù)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

24、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,49,實操應(yīng)用,1.主要技術(shù)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、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2001000Hz。電流型：0mA10mA,50,實操應(yīng)用,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

25、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)；,51,實操應(yīng)用,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(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,52,實操應(yīng)用,圖7-16 原理框圖,53,實操應(yīng)用,7.4 KJ95型礦井監(jiān)控系統(tǒng),7.4.1 概述

26、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。,54,實操應(yīng)用,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

27、，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。,55,實操應(yīng)用,圖7-1 KJ95系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖,56,實操應(yīng)用,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(guān)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(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、火災監(jiān)測等系統(tǒng)，實現(xiàn)局部環(huán)節(jié)的自動化。 (3)

28、 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。,57,實操應(yīng)用,(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： 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)相關(guān)設(shè)備及軟件操作說明顯示。,58,實操應(yīng)用,(6)

29、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。,59,實操應(yīng)用,(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

30、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。,60,實操應(yīng)用,(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(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

31、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。,61,實操應(yīng)用,3. 技術(shù)指標 (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 及其它非標準頻率信號 (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,62,實操應(yīng)用,表7-1 KJ95N

32、型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備配置表,63,實操應(yīng)用,64,實操應(yīng)用,65,實操應(yīng)用,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。,66,實操應(yīng)用,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。

33、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)導和有關(guān)的職能部門。,67,實操應(yīng)用,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

34、僅能在系統(tǒng)中使用，也能單獨使用,68,實操應(yīng)用,1.主要技術(shù)參數(shù) 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(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）。,69,實操應(yīng)用,(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 /24

35、00 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0.5V，電流應(yīng)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，幅度不小于3V，電流應(yīng)不小于1mA；,70,實操應(yīng)用,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)速率：1200 bit/s；c)最大距離：3km（傳輸電纜PUYVR31）。 (8)測量誤差：滿量程時不低于0.4（不包括傳感器的測量誤差）。 (9)區(qū)域斷電： 分站接入的模擬量輸入信號可以控制下一級數(shù)據(jù)采集器的開關(guān)量信號輸出；分站接入的下一級數(shù)據(jù)采集器模擬量輸入信號可以控制分站本機或其他下一級數(shù)據(jù)采集器的開關(guān)量