KJ616煤矿矿压监测系统 方案.doc

KJ616煤矿顶板动态监测系统
使 用 说 明 书

执行标准：GB/T9969-2008
GB3836-2010
Q/HAKY01-2012
版 本 号： NO.1
出版日期： 2011-11-01

KJ616煤矿顶板动态监测系统是我们根据汾西煤业集团、新疆焦煤公司、兖州矿业集团公司、同煤矿业集团公司、神华集团公司等十几个矿区使用单位的建议，开发研制的新一代改进型产品。
本说明书是按照GB/T9969-2008工业产品使用说明书总则和企业标准Q/HAKY01-2012的规定编写。
警告：
1安装前仔细阅读组成设备及装置的使用说明书。

2不得改变各组成设备的本安电路及与本安电路有关的电器元件

的名称，型号，规格及参数。

3隔爆型设备严禁在危险场所开盖！

4未经防爆联机检验的设备不得与其进行连接。

5不得随意更换关联配接配套的设备。

6检修时应注意防止失爆（注意不要碰坏隔爆面，接线盒盖板的紧固不得丢失引入装置中的密封圈，注意适当拧紧压紧螺母等）

1、 概述

1.1 KJ616煤矿顶板动态监测系统是用于煤矿顶板动态参数的计算机在线测量系统。系统将算机检测技术、数据通讯技术和传感器技术融为 一体。实现了复杂环境条件下对煤矿顶板的自动监测和分析。系统包括 五个组成部分：1、计算机及数据处理软件；2、KJ616-J(A)地面输出本安型输出传输接口；3、KJ616-F矿用数据传输分站；4、KJ616-J(B)矿用本安型信息传输接口；5、GPD60矿用压力传感器 6、GUD500矿用围岩移动传感器 7、GPD450M矿用本安型锚杆（索）应力传感器 8、GZY25矿用本安型钻孔应力传感器，另还包括：电缆、接线盒、转接器等本质安全型部件组成。
1.2 系统的型号、名称
KJ 616
登记序列号
矿用检测、控制系统或设备
1.3 使用环境

1.3.1 系统中用于地面机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作。
a) 环境温度：15℃～30℃；
b) 湿度：40%～70%；
c) 温度变化率：小于10℃/h，且不得结露；
d) 大气压力：80kPa～116kPa；
e) 接地电阻：≤2Ω；
f) GB/T 2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
1.3.2 系统中用于煤矿井下的设备应在下列条件下正常工作：
a) 环境温度：0℃～40℃；
b) 湿度：不大于95%；
c) 大气压力：80kPa～116kPa；
有爆炸性气体混合物，但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。

2.结构特征与工作原理

图1 KJ616 系统结构图
3 供电电源

3.1 地面主站
a) 额定电压220V，波动范围：AC220V±10%之间波动；
b) 谐波：不大于5 %；
c) 频率：50 Hz，允许偏差±5 %。
3.2 井下供电
KDW28-18矿用隔爆兼本安不间断电源
a) 额定电压127 V，波动范围：75%~110%。
b) 最大输出电压电流：18.5 V/900 mA；
c) 备用电源：满负载条件下可连续工作2h。
4 系统设计要求

4.1 系统组成
系统主要由工控机、UPS电源、避雷器、信息传输接口、数据传输分站、数据传输子站、压力传感器、围岩移动传感器、锚杆（索）应力传感器、钻孔应力传感器、矿用隔爆兼本安不间断电源、电缆、打印机和其他必要设备组成。
4.2 硬件
中心站采用现在主流技术的通用产品，满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展性等要求。
4.2.1 工控机
地面中心站主机采用工控机。
a) 操作系统：简体中文Windows XP；
数据库：SQL Server2005；
监控软件：KJ616煤矿顶板动态监测系统；
b) 内存：512M或以上；
c) 双硬盘：40G或以上；
d) CPU：PIII/1G或以上；
e) 主板：支持40 G以上硬盘和PIII/1 G以上CPU；
f) 显卡：PCI或AGP，至少支持800×600，64k色显示模式；
g) 声卡：集成或独立声卡；
h) 打印机：普通打印机；
4.2.2 KJ616-J（A）地面输出本安型输出传输接口
a) 传输方式：RS232（接口A与工控机），CAN（接口A与接口B）；
b) 接口A与接口B之间：传输速率：4800bps；.最大通信距离：10 km
c) 接口A与工控机之间：传输速率：4800bps；.最大通信距离：3m
d) 最大监测容量：5台分站 。
4.2.3 KDW28-18矿用隔爆兼本安不间断电源
a) 交流输入电压：127 V ；
b) 直流电压输出：18.5 V/900 mA；
c）直流电压输出路数：1路。
d)最大负载：1路电源最多接1台分站和2台传感器；1路电源最多给一台接口B供电； 1路电源最多给1台分站和1台子站供电
4.2.4 KJ616-F矿用数据传输分站
a) 传输方式： 485通信
b) 传输速率：2400 bps；
c) 最大监测容量： 15台仪器；
d) 分站与传感器间最大传输距离：1.2km；
e) 分站与子站间最大距离为：1.2km；
f) 分站至接口B之间最大通信距离：1.2km。
4.2.5 KJ616-F1矿用本安型数据传输子站
a.额定工作电压：(18±2)V DC
b.最大处理传感器信号路数：15；
c.1路信号输出。
d.子站与GPD60压力传感器之间的最大通信距离：50m
e.分站与通讯子站之间的最大通信距离为：1200m
F,无线发射功率：-20dmb 频率：470MHz
4.2.6 GPD60 矿用压力传感器的技术指标
1）压力通道数2
2）量程 0——60Mpa
3）精度1.5%
4) 显示方式3位数显高强光LED
5) 通讯方式：无线电磁波通信
6）通信距离：100米（工作面）
7) 电源DC3.6V （锂电池） 50mA
8）防爆形式本质安全型Exibl
4.2.7 GUD500矿用围岩移动传感器的技术指标
1）安装深度 1——20米
2）量程 0——500mm
3) 测量精度1%
4）电源 7——18V 20mA
5）输出RS-485 串行异步
6）通信距离：1200米
7）通信速率：2400bps
6）防爆形式本质安全型Exibl
4.2.8 GPD450M矿用本安型锚杆（索）应力传感器的技术指标
1）量程 0——450KN
2）测量精度1%
3）输出信号 0——125mV
4）电源 7——18V
5）防爆形式本质安全型Exibl
4.2.9 GZY25矿用本安型钻孔应力传感器的技术指标
1）安装范围 1——12m
2) 量程 0——25 MPa
3）测量精度2.5%
4）输出信号 0——125mV
5）电源 7——18V
6）防爆形式本质安全型Exib1
4.2.10传输介质
电缆参数MHYVR1×4单芯截面积1.5m㎡电缆，电缆分布参数：分布电容：≤0.06μF/km；分布电感：≤0.8mH/ km；直流电阻：≤12.8Ω/km，电缆应有安标证并在有效期内
4.2.11 接地措施
系统应有单独接地，不允许与其它系统共地。地面中心站设备的外壳和通讯电缆的屏蔽层应接到安全保护地，接地电阻不应大于4 Ω。系统通讯电缆干线的屏蔽层仅允许在地面中心站机房或井口一处可靠接屏蔽地上，决不允许多点接地。
4.3 软件
使用Windows XP操作系统，数据库：SQL Server2005，监控软件：矿用顶板动态监测系统，可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟。软件有详细的汉字说明和汉字操作指南。
4.4 基本功能
4.4.1 数据采集、显示功能
系统具有对压力、锚杆（索）应力、钻孔应力和位移等模拟量数据的采集、显示及报警功能。
4.4.2 存储和查询
系统具有以地点和名称为索引的存储和查询功能。
a) 存储记录：即时将模拟量等存储在磁盘等存储介质上；
b) 查询：根据输入的被查询量和查询时间，将查询期间内被查询量显示或打印。
4.4.3显示及打印
系统中心站能显示和打印：
a) 各被测量的瞬时值和历史记录显示；
b) 分站巡检及传输系统故障状态显示；
c) 实时时钟显示；
d) 数据报表显示及打印；
e) 模拟量历史曲线显示；
f) 设备布置图显示；
4.4.5 人机对话
系统具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用等。
4.4.6 设置
在各种显示模式下都有主菜单显示，主菜单包括：系统管理、站点设置、实时监控、数据查询、数据曲线、数据管理、系统帮助等主要功能按钮。

5、安装与使用

5.1 接收主机（KJ616-J(A)地面输出本安型输出传输接口）

检测服务器

接收主机

通讯防雷器
R1 R2 RS232

图2 接收主机连接示意图
1) 接收主机结构见图3

通讯接口采用DC12V 本安电源供电，监测过程中必须保证供电的连

续性。在供电质量不好或经常停电的使用环境，可考虑前面连接UPS 长延时电源。

电源 开关 TXD RXD RS232

下行通信 上行通信 220V 电源
图3 接收主机结构图
2）安装
通讯接口与PC 计算机通过RS-232（COM）连接，注意连接电缆应接口和计算机不开电源的状态进行。井下通讯插座与井下来的通讯线连接。
3）操作
打开电源通讯接口即进入运行状态，显示窗口中的PWR 电源指示灯亮。当通讯接口收到井下的数据时，显示窗口中的RXD 指示灯闪烁，接收到的数据正确并向监测计算机发送数据时，显示窗口中的TXD 指灯闪亮。当通讯接口的RXD 灯一直亮时说明井下上传信号极性（R1、R2）接反，将信号线反接即可。
5.2 电源的连接
KDW28、KDW22 电源的接线请参照该电源的使用说明书进行。系统使用的电源型号为KDW28、KDW22 隔爆兼本安型电源，若使用同一等级的防爆电源供电时，须经过本公司同意后方可使用。KDW28、KDW22 电源有两种输入电压可选（127V/660V），用户在使用前首先确认输入电源的电压等级是否与防爆电源相符。
5.3 通讯主站
通讯主站是用于煤矿井下的集中通讯控制装置，根据井下工作面的布置情况，可选择1 台或多台主站，例如：井下的测区相对集中，多测区监测系统可通过一台主站传输到井上的接收主机。如果测区间距较远，专门敷设通讯线路不方便，可以使用各自独立的的主站将数据
送井上接收主机。

注：每台通讯主站使用一条独立的向井上传送的通讯线路（一对电话线或一芯光缆），使用以太网络时占用1个IP。
1） 通讯主站连接

图 4 通讯主站连接示意图
2） 通讯主站结构

JZ1——井上通讯插座 JZ2——电源插座 JZ3——分站通讯插座
图 5 通讯主站结构示意图

JZ1 JZ2 JZ3
JZ1： 1--S1 2---S2 3--NC 4---NC
JZ2： 1--18V 2---0 3--NC 4---NC
JZ1： 1--S1 2---S2 3--18V 4---18V
图 6 通讯主站连接插座信号定义
3）通讯主站安装

通讯主站采用固定式安装，安装时应避开强振动源和淋水处。首先按图4、6 所示用系统附带的信号连接电缆将上位通讯和下位通讯电缆连接好，确认正确后再将18V 电源插头接入，在接入电源前一定要检查电源的输出极性和输出电压。
4） 通电运行
主站通电后显示：
程序正在初始化……

系统自检通过后开始运行。
5.3 通讯分站
通讯分站负责一个测区一个功能子系统数据采集和通讯，通讯分站的下位机为监测分站或一体化监测传感器，下位总线采用RS485 总线，下位总线最大可负载64 个站点（监测分站或传感器）。不同功能的通讯分站监控程序也不同。
5.3.1 通讯分站的设置
在使用通讯分站之前，需要将做如下设置：设置分站号，选择程序（综采、离层、锚杆中的一种），还要设置分机号区间。
6、上位机软件的设置
需要设置工作面名称，串口，波特率，主站号，分站好，监测分机。
7 售后服务
产品自出厂之日起，一年内如出现非使用不当而引起的质量问题，我厂实行三包，一年后如出现问题，我厂亦可负责处理，并收取相应的成本。
188 6483 3586
注意：一切未知电器故障请与生产厂家联系，请勿自行修理！
1. 不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的电气参数、规格和型号！
2. 仪器的维修应在地面进行，切勿在现场带电作业！
3. 产品只能与说明书中规定的设备进行联接，如与其他设备联接，须经防爆检验。

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