7.监测监控系统分站系统PPT学习课件.ppt

第七章第七章分站式监控系统分站式监控系统 讲授：薛鹏骞电子信息系自动化教研室1本章主要内容本章主要内容1 1.监控系统概述监控系统概述 2 2.KJ83.KJ83 分站式监控系统的功能结构分站式监控系统的功能结构 3 3.KJ83N.KJ83N 型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统 4 4.KJ95.KJ95 型矿井监控系统型矿井监控系统5.KJ4-2000 5.KJ4-2000 型矿井监控系统型矿井监控系统2 本本章章主主要要介介绍绍监监控控系系统统组组成成、功功能及典型分站式监控系统实例。能及典型分站式监控系统实例。内内容容有有KJ83KJ83安安全全监监控控系系统统和和分分站站主主要要功功能能、软软件件及及硬硬件件电电路路，KJ83NKJ83N型型煤煤矿矿综综合合监监控控系系统统及及分分站站工工作作原原理理，KJ83KJ83监监控控操操作作系系统统与与应应用用，KJ95KJ95、KJ4KJ4矿矿井井监监控控系系统统的的信信息息传传输输控控系系统统及其主站、分站通信工作原理等。及其主站、分站通信工作原理等。3一、监控系统概述一、监控系统概述 煤矿安全监控系统的煤矿安全监控系统的主要功能主要功能：1)1)环境监测：环境监测：主要监测煤矿井下各种有主要监测煤矿井下各种有毒有害气体及工作面的作业环境，如甲烷气毒有害气体及工作面的作业环境，如甲烷气体浓度、一氧化碳、氧气浓度、风速、负压、体浓度、一氧化碳、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾等，实时数字量显示。温度、烟雾等，实时数字量显示。2)2)生产监控：生产监控：主要监控井上、下主要生主要监控井上、下主要生产环节的各种生产参数和重要设备的运行状产环节的各种生产参数和重要设备的运行状态参数，如煤仓煤位、水仓水位等模拟量；态参数，如煤仓煤位、水仓水位等模拟量；水泵、提升机、胶带机、采煤机等运行状态水泵、提升机、胶带机、采煤机等运行状态和参数等，实现生产的自动监测与监控。和参数等，实现生产的自动监测与监控。4监控系统的组成：监控系统的组成：图7-1 一般矿井监控系统 5 一般矿井监控系统的组成一般矿井监控系统的组成：（1 1）主要采用）主要采用主站（或中心站）、分站、传感器主站（或中心站）、分站、传感器（包括执行机构）（包括执行机构）的的3 3层结构。层结构。（2 2）每一个传感器采用）每一个传感器采用一根电缆与分站相连一根电缆与分站相连，构，构成星形结构。成星形结构。分站与主站一般采用树形结构分站与主站一般采用树形结构(或环形、星形结或环形、星形结构构)，分站与现场设备之间分站与现场设备之间采用采用模拟信号传输模拟信号传输。信号制式采用模拟量信号制式采用模拟量15 15 mAmA或或2001000 2001000 HzHz，开开关量为有无电位接点、关量为有无电位接点、15 15 mAmA和和2001000 2001000 HzHz。（3 3）供电方式为）供电方式为分站集中供电或传感器就地供电分站集中供电或传感器就地供电 （4 4）分站与井上主站之间采用异步数据通信方式）分站与井上主站之间采用异步数据通信方式 6 监控系统工作过程：监控系统工作过程：（1 1）由由传传感感器器对对煤煤矿矿井井下下各各种种环环境境参参数数、重重要要设设备备运运行行状状态态进进行行实实时时监监测测，并并将将信信号号实实时时显显示或发出报警信号，再传至地面中心站（主站）示或发出报警信号，再传至地面中心站（主站）（2 2）中中心心站站监监控控软软件件显显示示分分析析、处处理理后后将将信信息发送给井下分站，由分站执行控制信号。息发送给井下分站，由分站执行控制信号。（3 3）中中心心站站实实时时存存储储井井下下发发送送来来的的各各类类数数据据和和时时间间，生生成成数数据据库库和和报报表表，并并进进行行超超限限提提示示、报警等。报警等。（4 4）同同时时通通过过局局域域网网数数据据上上传传给给管管理理层层，以以进进行信息决策。行信息决策。7 一般矿井监控系统的缺点：一般矿井监控系统的缺点：（1 1）系统存在传输）系统存在传输电缆用量大，成本高，可靠性电缆用量大，成本高，可靠性差等差等问题问题 （2 2）而且传感器必须经分站接入系统，存在信息）而且传感器必须经分站接入系统，存在信息传递的传递的“瓶颈瓶颈”问题。问题。（3 3）由于采用主从式结构，主站的可靠性将影响）由于采用主从式结构，主站的可靠性将影响整个系统，当主站发生故障时会造成系统瘫痪。整个系统，当主站发生故障时会造成系统瘫痪。（4 4）现有的煤矿监控系统大量使用了串行通信总）现有的煤矿监控系统大量使用了串行通信总线线,如如RS-232RS-232、RS-485RS-485或基于上述的调制解调器传或基于上述的调制解调器传输方式等。一般采用主从式结构，分站缺乏统一的规输方式等。一般采用主从式结构，分站缺乏统一的规范和通信协议。范和通信协议。传感器和控制器等多为非智能化设备传感器和控制器等多为非智能化设备，一些监控子系统也没有设置现场总线接口。一些监控子系统也没有设置现场总线接口。8 分站式矿井现场总线监控系统：分站式矿井现场总线监控系统：图7-2 分站式现场总线监控系统 9图7-3 矿井现场总线监控系统 上上述述两两种种总总线线：采采用用CANCAN总总线线技技术术既既可可以以是是主主从从方方式式工工作作，也也可可以以在在无无主主方方式式下下工工作作，当当以以无无主主方方式式工工作作时时，网网络络上上的的任任意意节节点点均均可可在在任任何何时时刻刻主主动动向向其其他他节节点点发发送送信信息息，提提高高了了系系统统的的可可靠靠性性，克克服服了主从式网络主节点的传输瓶颈问题。了主从式网络主节点的传输瓶颈问题。10一种实际矿井总线监控系统一种实际矿井总线监控系统 ：11二、KJ83KJ83分站式安全监控系统分站式安全监控系统 （1 1）KJ83KJ83型煤矿安全监控系统型煤矿安全监控系统是由我国煤是由我国煤炭科学研究总院研发的产品，主要用来监测、炭科学研究总院研发的产品，主要用来监测、监控煤矿井下各种有毒有害气体、各种机电监控煤矿井下各种有毒有害气体、各种机电设备的工作状态。设备的工作状态。（2 2）该系统软件采用数据库技术、多进程）该系统软件采用数据库技术、多进程和多线程的并行技术，增强系统的实时通信和多线程的并行技术，增强系统的实时通信能力，为用户提供高效、稳定、实时性强的能力，为用户提供高效、稳定、实时性强的矿井安全监测参数数据采集、存储、管理和矿井安全监测参数数据采集、存储、管理和分析功能，可运行于分析功能，可运行于in98/2000/XPin98/2000/XP系列系列WindowsWindows平台。平台。12图图7-5 7-5 KJ83KJ83煤矿安全监控系统原理图煤矿安全监控系统原理图 传输接口传输接口13传输接口传输接口分站分站传感器传感器141.监控系统组成：监控系统组成：KJ83KJ83煤煤矿矿安安全全监监测测、监监控控系系统统由由地地面面中中心心站站、调调制制解解调调器器、井井下下分分站站、各各种种矿矿用用传传感感器器、矿矿用用机机电控制设备及电控制设备及KJ83KJ83安全监测、监控软件组成。安全监测、监控软件组成。监控系统工作过程：监控系统工作过程：（1 1）监监控控主主机机接接收收各各监监控控分分站站上上传传的的信信息息，各各监监控控分分站站按按照照一一定定的的采采样样周周期期对对该该分分站站所所连连接接的的各各传感器信号传感器信号(开关量、模拟量和累计量开关量、模拟量和累计量)进行检测。进行检测。（2 2）当当需需要要对对井井下下供供电电设设备备进进行行控控制制时时，监监控控主主机机将将控控制制命命令令传传给给分分站站，由由分分站站通通过过控控制制端端口口输输出控制信号，达到控制井下供电设备的目的。出控制信号，达到控制井下供电设备的目的。15（3 3）监监控控主主机机：将将接接收收到到的的各各种种传传感感器器实实时时信信号号进行处理和存储，通过显示器、大屏幕等显示。进行处理和存储，通过显示器、大屏幕等显示。可可显显示示各各种种传传感感器器数数据据的的实实时时或或历历史史曲曲线线、柱柱状状图图等等，打打印印各各种种报报表表；同同时时可可通通过过数数据据上上传传软软件件将将监测数据监测数据上传至监控中心。上传至监控中心。（4 4）KJF39KJF39型型 监监 控控 分分 站站（以以 下下 简简 称称 分分 站站）：以以AT89C52AT89C52微处理器为核心的微处理机系统。微处理器为核心的微处理机系统。主主要要任任务务：将将传传感感器器对对矿矿井井实实时时采采集集的的数数据据参参数数，处处理理后后实实时时地地向向地地面面主主机机传传送送；接接收收和和执执行行地地面面主主机机发发出出的的各各种种控控制制命命令令，完完成成对对关关键键生生产产场场所所的的安安全全监测监测与与控制控制。16 2.KJ832.KJ83监控系统主要技术指标监控系统主要技术指标 (1)1)系统容量系统容量 可配接可配接6464个监控分站；个监控分站；A A型型分站：分站：8 8路模拟量、路模拟量、8 8路开关量路开关量输入输入，6 6路路 开关量开关量输出输出；B B型型分站：分站：4 4路模拟量、路模拟量、4 4路开关量路开关量输入输入、4 4路路开关量开关量输出输出；(2)(2)信息传输信息传输 采用采用FSKFSK移频键控两芯无极性传输移频键控两芯无极性传输 传输速率传输速率:1200:1200bpsbps或或24002400bpsbps 最大传输距离：不小于最大传输距离：不小于1515kmkm 误码率：误码率：10108 8 系统巡检时间：系统巡检时间：2525s s 精度：相对误差精度：相对误差0.5%0.5%17 (3)(3)传输性能可靠传输性能可靠 a.a.信息传输采用信息传输采用FSKFSK移频键控技术移频键控技术，抗干扰能，抗干扰能力强，传输故障率低。采用两芯电缆无极性传输，力强，传输故障率低。采用两芯电缆无极性传输，输入输出隔离，具备独特的防雷特点；输入输出隔离，具备独特的防雷特点；b.b.传输接口传输接口装置是一个智能接口，它能跟据中装置是一个智能接口，它能跟据中心站软件对它的初始化参数心站软件对它的初始化参数巡检整个系统分站巡检整个系统分站，减减少少主机数据调用、处理主机数据调用、处理控制时间控制时间，且使整个系统运，且使整个系统运行可靠性提高；行可靠性提高；(4)(4)数据存储数据存储 整个系统采用整个系统采用“变值变态、疏密结合、数据库变值变态、疏密结合、数据库动态生成动态生成”的存储方法，使系统的数据存储更为合的存储方法，使系统的数据存储更为合理。理。18 3.3.系统特点：系统特点：（1 1）系统）系统监测监控监测监控瓦斯等瓦斯等环境参数环境参数，以及主，以及主扇、局扇风机开停等扇、局扇风机开停等生产运行参数生产运行参数。系统实现了。系统实现了风电瓦斯闭锁风电瓦斯闭锁功能功能和和全矿井的全矿井的瓦斯超限断电瓦斯超限断电功能功能 （2 2）系统能够监测监控电流、电压、电量、）系统能够监测监控电流、电压、电量、顶板压力顶板压力、位移等参数，并且提供了对顶板压力、位移等参数，并且提供了对顶板压力、位移的报警分析。位移的报警分析。（3 3）系统软件运行在）系统软件运行在Windows2000/2003/XPWindows2000/2003/XP等中文操作平台上，采用多进程多线程技术实时等中文操作平台上，采用多进程多线程技术实时并发处理并发处理多任务技术多任务技术、netnet技术、数据库技术编制，技术、数据库技术编制，软件功能丰富软件功能丰富。19 （4 4）系统软件采用）系统软件采用“变值变态、疏密结合、变值变态、疏密结合、数据库动态生成数据库动态生成”的数据存储技术，使数据的数据存储技术，使数据存储存储的容量只和计算机的硬盘容量有关的容量只和计算机的硬盘容量有关，解决了数据，解决了数据维护的问题。维护的问题。（5 5）系统软件）系统软件具有短信息收发功能具有短信息收发功能，可以将，可以将异常数据以短信的方式发送到管理人员的手机上异常数据以短信的方式发送到管理人员的手机上 （6 6）系统配有专用的组态图形编辑软件系统配有专用的组态图形编辑软件，用，用于动态图元素和煤矿巷道的绘制。所有的动态、于动态图元素和煤矿巷道的绘制。所有的动态、静态图形都可由静态图形都可由矿方操作人员绘制矿方操作人员绘制。（7 7）系统软件具有）系统软件具有二次数据定义的功能二次数据定义的功能。实。实施各种复杂的逻辑关系，如施各种复杂的逻辑关系，如不同分站的断电控制不同分站的断电控制、几个风门的联动报警几个风门的联动报警、将、将风速计算为风量风速计算为风量、将、将提提升的箕斗数计算为产量升的箕斗数计算为产量等；等；20 （8 8）系统的监控设备、配套传感器、执行器种类）系统的监控设备、配套传感器、执行器种类齐全，齐全，传感器配有遥控器传感器配有遥控器，调校方便、使用寿命长，调校方便、使用寿命长 （9 9）系统配套的分站系统配套的分站都能实现都能实现风电甲烷闭锁、甲风电甲烷闭锁、甲烷超限断电仪的功能烷超限断电仪的功能；脱离系统分站脱离系统分站可独立运行并可独立运行并且能实现风电甲烷闭锁；传感器参数在地面中心站且能实现风电甲烷闭锁；传感器参数在地面中心站定义生成，下发到分站，实现定义生成，下发到分站，实现分站免编程分站免编程。（1010）系统配套的分站的）系统配套的分站的模拟量端口与开关量端口模拟量端口与开关量端口可互换可互换，能显示日期、时间、供电状态和分站的地，能显示日期、时间、供电状态和分站的地址、波特率、通讯状态。址、波特率、通讯状态。（1111）系统能与系统能与KJ236KJ236人员定位考勤系统和人员定位考勤系统和KJF-05KJF-05主通风机主通风机在线监控系统在线监控系统共缆运行共缆运行,减少投资。减少投资。（1212）系统向外提供统一的数据接口，便于管理部）系统向外提供统一的数据接口，便于管理部门联网监管以及与其它数据分析系统门联网监管以及与其它数据分析系统实现资源共享实现资源共享 217.2.7.2.2 2 监控分站及主要功能监控分站及主要功能 型号含义：型号含义：22 KJF39 KJF39监控分站监控分站 内含内含本质安全电本质安全电源源，具备采集、显示，具备采集、显示井下各种安全参数数井下各种安全参数数值、设备运行状态以值、设备运行状态以及接受主机命令传送及接受主机命令传送数据和状态信息：数据和状态信息：n 具备具备甲烷断电甲烷断电仪仪和和甲烷风电闭锁甲烷风电闭锁装装置的全部功能。传输置的全部功能。传输线断线或中心站软件线断线或中心站软件故障时，分站仍故障时，分站仍可独可独立工作立工作，确保井下安，确保井下安全生产；全生产；23v主要技术指标：主要技术指标：v容量：容量：v模拟量输入模拟量输入 4 4个；个；v开关量输入开关量输入4 4个；个；v控制量输出控制量输出4 4个。个。v输入信号制式：输入信号制式：v模拟量模拟量 2002001000Hz1000Hz、v0 0200Hz200Hz、0 0400Hz400Hz、2002006006001000Hz1000Hz；v开关量：开关量：0 05mA5mA。v控制输出：控制输出：断电继电器接点容量断电继电器接点容量 AC220V 5AAC220V 5A；DC12VDC12V。241 1.通用分站功能通用分站功能分站作为通用分站具备如下分站作为通用分站具备如下功能功能：（1 1）分分站站能能按按照照预预先先设设定定，自自动动循循环环采采集集各各种传感器信息种传感器信息。（2 2）分分站站能能与与地地面面中中心心站站主主机机进进行行通通讯讯，接接受主机命令信息，执行切断被控设备电源等操作受主机命令信息，执行切断被控设备电源等操作 （3 3）分分站站能能以以一一定定的的时时间间间间隔隔循循环环显显示示被被测测参数数值，显示开关量状态，。参数数值，显示开关量状态，。25 （4 4）分分站站具具有有甲甲烷烷超超限限报报警警功功能能，由由传传感感器器发发出出声声、光光报报警警信信号号。当当甲甲烷烷浓浓度度恢恢复复到到预预置的报警值以下时能自动解除报警。置的报警值以下时能自动解除报警。（5 5）分分站站具具有有甲甲烷烷超超限限断断电电及及闭闭锁锁功功能能，当当被被监监视视区区域域风风流流中中甲甲烷烷浓浓度度达达到到预预置置的的断断电电点点浓浓度度时时，输输出出切切断断被被控控区区域域电电源源开开关关的的控控制制信信号号并并闭闭锁锁；当当被被监监视视区区域域风风流流中中甲甲烷烷浓浓度度降降到到预预置置的的复复电电点点浓浓度度时时，能能自自动动解解锁锁。断断电电点点设置连续可调。设置连续可调。26 2 2.风电甲烷闭锁装置功能风电甲烷闭锁装置功能 分分站站作作为为风风电电甲甲烷烷闭闭锁锁装装置置时时，配配接接三三路路甲甲烷烷传传感感器和局部通风机开停传感器器和局部通风机开停传感器，具有以下功能：，具有以下功能：（1 1）当当掘掘进进工工作作面面甲甲烷烷浓浓度度达达到到1.5%1.5%CHCH4 4时时，装装置置输输出出切切断断被被控控区区域域动动力力电电源源信信号号并并闭闭锁锁；当当甲甲烷烷浓浓度度低低于于1.0%1.0%CHCH4 4时，装置能自动解锁。时，装置能自动解锁。（2 2）当当掘掘进进工工作作面面回回风风流流的的甲甲烷烷浓浓度度达达到到1.0%1.0%CHCH4 4时时，装装置置输输出出切切断断被被控控区区域域动动力力电电源源信信号号并并闭闭锁锁；当当甲甲烷浓度低于烷浓度低于1.0%1.0%CHCH4 4时，装置能自动解锁。时，装置能自动解锁。（3 3）当当串串联联通通风风掘掘进进工工作作面面入入风风流流的的甲甲烷烷浓浓度度达达到到0.5%0.5%CHCH4 4时时，装装置置输输出出切切断断串串联联工工作作面面动动力力电电源源信信号号并并闭锁；当甲烷浓度低于闭锁；当甲烷浓度低于0.5%0.5%CHCH4 4时，系统能自动解锁。时，系统能自动解锁。27 （4 4）当当局局部部通通风风机机停停止止运运转转或或风风筒筒中中风风速速低低于于规规定定数数值值时时，装装置置输输出出切切断断被被控控区区域域动动力力电电源源信信号号并并闭闭锁锁；当局部通风机恢复正常工作时，装置能自动解锁。当局部通风机恢复正常工作时，装置能自动解锁。（5 5）当当装装置置所所配配接接的的设设备备出出现现故故障障或或断断电电时时，装装置置输输出出切切断断被被控控区区域域动动力力电电源源信信号号并并闭闭锁锁；当当配配接接设设备备恢恢复正常时，装置能自动解锁。复正常时，装置能自动解锁。（6 6）当当装装置置所所配配接接的的设设备备接接通通电电源源1 1minmin内内，继继续续闭闭锁锁被被控控区区域域动动力力电电源源；当当配配接接设设备备正正常常工工作作时时，系系统统装装置方能自动解锁。置方能自动解锁。3 3.根根据据中中心心站站定定义义，分分站站具具有有接接受受异异地地分分站站控控制制或控制切断异地电气设备功能；或控制切断异地电气设备功能；4 4.当当交交流流电电源源停停电电时时，后后备备电电源源能能自自动动投投入入工工作作（时间（时间22h h）。）。28 7.2.7.2.3 3 监控分站结构特征监控分站结构特征 1 1.结构防爆型式结构防爆型式 监控分站防爆型式为隔爆兼本质安全型结构。监控分站防爆型式为隔爆兼本质安全型结构。2 2.电源部分电源部分 电电源源为为隔隔爆爆腔腔体体内内，输输入入为为AC380V/660VAC380V/660V电电源源。输输出出为为五五路路本本安安电电源源至至本本安安腔腔，腔腔内内装装有有2 2AhAh电电池池。电源组成：电源组成：（1 1）输入变压器）输入变压器 （2 2）备用电池）备用电池 （3 3）电电源源板板：开开关关稳稳压压电电路路模模块块；本本安安电电路路；电池电池充放电路充放电路；（4 4）接线端子）接线端子29 3 3.信信号号处处理理部部分分：信信号号处处理理部部分分在在本本安安腔腔内内，为本安结构，三部分组成：为本安结构，三部分组成：（1 1）分站信息板）分站信息板 （2 2）传感器输入插座）传感器输入插座 （3 3）传输接口插座）传输接口插座 4 4.断电控制部分断电控制部分 4 4路路断断电电输输出出，继继电电器器，在在隔隔爆爆腔腔电电源源板板上上，由由分分站站主主板板直直接接控控制制。断断电电输输出出可可控控制制4 4路路机机电电设设备。备。分分站站电电源源板板上上提提供供远远程程断断电电控控制制输输出出端端子子，可可连接外部远程断电器。连接外部远程断电器。307.2.7.2.4 4 电路结构及工作原理电路结构及工作原理 KJF39 KJF39型监控分站共有两个主要部件：型监控分站共有两个主要部件：信息板和电源板信息板和电源板。电路集中在主控电路集中在主控信息板信息板上，监控分站通上，监控分站通过监测管理软件可实现单片机与地面主机的过监测管理软件可实现单片机与地面主机的通讯、模拟量和开关量数据接收、处理以及通讯、模拟量和开关量数据接收、处理以及风电瓦斯闭锁等控制。风电瓦斯闭锁等控制。LEDLED数码管用于显示数码管用于显示监控数据和状态。监控分站硬件框图如图所监控数据和状态。监控分站硬件框图如图所示。示。31监监控控分分站站原原理理框框图图 电源板电源板信息板信息板本安腔本安腔隔爆腔隔爆腔321 1）信息板）信息板 图图7-7-6 6 单片机电路单片机电路 单单片片机机 串行存储器串行存储器晶振电路晶振电路(11.0592M)拨码开关拨码开关单单 片片 机机 兼有看门狗兼有看门狗33图图7-7-7 7 电压变换电路电压变换电路 来自电源板来自电源板向向MODEM供电供电向向CPU供电供电12伏电源地线伏电源地线（与其它地线隔离）（与其它地线隔离）34图图7-7-8 8 电源指示电路电源指示电路 光光耦耦 12伏电源伏电源指示二极管指示二极管35图图7-10 7-10 信号采集电路信号采集电路 光光 耦耦 放放 大大 多多 路路 开开 关关 光光 耦耦 传感模拟量传感模拟量输入输入传感数字量传感数字量输入输入输出至输出至CPUT0口口通道选择通道选择上拉电阻排上拉电阻排36图图7-17-10 0 译码显示电路译码显示电路 MAX7219芯片芯片共阴极共阴极数码管数码管数据输入数据输入时钟脉冲时钟脉冲片选信号片选信号37图图7-17-11 1 断电控制电路断电控制电路 放放 大大 断电信号断电信号输入输入断电信号断电信号输出至继电器输出至继电器38图图7-13 7-13 调制解调电路调制解调电路 调制解调器调制解调器(MODEM)四运放四运放（LM324-D）模模拟拟开开关关 39 2 2）电源板）电源板 分分站站由由煤煤矿矿井井下下AC380/AC660VAC380/AC660V交交流流供供电电，经经电电源源变变压压器器取取得得200200VACVAC电电压压，进进入入AC/DCAC/DC开开关关稳稳压压电电源源模模块块，由由该该模模块块输输出出稳稳定定的的2424VDCVDC电电压压，提提供供给给5 5路路本本安安电电源源电电路路，这这5 5路路本本安安电电源源分分别别向向四台传感器和信息板供电四台传感器和信息板供电 当当井井下下交交流流电电源源停停电电时时，分分站站可可通通过过备备用用电电源源提提供供不不间间断断本本质质安安全全电电源源，继继续续向向传传感感器器和和分分站站信信息息板板供供电电，保保证证监监控控分分站站的的持持续续监监控控作作用用。备用电池选用备用电池选用2 2AhAh锂电池锂电池 40 7.3 7.3 KJ83NKJ83N型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统 采用的技术：采用的技术：（1 1）采用了先进的通讯技术、网络技术、图）采用了先进的通讯技术、网络技术、图形处理技术、数据库技术、地理信息技术，适合形处理技术、数据库技术、地理信息技术，适合于大、中、小各种类型矿井使用于大、中、小各种类型矿井使用 （2 2）KJ83N KJ83N 煤矿安全监控系统软件采用数据煤矿安全监控系统软件采用数据库技术、图形技术、组态软件技术、多进程和多库技术、图形技术、组态软件技术、多进程和多线程的技术，为用户提供高效、稳定、实时性强线程的技术，为用户提供高效、稳定、实时性强的数据采集、存储、管理和分析功能。系统软件的数据采集、存储、管理和分析功能。系统软件运行于运行于Win2000/XP/2003Win2000/XP/2003系列系列WindowsWindows平台。平台。41 功能：功能：KJ83N KJ83N 煤矿安全监测监控系统主要煤矿安全监测监控系统主要是监测监控是监测监控瓦斯、风速、温度、负压、瓦斯、风速、温度、负压、COCO、氧气、烟雾、风门氧气、烟雾、风门开关、主扇、局扇、风机开停等开关、主扇、局扇、风机开停等环境参数环境参数；电流、；电流、电压、水仓水位、煤仓煤位、箕斗计数、各机电设电压、水仓水位、煤仓煤位、箕斗计数、各机电设备开停和馈电、断电状态等备开停和馈电、断电状态等生产运行参数。生产运行参数。1.1.系统主要特点：系统主要特点：1 1）系统技术先进，通信网络组合方式多样，综）系统技术先进，通信网络组合方式多样，综合能力强。该系统可以与合能力强。该系统可以与人员定位系统人员定位系统、顶板监测顶板监测系统系统融溶为一体，融溶为一体，共网传输共网传输。2 2）系系统统通通信信网网络络简简单单、传传输输可可靠靠。采采用用标标准准CAN2.0BCAN2.0B的传输协议，的传输协议，传输速率高传输速率高，传输误码率低。，传输误码率低。42 3 3）系统具有风电瓦斯闭锁功能和全矿井的瓦）系统具有风电瓦斯闭锁功能和全矿井的瓦斯超限断电功能。斯超限断电功能。4 4）系统软件采用）系统软件采用“变值变态、疏密结合、数变值变态、疏密结合、数据库动态生成据库动态生成”的数据存储技术，使数据的数据存储技术，使数据存储的容存储的容量只和计算机的硬盘容量有关系量只和计算机的硬盘容量有关系，解决了数据维护，解决了数据维护的问题。的问题。5 5）系统软件具有）系统软件具有短信息收发短信息收发功能，可以将异功能，可以将异常数据以短信的方式发送到管理人员的手机上。常数据以短信的方式发送到管理人员的手机上。6 6）系统配有专用的）系统配有专用的组态图形编辑软件组态图形编辑软件，用于，用于动态图元素和煤矿巷道的绘制。所有的动态、静态动态图元素和煤矿巷道的绘制。所有的动态、静态图形都可由矿方操作人员绘制。图形都可由矿方操作人员绘制。43 7 7）系统软件具有）系统软件具有二次数据定义二次数据定义的功能。通的功能。通过二次数据定义来实施各种复杂的逻辑关系过二次数据定义来实施各种复杂的逻辑关系 8 8）系统配套的分站都能实现）系统配套的分站都能实现风电甲烷闭锁、风电甲烷闭锁、甲烷超限断电的功能甲烷超限断电的功能。9 9）系统配套的分站的）系统配套的分站的模拟量端口与开关量模拟量端口与开关量端口可互换端口可互换，具有大屏幕液晶显示功能。，具有大屏幕液晶显示功能。10 10）系统的监控设备、配套传感器、执行器）系统的监控设备、配套传感器、执行器种类齐全，种类齐全，传感器配有遥控器传感器配有遥控器，调校方便、。，调校方便、。11 11）系统向外提供了统一的数据接口，便于）系统向外提供了统一的数据接口，便于管理部门联网管理部门联网监管以及与其它数据分析系统实现监管以及与其它数据分析系统实现资源共享。资源共享。44 2.KJ83N 2.KJ83N监控系统主要技术指标：监控系统主要技术指标：1 1）系统容量）系统容量 系统可配接最大监控容量：系统可配接最大监控容量：6464个监控分站。个监控分站。2 2）信息传输）信息传输 RS485RS485或或CANCAN总线两芯传输总线两芯传输，传输速率：，传输速率：48004800bpsbps；FSKFSK总线两芯传输，传输速率：总线两芯传输，传输速率：12001200bpsbps；以太网传输速率为：以太网传输速率为：1010M/100MM/100M。3 3）传输距离传输距离 地面中心站到分站之间最大传输距离：地面中心站到分站之间最大传输距离：1515kmkm；分站到传感器之间的最大传输距离：分站到传感器之间的最大传输距离：2 2km km 45 4 4）接入的传感器信号接入的传感器信号 模拟量传感器信号：模拟量传感器信号：20020010001000HzHz或或4 42020mAmA以及其它非标准信号；开关量传感器信号：无电以及其它非标准信号；开关量传感器信号：无电位接点及电平信号位接点及电平信号 5 5）供电）供电 地面设备为地面设备为AC220VAC220V，井下井下设备为设备为AC127/380/660VAC127/380/660V 7.3.7.3.2 2 系统组成及工作原理系统组成及工作原理 系系统统主主要要由由监监控控主主机机、打打印印机机、交交换换机机、传传输输接接口口、避避雷雷器器、监监控控分分站站、不不间间断断电电源源、传传感感器等设备组成器等设备组成46图图7-17-13 3电缆传输系统组成电缆传输系统组成 47图图7-17-14 4 光纤系统结构光纤系统结构 487.3.7.3.3 KJF39-23 KJF39-2型通用监控分站功能及技术指标型通用监控分站功能及技术指标 功能和作用：功能和作用：KJF39-2KJF39-2通通用用监监控控分分站站是是KJ83NKJ83N煤煤矿矿安安全全监监控控系系统统的的重重要要组组成成部部分分，具具有有数数据据采采集集、控控制制输输出出、遥遥控输入、液晶显示等功能。控输入、液晶显示等功能。分分站站能能完完成成四四路路甲甲烷烷风风电电闭闭锁锁功功能能。当当监监控控系系统故障或数据传输线断线时，统故障或数据传输线断线时，分站可独立工作分站可独立工作。分分站站可可以以接接收收电电流流、频频率率等等符符合合煤煤矿矿行行业业标标准准规定的多种信号制式传感器信息。规定的多种信号制式传感器信息。分站采用标准的分站采用标准的CAN2.0BCAN2.0B的通讯协议的通讯协议与上位机通讯与上位机通讯49 1.1.主要技术指标主要技术指标:1 1）工作电压：）工作电压：DC 18V DC 18V 2 2）最大工作电流：不大于最大工作电流：不大于250250mA mA 3 3）分站容量分站容量 模模拟拟量量输输入入：8 8 路路模模拟拟量量输输入入，可可输输入入频频率率型型、电电流型；流型；开关量输入：开关量输入：8 8路开关量输入；路开关量输入；控制量输出控制量输出：8 8路开关量输出。路开关量输出。4 4）输入输出信号制）输入输出信号制 模模拟拟量量输输入入信信号号：频频率率型型20020010001000HzHz。电电流流型型：0 0mAmA10mA 10mA 50 5 5）显显示示采采用用液液晶晶显显示示，分分站站具具有有汉汉字字显显示示功功能能 6 6）模拟量的转换误差不大于）模拟量的转换误差不大于1%1%；7 7）控控制制量量输输出出信信号号：高高低低电电平平，高高电电平平不不小小于于2020V V，低电平时不大于低电平时不大于0.50.5V V；8 8）通通信信口口的的传传输输方方式式：CAN2.0BCAN2.0B、主主从从、半半双工双工 2.2.分站工作原理：分站工作原理：分站上电一分钟内处于闭锁状态，一分钟后，分站上电一分钟内处于闭锁状态，一分钟后，分站开始正常运转；分站开始正常运转；51 分站按照一定的采样周期分站按照一定的采样周期采集传感器的数据采集传感器的数据，将采集到的数据进行存储和显示，并根据甲烷风将采集到的数据进行存储和显示，并根据甲烷风电闭锁的需要，允许分站控制某些供电设备；电闭锁的需要，允许分站控制某些供电设备；系统监控主机发送轮询分站信息，分站接收系统监控主机发送轮询分站信息，分站接收到信息后，到信息后，判断接收到的信息是否为本分站应该判断接收到的信息是否为本分站应该接收的接收的，如果是则将该接收到得信息存储，否则，如果是则将该接收到得信息存储，否则放弃。放弃。分站对接收到的信息进行解析，根据解析出分站对接收到的信息进行解析，根据解析出的信息的信息判断是否需要直接输出控制信号判断是否需要直接输出控制信号，或根据，或根据传感器的输入自动输出控制信号传感器的输入自动输出控制信号 52图图7-16 7-16 原理框图原理框图 537.4 KJ957.4 KJ95型矿井监控系统型矿井监控系统v7.4.1 7.4.1 概述概述v系统特点系统特点v KJ95KJ95型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统适合大中小各类矿适合大中小各类矿井井使用。其主要特点有：使用。其主要特点有：v(1)(1)组合方式多样，综合能力强。组合方式多样，综合能力强。融安全与生融安全与生产监测监控系统、工业电视监视系统、人员位置产监测监控系统、工业电视监视系统、人员位置监测系统及程控调度通信系统等于一体，监测系统及程控调度通信系统等于一体，实现井实现井下传输下传输信道合一信道合一、全矿范围内各类煤矿监控系统、全矿范围内各类煤矿监控系统组网管理、与局计算机网络组网管理、与局计算机网络联网联网、与远程终端通、与远程终端通过公用电活网联接等，过公用电活网联接等，大幅度减少信道与设备投大幅度减少信道与设备投资。资。541.1.组成结构组成结构KJ95 KJ95 系统组成结构如图系统组成结构如图7-17-1所示。所示。KJ95 KJ95 系统主要由系统主要由监测主机监测主机及其外设、及其外设、传输接传输接口口、传输电缆传输电缆、分站分站和各种和各种传感器传感器组成。主要设备组成。主要设备配置见表配置见表7-17-1所示。所示。KJ95KJ95系统可将计算机网络、光纤高速通道、系统可将计算机网络、光纤高速通道、矿井安全和生产监控及其他子系统综合在一起，形矿井安全和生产监控及其他子系统综合在一起，形成一个完整、实用的成一个完整、实用的全矿井综合自动化系统全矿井综合自动化系统。系统。系统为集散型结构，其信息检测及分站等设备的布置完为集散型结构，其信息检测及分站等设备的布置完全按照矿井特点设置，根据需要各部分全按照矿井特点设置，根据需要各部分既可以集成既可以集成在一起，在一起，又可以单独又可以单独使用。使用。55图图7-1 KJ957-1 KJ95系统组成结构图系统组成结构图562.2.主要功能主要功能 (1)(1)监测甲烷、风速、负压、一氧化碳、烟雾、监测甲烷、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关等温度、风门开关等环境参数环境参数，也可监测煤仓煤位、，也可监测煤仓煤位、水仓水位、压风机风压、箕斗计数、各种机电设备水仓水位、压风机风压、箕斗计数、各种机电设备开停等开停等生产参数生产参数和电压、电流、功率、电度等和电压、电流、功率、电度等电量电量参数参数，以及胶带跑偏、胶带速度、轴承温度、机头，以及胶带跑偏、胶带速度、轴承温度、机头堆煤等各种机电堆煤等各种机电设备的运行情况设备的运行情况。(2)(2)可以配接胶带集中控制、轨道运输信集闭、可以配接胶带集中控制、轨道运输信集闭、电力监测、火灾监测等系统，电力监测、火灾监测等系统，实现局部环节的自动实现局部环节的自动化化。(3)(3)在全监测系统范围内通过在全监测系统范围内通过便携式调试电话机便携式调试电话机与地面中心站或分站、传感器进行语音通信。与地面中心站或分站、传感器进行语音通信。57 (4)(4)操作平台采用操作平台采用 WindowsWindows视窗软件，所有功能视窗软件，所有功能操作均具有操作均具有在线帮助在线帮助，在中文菜单提示下完成。并可，在中文菜单提示下完成。并可方便地点击图形，方便地点击图形，即点即得所需信息即点即得所需信息。可随时显示监。可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。测数据、图形、曲线和报警点及数值。(5)(5)主机主机 CRT CRT 可显示以下几大类信息：可显示以下几大