kj160n煤矿安全监控系统-用户手册精选文档

kj160n煤矿安全监控系统-用户手册精选文档内容摘要：

好比点名一样，总是老师（主）发出，学生回答（从），学生决不主动说话；点到谁谁回答，先后有序，决不乱 来（时分制）。 与老师点名相同，主机（老师）发出的信息所有分站（学生）均能收（听）到，只有被叫的分站（学生）才回答。 所以分站（学生）必须有编号（名字），而且不能重复。 如果有重复，重复的分站会同时回答而相互干扰，主机谁的信息也收不到。 如果有分站主动发出信号，就会干扰主机或其它分站的信号，导致整个系统瘫痪。 主机不断地、周而复始地对所有分站进行数据交换，就会得到所有分站（传感器）的数据，这种工作方式称为“巡检”，巡检一次的时间称为“巡检周期”，巡检周期不能大于 30秒。 （ 2）分站与传感器 对数字化的系统，分站 与传感器的数据交换与主机与分站相同，只是分站为主，传感器为从，同一条电缆上的传感器必须有一个编号（名字）。 对于非数字化系统，传感器输出的信号是模拟的，如频率（ 200— 1000Hz）、电流（ 4— 20mA）、电压（ 0— 5V）等，分站只能用增加通道的方式将它们连接起来，分站在接收到传感器的信号后，通过 A/D（模拟量 /数字量）转换，将传感器的模拟量转换成分站需要的数字量。 （ 4）全数字化带来的新功能  通用接口：模拟的系统，由于各种传感器的输出接口不一样，所以分站上有不同的接口，什么样的接口只能接什么样的传感器，不 能互换。 而数字化系统则没有此限制。  总线方式：一条电缆可以接多个传感器，而不是只能接一个传感器的点对点方式  自动识别：传感器不仅可以向分站发送测量值信号，还可以发送自身的参数，理论上将，可以发回任何你想要的数据。 传感器接入系统后，系统自动地识别此传感器，并将它显示出来，而不需要人为设置  故障诊断：由于传感器、分站可以发送回大量的运行信息，根据这些运行信息，就可以判断设备运行的状态，辅助诊断出现的故障  多参数：同样，由于传感器、分站可以传送各种参数，所以可以将多个测量值放在一个传感器上，如 CO+温度、负压 +温 度、断电 +馈电等 （ 5）闭锁（断电、控制） 通过主机与分站、分站与传感器的数据交换，传感器的数据传递到分站，分站再将集中收集的传感器数据传输到主机，同样，主机的信息、指令也可以传输到分站、传感器（只有全数字化系统可以实现）。 当传感器的数据传输到分站和主机后，分站和主机就可以针对收到的数据进行一系列的处理，如计算、存储、显示、传输、打印等，同样，也可以数据控制信号，执行一些希望的控制工作。 本（就）地断电：通过分站发出控制信号，传感器、断电器在同一分站，速度快 异地（远程）断电：通过主机发出控制信号，传感器 、断电器在不同分站，速度慢 被主机或分站控制的断电器，其控制节点一般都是继电器机械节点，断电指令控制这个节点的闭合或断开，而这个节点又与给设备送电的开关的控制端子相连接。 当接点闭和时，开关可以送电（煤矿用的开关只能手动送电），这种状态称作 复电状态 ，所以复电状态只表示开关可以送电，并不代表开关已经送电了。 当节点断开时，已经送电的开关就断电了，并且由于节点断开，开关送不上电，这时称为 断电状态 ，也叫“ 闭锁 ”，所以在断电状态下，开关既没有电，也送不上电。 这里需要注意的是，由于要实现故障断电，所以一般使用断 电器中的“常开”节点，在正常情况下，断电器强制将“常开”节点吸合，在断电状态下，节点断开，在故障或断电器停电状态下，由于使用的是“常开”节点，节点是断开的，也能起到断电的作用。 监控系统是怎样防治瓦斯灾害的 自动功能： 当瓦斯超限、风机停风或其它条件发生，系统会自动切断相应开 关的电源，控制生产，防止产生火花 管理功能： 系统连续地进行监测，并能发出声光报警，提醒工作人员和管理 人员采取措施 预警功能： 由于系统是连续监测的，所以可以看到瓦斯等参数的变化趋势， 从而可以提前采取措施 事故分析： 发生事故后，可以查看系统的历史记录 三、监控系统中主要设备及其工作原理 瓦斯传感器 热催化燃烧测量原理，瓦斯 — 燃烧 — 温度变化 — 电信号，瓦斯浓度的变化，引起温度的变化，导致电信号的变化。 在瓦斯浓度很低时，瓦斯既不爆炸，也不燃烧。 瓦斯的测量，目前比较经济的方法就是所谓的热催化法（黑白元件），通过催化、加热的方式，使低浓度的瓦斯燃烧。 由于这样的原理，元件的热容量会严重影响测量的稳定性，而热容量又与元件的体积成正比，所以元件越大，稳定性就越好。 但元件越大，耗电量就 越大。 同时，热容量越大，灵敏度就越小，但实际环境中，瓦斯的变化是比较慢的，灵敏度对测量的影响不大。 所以总的来说，大元件的探头比小元件的探头好。 由于热稳定性的关系，风速对瓦斯的测量有影响，国标的规定是探头必须在≤ 8m/s的环境中稳定工作。 设备开停传感器 电磁感应原理，导线通过电流，就会产生磁场，通过感应磁场来确定导线中是否有电流，从而确定设备是否工作。 但是，煤矿井下使用的是三项交流电，且封装在一条电缆中，由于三项交流电相位相差 120 度，它们产生的磁场相互抵消，理论上电缆外的磁场为 0。 但由于相间的 不平衡和导线自身直径导致它们不在一个同心园，磁场不能完全抵消。 正由于此，由于电缆内部的纽绞，在电缆的外部各处，磁场是不一样的，横向是这样，径向也是，安装是一定要注意。 黑元件 白元件 信号输出 压力（负压）传感器 有一种合金，在外部力量作用产生变形时，就会产生电信号， 以绝对真空为 0 测量的压力，称为绝对压力 以 1 个大气压为 0 测量的压力，称为相对压力，大于 1 个大气压为正压，小于 1个大气压为负压。 CO传感器 原电池工作原理 风门传感器 利用干簧管与磁铁来实现 ，干簧管是一种特殊的电子器件，类似一个磁敏开关，当磁铁接近它时导通，离开时不导通。 安装时传感器（干簧管）安装在门框上，磁铁安装在门上，门的开 /关，带动了磁铁与干簧管的离开 /接近，从而监测到门的开关。 膜片 膜盒 连接到被测量环境 连接到大气中 0压力 ，绝对真空 大气压力， 1个大气压 +电极 电极 CO 风速传感器 涡流涡街原理 旋涡产生的频率（单位时间产生的旋涡）与风速成正比，测量单位时间产生旋涡产生的数量，就能换算出风速。 断电 /馈电装置 断电器的结构 断电器与开关 风流 障碍物 旋涡 涡街 断电器 开关 分站 用电设备 是否断电 必须是电压型 监测装置 如果在 2 号和 9 号线之间加上一个开关，就能控制开关 的动作，如果这个开关是由系统自动控制的，则能够实现自动控制。 馈电监测就是监测开关输出有没有电，以验证自动控制的结果，如果不一致，系统要报警。 所以必须监测负荷侧而不能监测进线侧。 馈电监测最可靠、有效的方法就是直接连线监测，把 负荷侧的电引进来，降压后送给CPU 即可。 需要说明的是不能用设备开停传感器监测，因为它检测的是电流，而设备停的时候是没有电流的，而没有电流并不能代表没有电。 通信接口 通信接口实际上就是一个信号远传装置，类似于调制解调器，由于计算机的信号不能远传（串口传输距离在≤ 10米），而监控系 统的距离要求在 10km以上。 除此之外，通信接口还具备地面中心站的非本安设备与井下本安设备的隔离作用。 分站、电源 分站，在监控系统中是最重要的设备，它是连接传感器和主机的中间设备，传感器与主机、控制器与传感器、控制器与主机之间的信息传递，均是通过分站完成的。 除完成这些信息传递功能外，分站必须能够在脱离主机后仍能独立工作，也就是说，通过主机或其它途径，对分站进行相应的设置后，其脱离主机后，仍能与传感器、控制器一起，构成一个局部的监测、控制装置，完成传感器数据的采集和控制逻辑计算及控制输出。 传感器、分 站工作均需要电源，同地面的监控系统不同，井下取电是不方便的，有些地点甚至是不允许的。 同时，由于传感器一般安装在工作面或回风巷中，这些地点的非本安电源在瓦斯超限后是要停电的，也就是说，传感器必须使用本安供电，供电的电源必须来自于进风巷。 由于这些原因，给每一个传感器都单独设计一个电源是非常不经济的，也是没有必要的（反正都来自于进风巷）。 所以目前国内的系统均是由一台电源向若干传感器供电，既经济又方便。 由于若干传感器同时有电缆连接到同一电源，所以分站也一般与电源放置在一起（有些分站和电源就是一体的），连接电源的 同时，也连接了信号传输。 四、监控系统在煤矿的布置和安装 国家颁布的 AQ10292020《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》，严格规定了监控系统在煤矿的应用要求，在此基础上，一些地方还规定了更加细致、严格的应用要求，在安装、设计时，要严格按照规定进行。 部分的安装地点和传感器 （ 1）地面风机房 说明：地面风机房主要监测两台主扇的开停和通风负压 主扇（设备开停传感器） 备用主扇（设备开停传感器） 负压传感器 （ 2）总回风 /采区回风 /一翼回风 说明：总回风按下面所列设备安装，所有的“采 区回风或一翼总回风”均必须单独按下面所列设备安装，有一处，算一处 甲烷传感器（ ） 风速传感器 一氧化碳传感器 温度传感器 （ 3）主要风门 说明：一般监测总回风和总进风之间最主要的联络巷风门，不少于 2 个 风门传感器 （ 4）火区 说明：一处火区最少安装如下的 1组传感器，大的火区可适当增加组数，每处火区均必须按下列设备安装 一氧化碳传感器 温度传感器 （ 5）掘进工作面 说明：每个掘进工作面均按下列设备安装，有几个算几个。 断电器可以考虑使用分站电源中的断电器 甲烷传感器（里， ） 甲烷传感 器（外， ） 局扇（设备开停传感器） 断电器（控制工作面及回风流非本安设备） 馈电传感器 风筒开闭传感器 （ 6）回采工作面 说明：每个回采工作面均按下列设备安装，有几个算几个。 断电器可以考虑使用分站电源中的断电器 甲烷传感器（里， ） 甲烷传感器（上隅角， ） 甲烷传感器（外， ） 一氧化碳传感器（有些地区不安装，具体情况请参照当地的规定） 风速传感器（有些地区不安装，具体情况请参照当地的规定） 温度传感器（有些地区不安装，具体情况请参照当地的规定） 断电器（ 控制工作面及回风流非本安设备） 馈电传感器 （ 7）带式输送机机头 说明：每个带式输送机的机头均按下列设备安装，有几个算几个 温度传感器 烟雾传感器 （ 8）机电硐室 说明：每个机电硐室均按下列设备安装，有几个算几个 温度传感器 烟雾传感器 （ 9）机电硐室（回风巷） 说明：每个机电硐室均按下列设备安装，有几个算几个 甲烷传感器 分站、电源安装注意事项 分站布置的原则：  固定测点与移动测点分开：固定测点（风机房、总回风、风门、火区等不随开采转移的测点）和移动测点（掘进、回采等随开采转移、搬家的测点）不要安装在 同一分站  同时掘进的两个掘进头（回风掘进和运输掘进）一般使用同一个分站  进尺进度差别大的掘进工作面，不要安装在同一分站  回采进度差别大的回采工作面，不要安装在同一分站  掘进工作面和回采工作面尽量不要使用同一个分站  分站不能放置在回风巷  分站距离探头的距离不能太远，一般不超过 2020 米  分站与传感器的连接，不能片面减少分站，要综合考虑电缆（长度、价格）、距离、维护等  分站一般放置到机电硐室等有人值守的地点或工作面供电开关附近  监测工作面的分站，尽可能放置在工作面供电开关附近，以利于使用分站本身的断电器 环境要求 （ 1） 中心站 工作环境条件  温度： 15℃～ 30℃；  相对湿度： 40%～ 70%；  大气压力： 80 kPa～ 106 kPa；  温度变化率：小于 10℃ /h，且不得结露；  GB/T 2887 规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。 （ 2） 井下 工作环境条件  工作温度： 0～ 40℃；  相对湿度：≤ 98%（ 25℃）；  大气压力： 80～ 106kPa；  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。 （ 3）贮运条件  按规定包装入箱的产品，在避免雨 (雪 )淋浸的条件下，任何通用运输工具运输，其包装， 储运标志应符合 GB191 的规定。  包装好的产品，要求在温度为 5℃～ 40℃，相对湿度不高于 85%，无腐蚀性气体、通风良好的存贮条件下贮存。 供电电源 （ 1）地面中心站电源  额定电压： 220V AC；。