KJ监控系统说明书.docx
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KJ监控系统说明书.docx
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KJ监控系统说明书
二KJ2000煤矿安全生产监控及其综合信息管理系统
1.矿井监控系统:
矿井监控系统是指对煤矿井上、下的环境参数及有关生产环节的机电设备运行状态进行检测,用计算机对采集的数据进行处理,对设备、局部生产环节或过程进行控制的一种系统。
2.安全监控系统基本组成有哪些部分?
答:
包括系统结构、系统的功能、系统的配置等。
3.KJ2000监控系统结构由哪几部分组成?
答:
KJ2000监控系统由地面中心站、调制解调器、分站、井下防爆电源,各种矿用传感器、矿用机电设备及KJ2000安全生产监测软件组成。
4.画出KJ2000监控系统结构简图?
(见附页)
传传传传
感感感感
器器器器
5.KJ2000监控系统目前常用哪些功能?
答:
检测功能、控制功能、核子秤计产、瓦斯抽放监测、数据处理与存储、网络功能。
6.扩容后的KJ2000监控系统可以管理多少台分站?
答:
经改造扩容后,目前可以管理99台分站。
7.中心站与分站通讯采用什么方式?
通讯速率是多少?
巡检一台分站需多长时间?
答:
通讯采用的是移频键控法(FSK);
通讯速率是2400波特率;
巡检一台分站约需0.6S的时间。
8.环境参数监测值的自动存储多分为两大类?
答:
⑴实时数据:
即中心站主机(服务器)接收到的每次数值;
⑵趋势数据:
每5分钟每个测点保存3个数值,即最大值、最小值、平均值。
9.监控系统的控制功能包括哪些方面?
答:
⑴具有程控与手控功能,其中手控优先级别高于程控;
⑵程控包括本分站就地断电和中心站异地断电;
⑶程控包括超上限和超下限控制,其中超下限控制可用于故障闭锁功能
10.中心站机房对环境要求有哪些?
答:
“三防”:
防尘、防静电、防雷;
“二恒”:
恒温、恒湿;
铺设抗静电地板;接地电阻≤2.7Ω。
11.KJ2000的主要软件有哪些?
答:
WINDOWS2000中文操作系统;
KJ2000数据采集程序(DG);
KJ2000数据中心程序(DC);
KJ2000系统主控界面程序(DT)。
12.主机、分站和传感器信号是如何传输的?
用示意图表示?
询问
不断传送
回答
13.如何快捷地从终端显示屏上查找某一测点的当前值?
答:
当你清楚所要查找的具体点号时,可用鼠标点出“显示”主菜单,再点击“通用显示”,再拖动滚动条,便可找到所需查找的点号,其右侧即是要查找的数值。
当你不知道点号时,只知道安装队别(地点)时,可用鼠标从主菜单上点击“显示”,再点击“图页显示”,从图页列表中点击选择该队(地点)所在图形,即可从图上查到所需数值。
14.监控中心站的供电需做到哪些?
答:
⑴双路供电、自动切换;
⑵220V交流电通过稳压电源供给UPS,再次稳压后,供给中心站主机等设备,UPS的备用电源(蓄电池)能在掉电时维持供电,以确保监控系统连续运行,避免主机掉电造成的数据丢失。
15.KJ2000系统的网络结构和复用方式是什么?
答:
KJ2000系统具有树形网络结构,复用方式采用的是时分制。
16.安全监控系统的主要性能要求有哪些?
答:
⑴系统具有CH4、CO、风速等模拟量监测;
⑵系统具有设备开停、风门等开关量监测和累计量监测功能;
⑶系统具有甲烷超限报警和断电/复电控制功能;
⑷系统具有馈电状态监测功能;
⑸系统具有中心站手控断电/复电功能和异地断电/复电功能;
⑹系统具有备用电源,停电后监控装置继续工作不小于2小时;
⑺系统具有实时存储功能,实时数据应保持24小时,趋势数据应保存3个月以上;
⑻系统具有列表、曲线、模拟动画、设备布置图显示功能;
⑼系统具有网络通信功能;
⑽系统软件死机率应小于1次/720小时,误码率小于10--8。
17.我国监控系统主要技术指标:
⑴中心站到最远测点的距离不小于10㎞;
⑵传感器到分站的传输距离不小于1㎞;
⑶系统误差不大于1%;
⑷时分制监控系统的误码率不大于10—8;
⑸系统巡检周期不超过30S;
⑹控制执行时间不超过30S。
18.KC6001D调制解调器是地面中心站的一个接口部件,是KJ2000系统实现移频键控(FSK)通讯传输的关键部件。
19.KC6001D型调制解调器的主要功能有哪些?
答:
⑴接收分站发来的经调制成两种不同频率(分别代表0、1)的正弦波信号,解调为符合IEEE标准的RS—232信号,传送给中心站主机;
⑵将中心站主机发送给分站的RS—232信号调制成两种不同频率的正弦波(代表0、1)向分站发送;
⑶调制解调器内装有电阻保护式安全栅,实现地面中心站(矿用一般型)与井下分站(本安型)之间的安全
三分站及电源箱
1.分站:
监控系统设备的关键部件,它接收中心站发来的各种命令,根据命令格式回送给中心站,并对井下有关设备进行控制。
2.分站本身可以独立监测,发出报警和断电控制信号。
3.分站的功能:
1.监测CH4、CO、风速等环境参数,接入各种模拟量传感器;
2.监测设备开停、风门开关等开关量参数,接入各种开关量传感器;
3.受中心站控制,执行中心站各种控制命令,并将监测到的信息传给中心站;
4.具有自检功能;
5.提供交直流转换的供电信息。
4.KJ2000系统有哪些主要类型分站?
答:
主要有KJ2007D1井下分站;KJ2007F井下分站;KJ2007GX井下分站。
5.分站的监控的量的情况:
分站类型
模拟量
开关量入
开关量出
KJ2007D1
8
8
8
KJ2007F
16个
任选
8
KJ2007GX
8个
任选
3
6.KJ2007F型分站:
KJ2007F型分站采用的是PHILPS芯片,其51MX(存储器扩展)内核是一种加速的80C51结构,指令执行速度2倍于标准的80C51器件。
7.KJ2007F型分站的监测功能有何特点?
答:
KJ2007F型分站可以完成对16路输入信号的监测,并将模拟量和开关量混装使用,即对某一路输入来说,既可接200~1000HZ频率型模拟量传感器,也可接开关量传感器。
8.KJ2007F型分站具有死机复位和掉电初始化的内容不丢失功能。
9.KJ2007F型分站扩展的RS485通讯接口,可接入16路智能开停传感器。
10.KJ2007F型分站的通讯可采用FSK通讯方式或RS232通讯方式。
11.KJ2007F型分站能自检12V电源掉电与否以及分站电源是否欠压。
12.KJ2007F型分站对面板上的液晶显示窗能显示传感器的实时值,通讯及供电状态。
13.KJ2007F型分站对监测到模拟量瞬时高值和瞬时低值具有一定的抑制作用。
14.KJ2007F型分站通讯数据传输率是多少?
答:
⑴总线通讯为1200波特率或2400波特率;
⑵智能开停传感器信号输入为9600拨特率。
15.KJ2007F型分站的电性能参数有哪些?
答:
⑴分站工作电压12V;
⑵分站工作电流≤430mA;
⑶分站与中心站之间的接收与发送的通讯信号幅度<16V峰锋值(开路值)。
16.KJ2007F型分站主要由哪几块电路板组成?
并画出结构图。
答:
通常有5块印制电路板:
即主板(含485通讯扩展板)、显示板、通讯板、两块电阻板。
17.分站地址代码的设定:
1.分站地址代码的设定采用8位地址开关;
2.用8421码来计算分站号,每4位地址开关只可拨0~9(计算值),其中地址开关的低4位为个位,高4位为十位。
如73#分站:
则拨1.2.5.6.7位地址开关。
18.KJ2007F型分站对环境有哪些要求?
⑴.环境温度:
-5℃~+40℃;
⑵.环境相对湿度:
≤96%;
3.大气压力(80~110)KPa;
4.周围无严重滴水和溅水场合。
19.KJ2007F型分站使用维修应注意哪些事项?
答:
⑴与KJ2007F型分站相关联的所有电路及电气设备必须十本质安全型的,必须十产品说明书附录所列产品;
⑵接入KJ2007F型分站的传感器,报警箱,必须是《分站配接设备表》要求,空余接口和插座不得随意占用;
⑶使用前必须检查分站板上的所有芯片安装方向及跳接线位置;
⑷检查分站插头是否松脱;
⑸检查分站连接电缆是否正确;
⑹维修分站时,不得改动分站元器件及关联设备元器件参数规格,型号;
⑺不允许带电拔插分站上的传感器插头,以防分站所控继电器误动作。
电源箱
1.矿用电源分类:
可分为线性直流电源和开关直流电源两类。
2.线性直流电源的优缺点:
优点:
电源稳定高及负载稳定度高,输出纹波电压小,瞬态响应速度快,线路结构简单,便于维护,没有开关干扰;
缺点:
承受短路能力差,电网电压波动适应能力差,变压器及滤波电容体积大,效率较低。
3.开关直流电源优缺点:
优点:
体积小,重量轻,电网电压波动适应能力强,过载能力强,输入电压范围宽;
缺点:
电源输出端一般都用于滤波的大电感和大电容,难以满足本质安全电气防爆的要求。
4.KJ2007F型分站配用电源主要有:
KDW6、KDW2A、KDW17。
5.矿用线性直流电源的电路组成?
答:
矿用线性直流电源一般由变压器、整流电路、滤波电路、双重化限流限压电路组成。
KDW2A矿用隔爆兼本质安全电源箱
6.KDW2A电源箱主要功能:
⑴向分站和传感器提供本质安全直流电源;
⑵具有两路近控断电功能;
⑶交流停电时,箱体内的备用蓄电池立即投入工作,并输出一个停电指示信号。
7.电源箱是矿用隔爆兼本质安全型设备,其防爆标志为ExdibI(150℃)
8.电源箱的电源参数:
交流电源660V、127V,660V、380V出厂时任选一种;
允许电网的波动范围:
—20%~+15%
9.电源箱的本安输出参数:
⑴12V/1A一组,保护电流值1.1~1.2之间,短路电流值≤400mA,过压保护值14~15V;
⑵21V/250mA八组,保护电流值350mA~400mA,短路电流值≤50mA,过压保护值22~25V
10.电源箱的输出本安电源的稳压精度是:
12V≤5%21V≤2%
11.电源箱采用的是何种蓄电池?
其容量是多少?
答:
采用的是铅酸蓄电池;其容量为30V/8Ah。
12.电源箱的蓄电池的充电采用何种充电方法?
答:
采用的是恒压限流充电法,充电电压34V,额定充电电流1A。
13.KDW2A电源箱的电气原理图:
(见附页)
14.维护12V、21V、充电板时,不得擅自更改电路参数,当更换限流限压保护电路及输出稳压电路的三极管或集成电路时,应对保护值进行重新测试。
15.电源箱只能向KJ2000系统的配接设备提供电源,不得擅自接入其它设备,如需配接,必须取得防爆安全审查合格证方可进行。
16.熔丝管参数:
660V0.5A;12V2A;21V5A;充电板2A;蓄电池输出6A
附页:
○
~660V
~380V
~127V
控制信号
○
断
电
触
点
四传感器
1.传感器:
是一种借助于检测元件,接受物理量形式的信息、并按一定规律将其转换,输出模拟量或开关量信号的装置。
2.传感器的分类:
1.按被检测量的不同分:
浓度传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器;
2.按构造原理的不同分:
电阻式、磁阻式、热电式及特殊式(如同位素、超声波、红外线);
3.按输出信号的不同分:
模拟量传感器、开关量传感器。
3.传感器的量程及测量范围:
1.量程:
传感器测量的上限与下限的代数差;
2.测量范围:
传感器能按选定的精度进行测量的上限至下限之间的区间。
4.传感器的灵敏度和稳定性:
1.灵敏度:
传感器输出量的变化值与相应的被测实际量的变化值之比;
2.稳定性:
在选定的工作条件和时间内,传感器性能保持不变的能力。
5.线性度:
线性传感器的标准曲线逼近一条直线的密合程度。
6.误差:
被测量指示值和真值之间的差。
7.模拟量的主要标准信号:
1~5mA4~20mA200~1000HZ
8.传感器的主要组成部分:
主要由敏感元件(检测元件)、转换器件、测量及变换电路、电源等组成。
9.传感器适用条件:
环境温度:
0~40℃相对湿度:
≤98%风速:
0~8m/s
10.传感器的主要技术指标:
(KG9701为例)
测量范围:
0~4%CH4
基本测量误差:
0~1%≤±0.1%CH4
1~2%≤±0.2%CH4
2~4%≤±0.3%CH4
信号输出:
1~5mA或200~1000HZ线性对应0~4%CH4
报警范围:
0.5~2.5%连续可调
整机工作电压:
9~24VDC
整机工作电流:
≤60mA18VDC
11.工作原理:
(KG9701)
传感器测量采用热催化原理,热催化元件和金属膜电阻及调节电位器P1组成惠斯登电桥,当环境中的沼气以扩散的方式进入气室腔时,与敏感元件反应,电桥输出与沼气浓度相对应的电信号,该信号经A/D转换后,送给单片机89C51进行数据处理,完成显示,报警等功能。
12.传感器的电路组成:
传感器以89C51为中央处理单元,由测量电桥、A/D转换、数字显示、声光报警等单元电路组
13.传感器的电路框图:
14.催化元件检测电路及工作原理:
R2(白元件)R2R4(560欧)
AAB
R1(黑元件)R1R3(560欧)
UAB
当空气中无瓦斯时,由于R1=R2、R3=R4,电桥输出UAB=0;当空气中的瓦斯扩散进入气室,瓦斯在催化元件表面作无焰燃烧,R1的阻值随瓦斯浓度成正比增大,UAB>0。
15.催化元件的双值性:
根据不同浓度甲烷,电桥输出所转换的CH4指示值可得出以下曲线。
5·
CH4非线性区
4·
指
3·
示
2·线性区双值性区
值
1·
%
····(空气中的甲烷浓度)
10203040
1.空气中的甲烷浓度低于5%时,催化元件阻值随着作线性增加,工作在线性范围;
2.甲烷浓度在5%~9.5%时,催化元件阻值作非线性增加,工作在非线性范围;
3.甲烷浓度超过9.5%时,催化元件阻值变小,工作在双值性区。
16.何谓瓦斯传感器元件活性?
为什么要定期对元件进行校正?
★
答:
瓦斯传感器元件得活性是指在单位瓦斯浓度的作用下,其本身阻值发生的变化,并通过电桥反映为输出电压的大小,也称为元件的灵敏度。
催化元件在工作中,因水蒸气,煤岩尘附着在元件上,催化剂活性物质高温烧结,催化层孔内沉积碳粒子等因素,使催化元件的活性逐渐衰减,使检测输出变小,为补偿活性的下降,实现准确检测,所以必须定期用标准气样对元件进行校正。
17.KG9701的调试分:
零点调节,精度调节、报警点调节、断电点调节及自检功能。
18.如传感器显示L.LL,说明传感器什么问题?
怎么处理?
答:
如传感器显示L.LL,此时催化元件可能断丝;
断开电源,打开后盖,用万用表对照安装图,分别测量Gr12与r12V2之间的电阻值,若有一边不通,再检查确实不是连线问题后,更换催化元件。
19.自检时显示2AA或2bb,说明什么?
怎么办?
答:
说明传感器检测桥路便移过大,应进行硬件调零,打开后盖,通电数分钟,同时按遥控器或传感器上面的三个按钮数秒钟后,然后按选择键,使仪器小数码管显示“1”,用螺丝刀调节电位器P1,使传感器显示零,重新用气样调校传感器后,方可下井使用。
20.显示“888”或其它不明字符,说明什么?
怎么处理?
答:
传感器显示“888”或其它不明字符或反复显示“000”,可能因分站至传感器之间的距离太远而造成的。
如再分站附近这样显示,则应检查7805芯片有无5V输出或其它芯片有无脱落。
21.CO传感器按检测原理可分为电化学,气敏半导体两大类。
22.矿用风速传感器按工作原理分为超声波式、叶轮式和热线式等类型。
23.超声波风速传感器就是利用超声波被旋涡调制的原理来测定旋涡的频率,从而实现对风速的测量。
24.设备开停传感器是利用磁感应原理,通过被测设备电缆周围的磁场,间接测量该设备的工作状态。
25.风门开关传感器是利用干簧管接近或远离磁铁磁场而造成簧片的闭合或打开,来检测风门的关、开状态。
五断电器
26.断电器是监控系统中的一个配套部件,专门用于解决远控机电设备的断电问题。
27.断电器的输入控制分电平和触点两类。
28.断电器的输出控制分固态继电器、继电器触点等方式。
29.断电器的工作电源分直流电源和交流电源两类。
30.断电器的防爆形式是矿用隔爆兼本质安全型;防爆标志为EXdibI(150℃)
BK3矿用微型远程断电器
31.断电器的电源为36VAC,允许电压波动—15%~+10%50HZ整机功耗<10W
32.BK3的输入控制:
接收本安回路中无电位触点或电压信号、控制距离≤10㏎
33.BK3的输出控制:
1.触点控制:
一组非本安,一组本安触点;
2.非本安触点容量:
耐压≤220VAC功率不大于200W接通电流<7A
34.断电器的接线:
1.本安侧接线端:
4、5接分站输入控制线;2、3接本安输出控制(常闭);
2.非本安接线端:
6、7接开关36V;9、10接断电开关控制(常闭)
35.熔丝管:
规格5×20mm初级0.25A次级0.5A
六《煤矿安全规程》的有关规定
1.高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯突出矿井,必须装备矿井安全监控系统。
2.采区设计、采掘作业规程和安全技术措施,必须对安全监控设备的种类、数量和位置,信号电缆和电源电缆的附设,控制区域等做出明确规定,并画出布置图。
3.安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接,严禁与调度电话或动力电缆共用。
4.安全监控设备必须具备有故障闭锁功能。
5.当电网停电后,系统必须保证正常工作时间不小于2h。
6.安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧。
7.甲烷传感器,每7天必须使用标准气样和空气样调校一次。
8.突出矿井采煤工作面T1,安设距工作面上口10米之内,报警点≥1.0%、断电点≥1.5%、复电点<1.0%,断电范围为工作面及其进、回风巷内所有非本安电气设备。
9.高突矿井采煤工作面回风巷T2,安设于第一汇风点以内10~15米之间,报警点≥1.0%、断电点≥1.0%、复电点<1.0%,断电范围为工作面及其回风巷内全部非本安电气设备。
10.集团公司目前对采掘工作面探头采取0.8%断电管理制度。
11.集团公司规定采煤工作面上隅角必须安设探头T0,报警点≥1.0%、断电点≥1.5%、复电点<1.0%,断电范围为工作面及其进、回风巷内全部非本安电气设备。
12.被串工作面在进入顺槽10~15米处安装瓦斯探头,报警点、断电点均为≥0.5%,复电点<0.5%,断电范围为工作面及其进、回风巷内全部非本安电气设备。
13.掘进工作面T1安设于距迎头5米以内,报警点≥1.0%、断电点≥1.5%、复电点<1.0%,掘进工作面回风流中安设T2。
其位置在第一汇风点以里10~15米之间,报警点、断电点均为≥1.0%,复电点<1.0%,T1、T2的断电范围均为掘进工作面巷道内全部非本安电气设备。
14.被串掘进工作面,必须在被串工作面局部通风机前3~5米处安设探头,报警点、断电点均为≥0.5%,复电点<0.5%,断电范围为被串掘进巷道内全部非本安电气设备。
15.集团公司规定,长距离掘进巷道,每500~1000米巷道内增设一个传感器,报警点、断电点、断电范围同T2。
16.集团公司规定,突出煤层掘进工作面,石门揭煤及瓦斯绝对涌出量大于3m3/min掘进回风第一交汇点后10~15米处安设探头T3,报警点、断电点均为≥1.0%,断电范围为局扇及工作面所有非本安电气设备的电源
7.采区、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。
18.主通风机风硐应设置压力(负压)传感器。
19.瓦斯抽放管路的吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器、和压力传感器。
20.开采容易自燃、自然煤层,应设置一氧化碳传感器和温度传感器。
21.主要通风机、局部通风机应设置开停传感器、主要风门应设置风门传感器、被控开关的负荷侧应设置馈电传感器。
22.监测监控装置在井下连续运行6~12个月,必须上井进行全面检修。
23.集团公司规定、每两个月必须进行一次通讯电缆性能测试,以减少通讯传输的故障。
24.为防止电磁信号的干扰,要连接通讯电缆的屏蔽层,每年测试屏蔽接地电阻,保证接地电阻小于0.5Ω。
25.井下使用的监控装置,必须有防爆标志、“MA”标志、防爆检验合格证、MA使用证,产品合格证。
七电气防爆
1.爆炸性环境用电气设备常用(监控)类型及标志:
⑴隔爆型电气设备:
标志d
⑵本质安全型电气设备:
标志i
⑶复合型电气设备:
如隔爆兼本质安全型标志di
2.防爆电气设备按使用环境的不同分为两类:
Ι类:
用于煤矿井下的电气设备,主要用于含甲烷的爆炸环境;
Ⅱ类:
用于工厂的防爆电气设备,不能用于含甲烷的的爆炸环境。
3.电气间隙:
指两个裸露的导体之间的最短距离。
4.爬电距离:
两个导体之间其固体绝缘材料表面的最短距离。
5.隔爆电气设备的防爆原理:
将电气设备的带电部件放在特制的外壳内,该外壳具有将壳内电气部件产生的火花和电弧与壳外爆炸性混合物隔离开的作用,并能承受进入壳内的爆炸性混合物因壳内电气设备火花、电弧产生的爆炸压力和温度,而外壳不被破坏;同时能防止壳外爆炸性混合物燃烧和爆炸。
6.维护隔爆型电气设备的主要内容:
⑴隔爆面的间隙测量;
⑵隔爆面伤痕检查处理、防锈检查处理;
⑶防爆接合面、紧固件的检查处理;
⑷电缆引入装置的检查与处理。
7.本质安全型电气设备的防爆原理:
通过限制电气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热量,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现电气防爆。
8.本安电气设备根据安全程度的不同分ia和ib两隔等级:
ia:
电路在正常工作,一个或两个故障时,都不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备;
Ib:
在正常工作和一个故障时,不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
9.本安电气设备的保护元件和组件主要包括:
限流元件、分流元件、限压元件、隔离元件及安全栅。
10.本安电气设备的维护要求:
⑴外壳完整无损,无裂痕,无变形;
⑵外壳的紧固件、密封件、接地件齐全完好;
⑶连接的电气设备必须通过联检,并取得防爆合格证;
⑷电气间隙及爬电距离符合规定。
八计算
1.风速风量
风速单位:
m/s风量单位:
m3/min
Q=60*V*S(Q:
风量V:
风速S:
巷道断面面积)
例如:
风速2m/s断面6m2计算风量Q
Q=60*V*S=60*2*6=720m3/min
2.风量瓦斯绝对量
QCH4=Q*C单位:
m3/min(QCH4:
瓦斯绝对量Q:
风量C
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