1、 HYPERLINK http:/ 煤礦生產安全監控教學系統設計方案目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc139535052 一、概述 PAGEREF _Toc139535052 h 2 HYPERLINK l _Toc139535053 二、設計原則 PAGEREF _Toc139535053 h 2 HYPERLINK l _Toc139535054 三、系統設計方案 PAGEREF _Toc139535054 h 3 HYPERLINK l _Toc139535055 1、方案綜述 PAGEREF _Toc139535055 h 3 HYPERLINK l

2、_Toc139535056 2、KJ83煤礦生產安全監控系統 PAGEREF _Toc139535056 h 4 HYPERLINK l _Toc139535057 3、煤礦生產安全監控信號教學模擬軟件 PAGEREF _Toc139535057 h 6 HYPERLINK l _Toc139535058 四、監控設備技術講明 PAGEREF _Toc139535058 h 6 HYPERLINK l _Toc139535059 1、KJ83煤礦生產安全監控系統 PAGEREF _Toc139535059 h 6 HYPERLINK l _Toc139535060 2、KJF39監控分站 PA

3、GEREF _Toc139535060 h 10 HYPERLINK l _Toc139535061 3、KGY-002A智能遙控甲烷傳感器 PAGEREF _Toc139535061 h 10 HYPERLINK l _Toc139535062 4、 GTH100/500煤礦用一氧化碳傳感器 PAGEREF _Toc139535062 h 11 HYPERLINK l _Toc139535063 5、GFC-15煤礦用風速傳感器 PAGEREF _Toc139535063 h 11 HYPERLINK l _Toc139535064 6、GPD1/5煤礦用負壓傳感器 PAGEREF _Toc

4、139535064 h 12 HYPERLINK l _Toc139535065 7、GKT-L煤礦用設備開停狀態傳感器 PAGEREF _Toc139535065 h 12 HYPERLINK l _Toc139535066 8、GFK-L煤礦用風門開閉狀態傳感器 PAGEREF _Toc139535066 h 13 HYPERLINK l _Toc139535067 9、ZQJD-1礦用斷電饋電轉換器 PAGEREF _Toc139535067 h 14 HYPERLINK l _Toc139535068 10、礦用80動力開關 PAGEREF _Toc139535068 h 14煤礦生產

5、安全監控教學系統設計方案一、概述依據湖南*科技學院教學實際要求，由長沙市旺康電子科技有限公司提供的煤礦生產安全監控教學系統，既要具備國內煤礦生產安全監控系統的最新技術水準，又要滿足教學實際需要，但由于在實驗室環境下無法完全真實再現井下實際情況，經雙方商討，在煤炭科學研究總院KJ-83煤礦生產安全監控系統的基礎上，由北京東潤恒聯智能科技有限公司研發提供煤礦生產安全監控信號教學模擬軟件，完成對煤礦井下生產安全監控數據的模擬，再由KJ-83煤礦生產安全監控系統采集模擬數據，從而使煤礦生產安全監控教學系統能夠動態模擬井下監控數據。我們湖南*科技學院的要求和有關規定的要求，先擬定如下系統方案。二、設計原

6、則1、規范性和有用性 系統的設計應基于對煤礦現場的實際勘察，依照不同的環境條件，充分考慮到各種監測參數變化對系統的阻礙。系統的設計應符合有關風險等級和防護級不的要求，符合有關設計規范以及教學方的治理和使用要求。2、先進性和互換性系統的設計在技術上應具有適度超前性和設備的互換性，為系統的增容和/或改造留有余地。3、準確性系統應能準確監控或模擬在現場環境條件和所選用設備條件下，對各項參數進行準確、實時的監控，應能依照設計要求，清晰顯示和/或記錄實時及歷史數據、各種曲線、報警、斷電以及操作記錄。4、聯動兼容性KJ83煤礦生產安全監控系統應既能與煤礦生產安全監控分站信號系統聯動，又能與模擬軟件聯動。當

7、與其它系統聯合設計時，應進行系統集成設計，各系統之間應相互兼容又能獨立工作。5、安全性工程選用的傳感器及其他設備應符合煤炭安全規程（2001版本）中關于煤炭安全監控系統設備配置的要求。三、系統設計方案1、方案綜述煤礦生產安全監控教學系統應滿足兩個差不多要求：既能夠獨立操作KJ-83煤礦生產安全監控系統，又能夠在不能滿足實際井下參數條件下由軟件系統進行模擬以達到教學演示目的。因此煤礦生產安全監控教學系統軟件分為兩套：煤礦生產安全監控軟件、煤礦生產安全監控信號教學模擬軟件。兩套軟件共存于一個硬件系統，即KJ83煤礦生產安全監控系統主機。一方面能夠對分站及其他設備進行真實監控。另一方面,如分站及下游

8、設備信號無法直接采集，可使用模擬軟件模擬各種參數變化,以達到教學演示目的。本系統動態模擬煤礦井下各種復雜的環境參數變化，對煤礦安全生產的阻礙，以及應該如何處理生產過程中出現的問題和各種突發事件。通過系統演示，將使學生在模擬環境下了解實際生產環境下的各種情況，對整個煤礦井下監控系統有一個完整、形象的認識。同時能夠通過親自動手操作，模擬各種參數變化，學會如何應對實際生產中可能出現的問題以及各種極端情況。學生在充分了解和掌握本監控系統的情況下，將為以后在現場工作打下堅實的基礎。2、KJ83煤礦生產安全監控系統KJ83監控系統由地面中心站、KJ83監控軟件、KJT-2傳輸接口裝置、KJF39井下智能分

9、站、各礦用傳感器組成。地面中心站配備監控主機和打印機。主機通過傳輸接口與各分站通訊，監測主機屏幕能夠顯示動、靜態圖形、數據、曲線、通風（流向）圖、測點配置圖等，打印機可打印監測參數報表。在井下掘進頭和采煤工作面分不設置瓦斯、一氧化碳等傳感器，并在測點相對集中的區域設立小分站和電源。系統框圖如圖1所示。系統具有甲烷超限報警功能，甲烷傳感器用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量，當被監視區域風流中甲烷濃度達到預置的報警點時，由系統發出聲、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。由分站、動力開關、斷電饋電轉換器以及設備開停狀態傳感器等組成了風電甲烷閉鎖裝置，實現甲烷超限斷電及閉鎖功

10、能。當被監視區域風流中甲烷濃度達到預置的斷電點濃度時，輸出切斷被控區域匯動力電源開關的操縱信號并閉鎖：當被監視區域風流中甲烷濃度降到預置的復電點濃度時，能自動解鎖。斷電點設置連續可調。具體的講：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，裝置能自動解瑣。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，裝置輸出切斷被控區域電源動力信號并閉鎖；當甲烷濃度低于0.5%CH4

11、時，裝置能自動解鎖。4）當局部通風機停止運轉或風筒中風速低于規定數值時，裝置輸出切斷被控區域動力電源信號并閉鎖；當局部通風機恢復正常工作時，裝置能自動解鎖。5）當裝置所配接的設備出現故障或斷電時，裝置輸出切斷被控區域動力電源信號并閉鎖；當配接設備恢復正常時，裝置能自動解鎖。6）當裝置所配接的設備接通電1min內，接著閉鎖被控區域動力電源；當配接設備正常工作時，系統裝置方能自動解鎖。圖二為礦用60/80開關操縱回路電原理圖，當其作為動力開關為掘進巷或采區提供動力電源時，可將其9腳接地，并將2，9腳接在監控分站的相應輸出操縱接點上，把斷電饋電轉換器接在8，13腳上，在滿足預先設定條件時，輸出接點閉

12、合。當被控的區域甲烷濃度超過預先設定值、被監控區域局扇停風或者探頭線被落煤砸斷，不能監測被控點數值或狀態時，輸出接點斷開60/80開關2，9腳，使ZJ失去36V交流電壓從而斷開動力開關，實現了風電甲烷閉鎖功能。3、煤礦生產安全監控信號教學模擬軟件由監控信號教學模擬軟件模擬輸出煤礦井下生產安全監控數據，通過KJ83煤礦生產安全監控系統的煤礦生產安全監控軟件采集，從而達到教學模擬的目的。信號模擬軟件要緊功能對礦井環境參數如甲烷濃度、一氧化碳濃度、風壓、風速等模擬量參數隨機動態模擬。 可分不設置設備開停狀態傳感器、風門開閉狀態傳感器、斷電饋電轉換器等礦井數字量環境參數；對風電甲烷閉鎖功能進行模擬。系

13、統操作平臺采納Windows 98/2000/XP軟件, 所有功能操作均具有在線關心，可在中文菜單提示下完成。四、監控設備技術講明1、KJ83煤礦生產安全監控系統系統描述系統容量可接64個分站級設備，其中分站為：4路模擬量輸入、4路開關量輸入、4路開關量輸出；信息傳輸傳輸方式：異步串行，FSK（移頻監控）調制解調方式傳輸速率：1200/2400bps，傳輸芯線為2芯傳輸距離：地面主機到分站信號傳輸距離15km；分站到傳感器之間信號傳輸距離1.5km巡檢周期：25s誤碼率：模擬量傳感器信號：200-1000Hz數字量傳感器信號：無電位觸點信號或0、5mA電流信號數據存儲整個系統采納“變值變態、疏

14、密接合、數據庫動態生成”的存儲方法，使系統的數據存儲更為合理。數據的存儲期限：依照計算機硬盤的容量一般為20年左右。使用環境溫度：040相對濕度：98（25）大氣壓力：（85-110）kPa同意周圍有瓦斯、煤塵爆炸危險環境中使用周圍介質無腐蝕性氣體系統特點1）系統特有的軟硬件容錯、糾錯技術提高了系統的可靠性；2）系統具有異地斷電、遠程手動操縱功能；3）系統軟件采納“變值變態、疏密結合、數據庫動態生成”的數據存儲技術，使數據存儲的容量只和計算機的硬盤容量有關系；4）系統軟件具有短信息收發功能，能夠將異常數據以短信的方式發送到治理人員的手機上，同時可接收治理人員的回發短信；5）中心站軟件具有二次數

15、據定義的功能。通過二次數據定義來實施各種復雜的邏輯關系，如不同分站的斷電操縱、幾個風門的聯動報警等；6）系統軟件具有多種數據窗口顯示，各種類型的動態圖的循環顯示以及各種故障記錄、報警顯示； 7）系統的監控設備、配套傳感器、執行器種類齊全；8）系統配套的分站都能實現風電瓦斯閉鎖、斷電儀的功能；分站脫離系統可獨立運行同時能實現風電瓦斯閉鎖、斷電儀功能； 9）配接的傳感器種類、量程、斷電點、復電點等參數在地面中心站生成，并下裝到分站程序中，分站免編程；系統配套的傳感器配有遙控器，調校方便、使用壽命長。 系統詳解1）系統應用軟件運行在Microsoft Windows98/2000/XP中文操作平臺上

16、，采納VisualC+6.0、Microsoft SQL Server2000數據庫編制，利用多進程、多線程技術實時并發處理多任務，軟件功能豐富。2）系統具有通訊傳輸測試、傳輸故障記錄、顯示、傳輸錯誤統計功能；3）系統自檢功能，包括分站、傳感器故障診斷，報警提示；4）在線生成分站定義、傳感器定義、監測點定義，修改監測點的報警、斷電等監測參數功能；5）以各種表格、曲線形式顯示各測點實時數據，包括監測參數、測點位置、數值、狀態、報警值、斷電值等；6）實時數據、統計數據的查詢、報表統計功能。數據調用、查詢功能齊全，可查詢實時數據、歷史數據、各種曲線、報警、斷電以及操作記錄，便于治理人員分析處理；7）

17、相同類型傳感器和不同類型傳感器的實時數據同屏曲線動態對比功能；8）動態圖形顯示功能。系統具備各種動態圖元素的生成繪制，建立了多種動態圖形庫，能夠方便的繪制采掘平面圖、通風系統圖、監控設備布置圖等圖形，使用戶了解井下實時數據和設備運行狀態更形象、生動；同時具有多種動態圖的循環顯示功能；9）數據存儲采納變值變態、疏密結合、數據庫動態生成的方式，使數據的存儲容量只和計算機的硬盤容量有關系，假如硬盤容量足夠大，監測數據可無限期保存；10）多種報警方式。以圖標變化、數值顏色變化、聲音等多種方式報警；11）中心站軟件具有二次數據定義的功能。通過二次數據定義來實施各種復雜的邏輯關系，如不同分站的斷電操縱、幾

18、個風門的聯動報警、將風速計算為風量、將提升的箕斗數計算為產量等；12）報警數據的無線發送功能。系統能將報警數據發送到主管領導的手機中，以便及時處理各種危險事故；13）系統具有多種用戶權限治理功能。不同的用戶具有不同的操作權限；14）監測終端采納B/S結構。監測終端采納JAVA語言，終端監測用戶只輸入IP地址或網址可完成數據、圖形監測。15）組網功能。系統向外提供了統一的數據接口，便于聯網和其它數據分析系統聯網；監控主站硬件配置：機箱/電源/底板：610A/270A/6113LP4主板：845GV硬盤：80GCPU：P4 2.8G內存：512M DDR光驅：SONY 52X顯示器：三星17寸純平

19、鍵盤/鼠標：LG光電套裝音頻外設：多媒體音箱2、KJF39監控分站 KJF39監控分站KJF39監控分站內含本質安全電源，省去了向傳感器供電的電源箱，結構緊湊，便于在井下安裝使用。按新版煤礦安全規程要求設計，各項功能齊全。具備采集、顯示井下各種安全參數數值、設備運行狀態以及同意主機命令傳送數據和狀態信息等功能。容量：模擬量輸入 4個；開關量輸入4個；操縱量輸出4個。信號制式：模擬量 2001000Hz、0 200Hz、0400Hz、2006001000Hz；開關量：05mA操縱輸出：斷電繼電器接點容量 AC220V 5A；DC12V。功能簡介：（1） 具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能

20、。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；（2） 具有監控設備故障閉鎖功能，防止不接入監控設備違章生產；（3） 配接的傳感器種類、量程、斷電點、復電點等參數在地面中心站主機定義生成以程序下裝到分站，分站免編程；（4） 依照測點定義，分站能夠執行異通道斷電功能，使井下斷電操縱更靈活；（5） 分站裝有備用電池，交流電源掉電后自動投入工作，供電時刻2h。3、KGY-002A智能遙控甲烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器KGY-002A智能遙控甲烷傳感器用于檢測煤礦井下空氣中的甲烷含量。它是一種智能型檢測儀表，具有自動穩零、低功耗、軟啟動、環保電源、精度高、穩定可靠等特

21、點。各種操作可通過遙控器來實現，免開蓋調試。能與國內各種監控系統、風電瓦斯閉鎖、斷電儀配套使用。測量范圍0-4% CH4測量誤差0.001.00 % CH4，0.10 % CH41.002.00 % CH4，0.20 % CH42.004.00 % CH4，0.30 % CH4響應時刻小于30s報警點0.5-2.5% CH4可調報警方式紅色LED燈閃耀、蜂鳴器鳴叫輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-22V電 流50mA4、 GTH100/500煤礦用一氧化碳傳感器 GTH100/500煤礦用一氧化碳傳感器GTH100/500煤礦用一氧化碳傳感器是用于連續檢測煤礦井下

22、一氧化碳氣體濃度的高精度儀表。傳感器使用進口檢測元件，使傳感器的性能、測量精度、使用壽命都大大提高。具有紅外遙控調校零點、靈敏度、報警點等功能。傳感器除了和本公司KJ83煤礦安全監控系統配套使用外還可和國內其它監控系統配套使用。測量范圍0-100ppm或0-500ppm測量誤差2響應時刻小于40s報警點24ppm顯示三位LED就地顯示報警方式紅色LED燈閃耀、蜂鳴器鳴叫輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-21V 電 流工作電流50mA；報警電流70mA5、GFC-15煤礦用風速傳感器GFC-15煤礦用風速傳感器GFC-15煤礦用風速感器是采納超聲波測量原理。要緊用于

23、連續監測礦井通風總回風巷、井下要緊測風站、扇風機等處的風速，是礦井通風安全參數測量的重要儀表。具有紅外遙控調校、調校簡單等特性。傳感器除了和本公司KJ83煤礦安全監控系統配套使用外還可和國內其它監控系統配套使用。測量范圍0.3-15 m/s測量誤差小于 0.3 m/s響應時刻小于40s報警點0.5-2.5% CH4可調顯示三位LED就地顯示輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC8V-22V電 流工作電流70mA6、GPD1/5煤礦用負壓傳感器GPD1/5煤礦用負壓傳感器GPD 1/5煤礦用負壓傳感器是采納擴散硅壓力傳感器芯片開發的固定式儀表。要緊用于連續監測礦井通風總負壓、礦井風機差壓、井下風門兩側及礦井密閉墻內外壓力差，是礦井通風安全參數測量的重要儀表。具有紅外遙控調校、調校簡單等特性。傳感器除了和本公司KJ83煤礦安全監控系統配套使用外還可和國內其它監控系統配套使用。測量范圍0-1kPa或0-5kPa測量誤差2響應時刻小于30s顯示方式三位LED就地顯示輸出信號200-1000Hz或4-20mA工作電壓本安DC12V-21V 工作電流50mA、GKT-L煤礦用設備開停狀態傳感器GKT-L煤礦用設備開停狀態傳感器GKT-L煤礦用設備開停狀態傳感器要緊用于監測礦井機電設備運行狀態，如礦井