KJ101N型煤礦安全監控系統培訓教材KJ101N型煤礦安全監控系統示意圖第一章KJ101N型煤礦安全監控系統主站的工作原理一、監控主站的構成KJ101N型煤礦安全監控系統采用獨特的雙CPU設計方案，它分有管理信息通信的CPU和信息處理的CPU。通信CPU設計在KJ101N-J型礦用信息傳輸接口中，是分布式計算機網絡的控制中樞，指揮網內下級中的CPU進行采集和傳輸，以同步FSK傳送規程進行通信。KJ101N-J型礦用信息傳輸接口以RS232方式與信息處理計算機交換信息。主監控機使用性能穩定的聯想商用計算機或工業控制系列微計算機，KJ101N-J型礦用信息傳輸接口只用一對線連接井下監控網絡群。監控主站通常采用聯想商用計算機或工業控制系列微計算機，與其兼容的計算機均可用于本系統的監控主站。在KJ101N型煤礦安全監控系統標準配置中，地面配有中英文打印機、遠程終端、UPS電源、線路避雷器等設備。KJ101N監控主站配置參見系統配置示意圖。二、使用注意事項1)計算機在安裝時無論有無正式機房，都應避免陽光直射，且將系統安裝在通風干燥，遠離熱源、潮濕和有塵埃的地方。2)計算機安裝前，按操作手冊要求，正確地將主機與外設之間的連線接好，然后連接好KJ101N-J型礦用信息傳輸接口。3)系統加電時，應先打開各個外部設備的電源，如打開顯示器，打印機電源。然后再開主機電源。當關閉主機時，應和上述順序相反，為了保護整個系統，從開電源到關電源或從關電源到開電源的時間隔不得少于10秒鐘。4)不可帶電拔插主機與外部設備間的信號連線，只關閉設備開關仍然有可能損壞設備接口電路，必須撤掉交流電源方可操作。5)與系統無關的軟件，不要隨便使用，以免計算機感染病毒。如特殊需要使用的軟件，必須對其進行病毒檢查，確保無毒方可使用。6)當監控系統正常運行時，不得進行任何與監控無關的操作。7)監控系統運行過程中，除非死機，否則不可隨便重新啟動或退出，以免丟失數據。8)堅決杜絕無關的人員操作計算機。9)不要隨意拆下線路避雷器。10)計算機外殼一定要妥善接地。11)在必須關閉主計算機電源時，必須按系統要求順序依次退出程序，退回系統再關電源，以減少信息損失。第二章KJ101N-F1型礦用監控分站

一、KJ101N-F1型礦用監控分站設有八個信號輸入端口，其中四個定義為模擬量傳感器信號輸入端口；四個開關量傳感器信號輸入端口。每個模擬量端口可接一個模擬量傳感器或擴展為八個開關量傳感器。模擬量傳感器可以是瓦斯、一氧化碳、風速、溫度、負壓、水位、煤位、流量、電壓、電流等。開關量傳感器可以是機電設備開停、饋電、風門、煙霧、風量開關等。通過這些傳感器，可以把礦井下與安全和生產有關的參數經KJ101N-F1型礦用監控分站采集處理并傳給地面的監控主機，使生產指揮人員隨時掌握井下自然狀況。KJ101N-F1型礦用監控分站能依據采集到的信息和監測主站下傳的命令以及本身設置的參數做出快速判斷，控制礦井機電設備運行，從而防止和降低礦井事故的發生，保障安全生產二、KJ101N-F1型礦用監控分站技術參數1)電源輸入電壓：660V/380V/36V+20％～-25％；2)電源功耗:最大48VA，根據接入傳感器數量、種類而不同；3)備用電源：24V直流、4安時；4)備用電源工作時間：>4小時（根據環境和負載情況，工作時間可能有所不同）；5)傳感器本安電路參數(每路)開路電壓19V±1V，短路電流260mA；6)遠程控制輸出：19V直流脈沖；最大短路電流<650mA；7)模擬量輸入端口四個：每端口可接一路模擬量傳感器或八開關量擴展器；8)開關量輸入端口四個（非擴展）：每端口可接一路開關量傳感器；9)模擬量輸入頻率標準；可以選擇標準設置或任意設置，比如：O-150Hz、0-500Hz、200-1000Hz、0-5000Hz，串行碼等；10)開關量輸入標準：1mA/5mA/0mA分別代表邏輯0/邏輯1/故障；11)傳感器最大接線距離：等效電纜阻抗92Ω。采用截面為1mm2銅芯電纜配接KJ101-45B型甲烷傳感器時，接線距離為2000米，采用截面為1.5mm2銅芯電纜時，接線距離為3000米；12)監控分站設有遠程斷電控制電路：最多可接四臺繼電器箱，控制距離：>2Km；13)監控分站機內斷電兩組接點輸出：斷電值可以任意設置，每組接點均可選擇常閉或常開；接點容量：36－220V/2A；14）監控分站與主站通信方式：主從應答式，移頻鍵控（FSK）或基帶雙流碼方式；15）通信速率：1200BPS；KJ101N-F1型監控分站示意圖三、KJ101N-F1型礦用監控分站的顯示KJ101N-F1型礦用監控分站與各種模擬量傳感器、開關量傳感器、擴展器、編碼繼電器箱等設備配接形成一套獨立的監測控制單元。傳感器將測量到的物理量以頻率或串行碼方式傳送給KJ101N-F1型礦用監控分站，每臺KJ101N-F1型監控分站可以同時采集四路模擬量和四路開關量傳感器的數據。機內的嵌入式微處理器對采集的數據進行換算，然后送給顯示驅動單元，由它把傳感器實測物理量，按每路順序在顯示屏上以符號或數字的方式顯示，顯示屏左側3個數碼管顯示通道號及被測物理量的屬性標志，右側4個數碼管顯示對應模擬量測量值或開關量狀態值。數值顯示的同時還將儀器的工作狀態、應答狀態、通信線路狀態、控制閉鎖狀態，以及交流供電狀態等顯示出來。XCH傳感器為甲烷X-P傳感器為負壓、壓差或水位X-U傳感器為風速X-C傳感器為溫度XCO傳感器為一氧化碳X-L傳感器為流量XC傳感器為累計量5CF傳感器為四路開關量1)模擬量顯示方式上圖解讀為：2號端口輸入，甲烷（CH4）測值為37.21%,當顯示測值的數碼管顯示“OPEN”時，表示該路模擬量傳感器故障或斷線；當顯示負值時說明傳感器已經漂負。2)四路單開關量顯示方式四路單開關量采用三態顯示及傳輸方式，分別為“1”態、“0”態和“E”態（故障態）上圖解讀為：四個單開關量端口輸入，第一路為“1”，第二路為“0”，第三路為“故障”，第四路為“1”3)擴展八開關量顯示方式擴展八開關量的測量值（開/關狀態）在右側4個數碼管上用點亮筆畫的位置表示，從1到8路，“1”狀態由上下豎劃顯示，“0”狀態由上下橫劃顯示，無顯示為失效。上圖為開關量傳感器全“0”，深色表示該劃點亮，中間小數碼管顯示0為八開關量標志。四、開關量接線方法一般開關量傳感器采用兩線制，分別與電源正和信號輸入連接（1/5mA）,開關量傳感器的電源正與就近的模擬量傳感器電源正共用，負端與電路主板上對應的開關量輸入端子連接。如果主板上的接地連線與公共端斷開時，如電路板上方的開關量負輸入端，要與同側的模擬傳感器的公共負端相連，不可以懸浮，“公共地”連線（白色連線）。

KJ101N-F1型礦用監控分站與傳感器的典型配接示意圖四模四接線開方式：注意：1、監控分站為甲烷風電閉鎖模式時，自動按三模五開方式工作，第四路模擬量輸入端口用作開關量輸入，固定配接風量開關傳感器;2、設置為甲烷風電閉鎖狀態的監控分站，故障閉鎖功能自動生效。五、有關風電閉鎖說明

設備為正常普通工作方式時，上電一分鐘內，CH4關聯的內外斷電接點處于斷電狀態。一分鐘后，將根據實際檢測結果來決定內外斷電接點狀態，中間小數碼管顯示“－”；設備為故障閉鎖工作方式時，上電一分鐘內，CH4關聯的內外斷電接點處于斷電狀態。一分鐘后，將根據實際檢測結果來決定內外斷電接點狀態，。中間小數碼管顯示“C”；設備為風電閉鎖工作方式時，上電一分鐘內，CH4關聯的外斷電接點處于斷電狀態，同時內斷電繼電A器接點閉合，內斷電繼電器B接點斷開。一分鐘后，將根據實際檢測結果來決定內斷電繼電器B和外斷電接點狀態。中間小數碼管顯示“F”；當設備為風電閉鎖工作方式，且內斷電接點斷開，也就是將風機斷電并閉鎖時。按“修改”的右鍵執行解鎖；中間小數碼管為顯示“E”，表明處于風機解鎖狀態。當再按相應鍵時，恢復風電閉鎖功能；當監控分站設為甲烷風電閉鎖模式時，第四路模擬量輸入端口用作開關量輸入，固定配接風量開關傳感器。六、甲烷風電閉鎖示意圖七、KJ101N-F1監控分站的使用注意事項1)交流電源不得錯接，若將660V電源接到380V端子上，將立即燒毀設備！2)儀器外殼使用中切記要良好接地，有利于人身安全！電源接線腔中的地線一定要可靠接地，千萬不可以懸浮，它連接機內變壓器屏蔽層，在外線有異常高壓竄入時，可提供有效的隔離保護。3)發現傳感器顯示數值與分站不一致時，首先檢查分站信號制式是否與傳感器輸出制式一致。4)FSK制式的分站（主板）不可以與基帶分站（主板）同網使用！如果發生混接，輕則會造成信號中斷，嚴重時30V驅動電壓可能會損壞FSK主板的通信變壓器！5)分站上電后一分鐘內，處于開機閉鎖狀態，檢測性能一定要等待閉鎖時間過后方可進行！6)用戶如果有意去掉故障閉鎖功能，可以通過地面軟件設置選擇，也可以用紅外遙控器在井下分站上設定。7)內置式后備電池絕對不可以在井下危險場合拆開接線！外置式后備電池不可以帶電接線，要首先打開電池箱蓋板，讓聯動開關切斷電池電源后方可以接線，接線順序：先接分站側，再接電池箱側；拆卸時順序相反。8)使用中注意觀察交流電供電狀態，防止后備電池過度放電，后備電池放電終了，一定要馬上充電，否則電池將很快損壞！倉儲中的后備電源要定期半年充電一次。升井檢修的儀器，一定要充足電后再儲藏，避免損壞電池。注意：只要發生一次停電事故后沒有及時恢復，電池就將損壞！9)使用中的后備電源，每次完全放電后，要經過48小時充電方能全部充滿，每天都發生交流電停電的場合，電池將長期處于過放電狀態，不能保證后備時間且極易損壞電池極板。10)輸入端連接三線制的傳感器，如果地線與信號線發生錯誤交叉連接，傳感器能夠正常工作，但監控分站無法接收傳感器的數據。11)正確設置地址撥碼開關，監控分站才能與地面主機正常傳送數據，地址撥碼發生重復時，監控數據會發生連續“出錯”顯示。12)監控分站的參數、工作模式的設定，與系統軟件的模式、參數設置，二者一定相吻合，否則中心主機將無法正常收到測點數據，比如：井下監控分站設為四模四開，而地面軟件設定二模二十開，系統顯示數據必然發生混亂。13)使用中的后備電源，每次完全放電后，要經過48小時充電方能全部充滿，每天都發生交流電停電的場合，電池將長期處于過放電狀態，電池容量將很快衰竭。14)倉儲中的后備電源要定期半年充電一次，升井檢修的儀器，一定要充足電后再儲藏，避免損壞電池。15)監控分站電源開關采用磁保持記憶開關，交流電中斷后并且儀器處于關閉狀態，此時用紅外遙控器不能啟動后備電池供電之電源，須用磁鋼從機外啟動。16）井下工作面設備搬遷時，往往生產部門首先切斷工作面電源，然后才逐步拆卸設備，帶有后備電源的分站，在交流電停止那一刻開始，已經開始消耗后備電池中的電能，直到電池放光為止。如果這臺設備不能迅速搬移到新工作地點，并且連接好電源將電池及時充電，那么這臺分站中的電池組注定就報廢了！用戶要防止這種在不知不覺中損壞設備的習慣行為，一定要在拆裝設備之前，用遙控器關閉分站電源。在進行后備電源容量的測試之前，一定要保證48小時的全充電（二天二夜），如果僅僅充電八小時就開始放電，電池組只能充到1/3不到的容量，將遠遠達不到全容量的指標！第三章KJF19型監控儀接線說明

及檢修與測試一、KJF19型監控儀接線說明該儀器上部為本安結構，左邊三個出線喇叭口，右邊三個出線喇叭口，可引入外徑13mm電纜六根。儀器的下部右側2個大喇叭是電源入口，可引入外徑20mm電纜二根，接線腔為隔爆式，腔中設有3個接線柱，（1）-（3）為660V、380V或36V電源輸入端，（2）為外殼地線。為了防止錯誤接線，產品出廠時只提供一種電源電壓（其它電壓品種要預定）。儀器的下部左側2隔爆接線腔，上腔兩個接線柱為備用電源輸入端、下腔兩個接線柱為直接斷電（機械觸點）輸出端。使用36V供電時可以直接使用磁力開關的控制電源。KJF19型監控儀供傳感器的本安電源屬于恒壓限流方式，開路電壓19V～19V，限流點250mA，傳感器開路電源不跳閘。KJF19型監控儀聯接四個模擬量示意圖二、KJF19型監控儀的檢修與測試①上電測試監控分站按產品指定工作電壓接通電源，用傳感器遙控器“試驗”鈕啟動，電源開關或用磁鋼移近右側中部，監控分站電源應接通，此時顯示窗上七只數碼管的中間橫劃應點亮，表示監控分站已進入自檢狀態，大約4s后，七只數碼管顯全“0”，再過3s后進入正常工作狀態。左邊三只數碼管顯示數和傳感器屬性，右邊三只數碼管顯示傳感器測值，中間小數碼管顯示開關量狀態。中間橫劃指示回答信號。小數碼管上方紅色指示燈顯示呼叫信號，如果接通傳輸線，此燈應閃動，傳輸線斷開此燈熄滅。②本安電源的測試監控分站通電后用萬能表DC電壓檔分別測量四路傳感器接本柱，1-3、5-3、8-10、12-10。結果應為19V±0.5穩定無波動。電壓正常后將萬用表撥到DC電流1A檔分別測量四路探頭的短路電流，測量位置同上，正常值應有250mA電流±20mA。③傳數測試將監控分站與四只瓦斯傳感器連接，主板上開關按如下設置SW1：↑↓↑↓↑↑↓↓；SW2：（地址）；SW3：↓↑↑↓↑↑↑↑；將監控分站與主計算機聯機并按說明書方法將被測監控分站點號設置成四模方式，開機運行后觀察探頭顯示，監控分站顯示和計算機顯示應一致，偏差不應超過一個字。④斷電及遙控測試A本機斷電測試：將SW3的7.8位置或↓↓，用萬用表直接測量左下方隔爆腔中的斷電輸出接點，按下傳感器的試驗鈕，或在主計算機上下發斷電命令，斷電輸出接點應動作（斷開）。B遠程斷電測試：將監控分站按傳數測試連接和開關設置，在（13）（14）接線柱上接好繼電器箱，偏調瓦斯傳感器調零電位器使其達到斷電值，或按下傳感器試驗鈕，用歐姆表測量繼電器箱的斷電常閉觸點接線柱應動作（斷開）。⑤風電瓦斯閉鎖功能測試將監控分站按三模八開方式設置，第四端口接開停傳感器一只，第一、二、三端口接瓦斯傳感器，監控主板EPROM插上專用固化程序，功能開關按如下方式設置。SW1：↓↑↑↓↑↑↑↓；SW2：（地址）；SW3：↓↓↓↓↑↑↑↑；將開停傳感器靠近電源變壓器或卡在有較大功率的電源線上（如電爐等），用歐姆表測量繼電器箱中的閉鎖觸點接線柱，斷開為閉鎖狀態。a)上電閉鎖：開啟監控分站電源，閉鎖觸點斷開約40秒后觸點應閉合;b)超限閉鎖：分別調整瓦斯探頭一、二的調“0”電位器，當任一探頭測值達到和超過1.5%CH4時，閉鎖觸點和斷電觸點應斷開;c)停風閉鎖：將第一、二端口上的瓦斯探頭調整到3%CH4時，再將開/停傳感器移開負載線使其運行燈熄滅，此時閉鎖觸點和斷電觸點應斷開;d)入風閉鎖：將第三端口上的瓦斯探頭調整到>0.5%CH4時，繼電器箱中停止觸點、斷電觸點、閉鎖觸點應同時斷開;e)掉電閉鎖：將監控分站電源關閉，閉鎖觸點應斷開。KJ101N-F1型監控分站由三大部分組成：1.電源部分2.襯板部分3.主板部分。三、KJF19型監控儀常見故障及檢修方法故障現象檢查與處理方法監控分站運行正常，有回答閃爍，主機接收不到信號。地面軟件初始化設置錯誤或回答電路故障，重新正確設置或檢修回答電路。監控分站運行正常，無回答閃爍傳輸線開路、地址撥碼不符、信號接收電路故障、換極電路故障。監控分站接入傳輸線后，整個網即刻信號全消失。監控分站被雷電擊穿造成傳輸線短路，檢查BG503、D505～508監控分站運行正常，有回答信號，但個別點有時無。傳輸線漏電或個別監控分站鎖相電路不正常，尋找漏電點或更換監控分站主板。傳感器一、三路或二、四路同時加不上電，其它正常。1.電源經過襯板的引線或插座開焊；2.其中一路電源故障引線斷。四路傳感器中有一路加不上電1.襯板引線或插座斷路2.主板中取樣電阻RN01開路注：N為探頭路數個別端口數值顯“0”，5分鐘后顯“Err”，地面顯“斷頭”。1.傳感器脈沖信號回傳線斷2.主板或襯板引線斷路，使信號不能傳遞到CPU3.傳感器自身故障。監控分站運行正常，收碼指示燈LED1不亮。傳輸線斷路或短路，信號接收電路故障，如雷擊等。將接收電路中的元件全部更換。數碼管不亮，LED1常亮不閃，測RESIT引腳，有起伏的電平。接收光電G503擊穿或晶體管BG502故障現象檢查與處理方法監控分站脫機運行正常，接上傳輸線后，呈連續復位狀態。1.鎖相電容C1開路2.換極電路故障3.信號接收電路BG502導通時不飽和，產生自激。更換光電耦合器或恒流電路元件。開機后數碼管不亮，測5V電源正常。1.主板上IC松動2.EPROM程序壞，換27C32。3.401主板故障，返廠修理。主機收不到信息，收碼指示燈閃爍，但亮的時間長，熄的時間短，傳輸線反轉后一切正常。換極電路故障，檢查IC8、IC7、IC5。電源不能開啟1.電源板故障、2.光電故障。19V電源低落使個別傳感器不能正常工作。襯板電流調整失衡，單組電源電流>500mA時，電源限流保護。合理調整傳感器搭配，傳感器工作正常，監控分站顯示值不穩時，而出現異常高的測值。探頭電纜接頭接觸不良時，產生“噪聲”信號被監控分站誤讀為高測值信號。維修電纜接頭，有必要時更換無接頭的PUYVR長電纜。監控分站工作正常，電源供電正常，但數碼管不連續顯示，每4秒鐘亮1次。掉電檢測電路BG1或IC13故障。檢查電源板第三路電源電路SW1開關，傳感器的配置方式不能讀入CPU檢查IC10-1、IC10-9、IC4-3、SW1開關和RZ1。SW3設置無效檢查IC12-1、IC12-9、IC4-6、SW3開關和RZ3監控分站不回答或竄點，撥動運行中的SW2程序不復位。檢查IC11-1、IC11-19、IC4-5、SW2開關和RZ3。各傳感器顯示正常，監控分站四路數值異常檢查IC13-1、IC13-19IC4-6。開機后左三個或右三個數碼管不亮分別檢查BG2、D3、R8和BG3、D8、R9監控分站運行正常有回答周期但無回答電流，SIO-15輸出正常檢查IC14-1、IC24-4、IC24-5、IC24-6。監控分站運行顯示正常，但無回答周期.1.檢查488.28時鐘電路IC9-13、IC9-14和IC7-9。2.檢查中斷信號IC9-5和IC1-16應連通3.檢查R14.試換IC9