煤礦安全監測監控系統

礦用分站、傳輸接口、電源內容提要礦用分站礦用傳輸接口礦用電源礦用分站簡介分站是中心站和傳感器的中間環節。分站和傳感器可構成獨立監測單元。作用是集中部分傳感器的信息，通過傳輸通道送到中心站；同時接收中心站的各種指令，傳給執行機構實現控制任務。KJ70N監控分站原理KJ70N-F分站是一個以78E58單片機為CPU核心的微型計算機系統。工作中，KJ70N-F以RS485通訊方式對掛接在其各輸入通道上的傳感器類型進行定義、設置。定義、設置后，對于不同類型的傳感器，單片機系統能自動將其內部的模擬開關切換到相應的轉換電路上，并將由各輸入端口得到的信號轉換成頻率信號。然后再對此頻率信號進行整頻、光電隔離處理，并輸入單片機定時器進行采集。采集到的信號，在經過微型計算機系統的運算、分析、判斷后，即可得出被監控對象的狀態。如被監測量超過報警、斷電設定值，分站即發出報警和斷電控制信號。同時，通過數據傳輸線送往地面中心站。KJ70N監控分站電路原理(1)單片機KJ70N-F采用的是愛特梅爾公司ATMEL公司生產的78E058單片機。芯片內有256個字節的RAM，8K程序存儲器在也在片內，共有64K數據字節的地址空間（分站用8K字節），8位數據總線，低8位地址總線與數據線分時共用。

(2)看門狗自動復位電路

由大規模集成電路X2505及電阻電容構成的自動復位電路，當電源電壓過低或分站發生意外造成程序跑飛時，即輸出復位信號給單片機，使其自動復位，恢復正常運行。(3)參數保存

用電可擦數據存儲器保存初始化參數及設置參數，掉電后不丟失。(4)輸入數據采集

數據采集電路共16個通道，分別由取樣電阻、濾波及限幅保護、跟隨器、模擬多路選擇開關、信號變換、整形、二分頻、光電隔離等電路組成(5)控制輸出KJ70N-F的6路控制輸出C1--C6分別由81C55I/O口PB輸出KJ70N監控分站原理KJ70N監控分站電路原理監測分站的主要功能（1）開機自檢和本機初始化功能；（2）通信測試功能；（3）分站具有自動控制功能（實現斷電儀功能、風電瓦斯鎖閉功能、瓦斯管道監測功能和一般的環境監測功能等）（4）死機自復位功能，且可以通知中心站；（5）接收地面中心站初始化本分站參數設置功能（如傳感器配接通道號、量程、斷電點、報警上限和報警下限等）（6）分站自動識別配接傳感器類型（電壓型、電流型或頻率型等）；（7）分站自身具備超限報警功能；（8）分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作功能和異地斷電功能。監測分站的主要功能安裝分站的注意事項：井下分站，應設置在便于人員觀察、調試、檢驗及支護良好、無滴水、無雜物的進風巷道或硐室中，安設時應墊支架，使其距巷道底板不小于300mm，或吊掛在巷道中。儀器外殼在使用中必須接地。分站通電一分鐘內，處于開機閉鎖狀態，檢測性能一定等待閉鎖時間過后方可進行。設置正確的撥碼開關，分站才能與地面主機通信。分站的參數必須和主機系統軟件保持一致。監測分站的主要技術指標供電電源a）額定工作電壓：DC12Vb）工作電流：≤200mA

信號制

模擬量a）除高低濃甲烷外，模擬量傳感器輸出信號都為（200～1000）Hz頻率信號，信號脈沖寬度大于0.3ms，高電平大于3V（輸出電流為2mA時），低電平小于0.5V；b）高低濃甲烷：頻率信號，（200～1000）Hz對應檢測范圍（0～4）%CH4、（1200～2000）Hz對應檢測范圍（0～100）%CH4；信號脈沖寬度大于0.15ms，高電平大于3V（輸出電流為2mA時），低電平小于0.5V。監測分站的主要技術指標累計量電平信號脈沖寬度不低于0.3s，高電平大于3V（輸出電流為2mA時），低電平小于0.5V；計數范圍：0-9999。開關量輸入信號a）電平信號：輸出高電平時應不小于3.0V（輸出電流為2mA時），輸出低電平時不大于0.5V，高電平對應邏輯“1”；低電平對應邏輯“0”；b）電流信號：0mA/5mA，不大于0.5mA對應邏輯“0”，不小于3mA對應邏輯“1”。控制量輸出信號：高電平輸出電流為2mA時電壓幅度大于3V，低電平小于0.5V。監測分站的主要技術指標模擬量輸入處理誤差模擬量輸入處理誤差應不大于0.5%。累計量輸入處理誤差

累計量輸入處理誤差應不大于0.5%。系統信號傳輸

傳輸接口與監控分站通訊：a）傳輸端口：1路；b）傳輸方式：主從、半雙工、RS485、雙極性；c）傳輸速率：1200bps；d）通訊信號電壓峰峰值：(2-9)V；e）通訊信號電流峰值：不大于150mA。監測分站的主要技術指標控制執行時間甲烷超限斷電及甲烷風電閉鎖的控制執行時間應不大于2s；其它控制執行時間應不大于30s；最大傳輸距離a）監控分站到傳感器：2km(采用MHYVR通信電纜：截面積不小于1.5mm2)；b）監控分站到斷電器：2km(采用MHYVR通信電纜：截面積不小于1.5mm2)；c）監控分站到聲光報警器：2km(采用MHYVR通信電纜：截面積不小于1.5mm2)；d)數據傳輸接口到監控分站：10km(采用MHY32通信電纜：截面積不小于1.5mm2）。監測分站的主要技術指標最大監控容量a）分站能接入傳感器數量為16路，不區分模擬量和開關量b）分站能接入6路執行器。備用電源連續工作時間電網停電后，外接備用電源連續工作時間應不小于2h（可外接KDW17、KDW18及KHJ6.2電源）。監測分站的主要技術指標電源波動適應能力

直流供電電壓在(9～24)V范圍內波動時，分站的電氣性能應符合規定。輸入端口：16個（模擬量、開關量可任意互換）控制輸出：6個輸入信號類型：

頻率、電流、觸點輸入信號范圍：200～1000Hz或1～5mA或4～20mA與中心站的通訊速率：1200波特或2400波特與中心站的傳輸距離：

不小于10Km與傳感器的傳輸距離：

不小于2Km分站總耗電電流：+18V〈100mA通訊方式：RS485使用環境溫度:0～+40℃使用環境相對濕度:<98%監測分站的工作方式兩種工作方式：方分站式1為風電甲烷閉鎖，方式2為普通主機工作方式。這兩種工作模式可以通過線路板上的撥動開關的第7、8位進行設置，具體設置如下：a)方式一設置：第7位開關向上，第8位開關向下，此時主機處于風電甲烷閉鎖模式b)方式二設置：第7位開關向下，此時的第8位開關用于選擇輸出口的電平常態，當第8位開關向上時，輸出口正常的電平為低電平（常開），當主機發出斷電控制時的電平為高電平；當第8位開關向下時，輸出口正常的電平為高電平（常閉），當主機發出斷電控制時的電平為低電平；礦用傳輸接口KJ70N-J型數據傳輸接口是一種礦用數據信息轉換傳輸裝置，KJ70N型監控系統的主要配套設備。傳輸接口以微處理器為核心，按標準的MODBUS通訊協議為主干，并采用先進、獨特的雙向切換技術，傳輸數據格式為透明傳輸方式，傳輸過程中只須TXD，RXD，GND三根數據線。傳輸接口分三組信號輸出，兩組為井下分站傳輸(本安),另一組為地面分站傳輸(非安)。傳輸接口本安傳輸采用高速光電隔離器將RS232信號與外部數據總線信號有效且可靠的隔離，這樣傳輸接口的可靠性顯著增強，同時也延長了它的使用壽命。傳輸接口與KJ70N型監控系統配合使用可實現雙機切換功能，同時傳輸接口提供一組非安DC18V/400mA調試電源（不得下井使用），為用戶在調試維修中提供方便。礦用傳輸接口基本功能接口應具有與分站等設備雙向通信及其指示功能。接口應具有與主機等設備雙向通信及其指示功能。接口應支持系統的雙機切換（自動）功能并有相應的指示。接口應具有電源指示。具有本安與非本安隔離功能的接口與分站通信的輸入、輸出信號應為本質安全信號。礦用傳輸接口

礦用傳輸接口

1、連接傳輸接口所有接線前都必須關閉本裝置電源,和計算機連接前一定要關閉計算機電源。2、只有標有“本安分站傳輸”字樣的接線端子其接線可以通往井下，其它接線都不能下井。

3、安裝位置：傳輸接口安置在地面監控室的臺面上。4、傳輸接口在使用過程中只使用COM1口，COM2口是的用于雙機熱備的備用功能礦用傳輸接口傳輸接口前面板指示燈介紹:傳輸接口的連接后,按下前面板上的電源開關,此時電源開關的內部指示燈亮;用于通訊指示的綠色指示燈代表計算機發送信號(下行信號),而紅色指示燈代表分站回送信號(上行信號),當計算機與分站之間通訊正常時,綠色指示燈和紅色指示燈交替閃爍;通訊綠色指示燈和紅色指示燈都是處于常滅狀態（即有信號時才亮）。工作狀態指示的紅、綠指示燈用于雙機熱備工作狀態的指示，綠色燈閃爍代表當前系統中主機正在工作，紅色燈閃爍代表當前系統中輔機正在工作，同一時刻只有一盞燈處于閃爍狀態。工作狀態紅色和綠色指示燈都是處于常滅狀態（即有信號時才亮）。礦用信號轉換器礦用信號轉換器是將模擬信號與數字信號進行轉換的設備。傳感器輸出信號有電壓型、電流型、頻率型和數字型等，為將各種輸出信號的傳感器接入分站，需要使用信號轉換器。礦用信號轉換器的工作原理礦用信號轉換器礦用信號轉換器的主要功能轉換功能將電壓型、電流型、頻率型的模擬信號轉換為數字信號的功能將電壓型、電流型的模擬信號轉換為頻率型信號的功能將開關量信號與數字信號相互轉換的功能將485、現場總線、工業以太網信號等數字信號相互轉換功能其他信號轉換自診斷功能

轉換器具有自診斷功能，并具有電源指示和故障指示等工作狀態指示信號輸入/輸出功能

用于爆炸性環境的轉換器的輸入、輸出信號是本質安全的。

礦用信號轉換器KZC12以太網串口信號轉換器KZC12以太網串口信號轉換器（以下簡稱信號轉換器）是

將RS485信號和RJ45網絡信號進行雙向轉換，從而提高了現有設備的利用率，節約了投資，還可在既有的網絡基礎上簡化布線復雜度；輕松地將現有的串口設備連接到局域網或Internet。礦用電源礦用電源的功能1、電源指示功能。即具有輸入、輸出電源指示功能2、保護功能。即具有雙重化的限流、限壓和短路保護功能，故障撤銷后能自動恢復。3、其他功能。即具有備用蓄電池的直流電源應具有備用電源指示功能；采用浮充充電方式，并

具有防過沖、過放保護；在相關標準中的轉換時間、工作時間和充電時間。礦用電源礦用直線性電源的組成

一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路、雙/多重化限流限壓電路等組成礦用電源KDW17型礦用隔爆兼本安電源外觀：礦用電源KDW17型礦用隔爆兼本安電源剖面圖：礦用電源KDW17型礦用隔爆兼本安電源圖：使用后備電池，應將機內電池開關撥到“開”的位置礦用電源使用注意事項開蓋前應將前級電源斷電后