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塔山矿井综合自动化系统技术方案 第二章 矿井安全生产监控系统 一、系统特点 1、ＫＪ９５系统是一个综合性的监控系统，它可以将安全与生产监测信息、电力参数的监测等各种信息综合在一起，在更高的层次上实现了信息的综合利用，同时系统还可以方便汇接多个监测子系统，实现了信息共享和局部环节的自动化控制。 2、整个系统是一种先进的集散型结构的微处理机系统，局部传感器及其连接线的故障不会影响系统的正常工作，从而确保整个系统的可靠性。 3、 系统软件功能强，软件采用模块式结构，冗余纠错、在线故障自诊断双重化设计，实时性、可靠性高；人机界面友好，用键盘或鼠标均可操作，灵活方便。 4、系统采用传感器测量参数不变不送的方式，大大减少了主机与分站之间传输的信息量，巡检周期短，实时性强。 5、主传输可以采用电缆或光缆传输方式，两线无中继传输。分站与分站之间，分站与传输接口之间使用光耦隔离，使井上、井下设备在电磁上完全隔离，提高了系统的抗电磁干扰和防雷击能力。各分站之间的主传输电缆采用带细钢丝编织的阻燃电缆，这部分电缆服务年限较长。井下的各分站之间及传感器采用信号软电缆，这种电缆拆卸、安装都比较方便。 6、 系0统根据需要可以配有便于系统维护和传感器校准用的调试电话。在分站及接线盒等设备上都有调试电话插孔，调试维护人员在井下可随时与地面人员保持联系，方便了系统的维护和调试。 7、各工作单元可独立工作，特别是系统配套设备KJF16A型等高智能分站，具有风电瓦斯闭锁功能，可以单独使用。分站本身带有大显示屏，能够显示所配接的各类摸拟量传感器如瓦斯等的数值及开关量传感器的开关状态。同时具有遥控设定瓦斯断电值等有关参数，能够存储和显示24小时的瓦斯数据曲线。并使用带备用电池电源，当系统因井下发生事故而使系统瘫痪时，仍可从分站调出事故前后有关参数的变化情况供事故分析用。 8、系统配接的KJ8001型串行扩展器既可以以小分站的形式接入系统，又可以作为KJF16A型分站的测点扩展设备，将分站的测点扩大到32点以上或更多，并且在分站的大显示屏上可以看到每个串行扩展器所接测点的数值，特别适用测点分散的区域。 9、井下传感器以分站为单位（包括该分站）集中供电，这样确保了系统的安全性能，也提高了整个系统的抗干扰能力。电网停电后，备用电源连续供电不小于4小时。 10、传感器报警点、断电点等完全可以在地面通过软件来设定或修改，特别是通过调试电话联络，更为方便。同时，用户也可以在分站上直接设定。断电可分两级实现，就地可由分站来实现远距离（最远2Km）断电，也可由地面主机向分站发控制命令实现异地断电（在全矿范围内）。 传感器超限时有声光报警显示，并在主机屏幕上有醒目的报警条显示。显示传感器的数值、地点及报警时间。 系统可以实现多个瓦斯传感器超限时对一个设备断电，也可以实现一个传感器超限时对多个设备断电控制。 11、ＫＪ９５系统采用部颁先进的信号制式，使国内各种型号传感器都能可靠地接入或相互替换。且分站在接传感器时，不用区别开关量、模拟量，最后完全由地面计算机作统一定义，给用户带来很大方便。 12、系统可汇接管理矿井胶带输送机、电力、水泵、信集闭、风电瓦斯闭锁等监控子系统；可与矿、局级计算机网络联网组网，并可在网络上挂接多个工作站供有关领导和部门决策使用。 13、系统留有足够的容量并配备有接收其它子系统的接口。 二、技术指标 1、监测参数瓦斯含高低浓度、风速、负压、温度等各种标准模拟量参数和风机、馈电、风门等各种开关量参数，其技术性能完全符合“矿井监测系统技术规范”要求。 2、监测系统具有瓦斯抽放监测子系统，监测抽放管道瓦斯浓度、压力、温度、流量等参数，并将其纳入主监测系统进行全面监测。 3、监测系统具有瓦斯断电仪和瓦斯、风、电闭锁装置的全部功能，当主机或系统电缆发生故障时，系统能保证瓦斯断电仪和瓦斯、风、电闭锁装置的全部功能；当电网停电时，系统能保证继续连续正常工作不小于2h；系统具有防雷保护；系统具有断电状态和馈电状态监测、报警、显示、存储和打印报表功能。 4、系统实时存盘具有以下功能①各种模拟量的实时监测值；②模拟量统计值（最大值、平均值、最小值）；③报警及解除报警时间及状态；④断电/复电时间及状态；⑤设备开停时间及状态；⑥设备故障/恢复正常工作时间及状态；在这些存盘项目中，数据均保存1年以上。 5、系统具有列表显示功能。模拟量及相关显示内容包括地点、名称、报警门限、断电门限、复电门限、监测值、最大值、最小值、平均值、馈电状态，开关量显示内容包括地点、状态、工作时间、开停次数等，累计量显示内容包括地点、单位、累计量等。 6、系统具有模拟量实时曲线和历史记录曲线显示功能。在一屏上同时显示不小于3个模拟量，并设时间标尺，可显示出对应时间标尺的模拟量值。 7、系统具有柱状显示功能，以便直观地反映设备开机率，显示内容包括地点、名称、最后一次开/停时刻和状态、工作时间、开机率、开停次数等，并设时间标尺。 8、系统具有模拟动画显示功能，显示内容包括工艺流程模拟图、相应设备开停状态、相应模拟量取值等。 9、系统具有系统总体设备布置图显示功能。 10、系统工作稳定，性能可靠。 11、系统配接的防爆型设备均符合GB3836的规定并经国家指定的检验单位检验合格，取得防爆合格证。 三、 系统配置 KJ95型煤矿综合监控系统可以将计算机网络、矿井安全和生产实时监测、电力监测、胶带机监测、工作面综合监测等系统综合在一起，形成一个完整的、实用的矿井综合监控系统。根据需要各部分既可以集成在一起，又可以单独使用，以满足矿井的不同需求。该系统是一个集散型的系统结构，其信息的检测及分站等设备的布置完全按照矿井的特点设置，使各部分设备都能充分合理运用，以满足矿井管理的要求。矿井主要设备配置见设备清单。 根据塔山矿的实际情况，在地面通风机房和主井口各设置了一台KJF16A分站。在井下4个掘进面和2个综采面设置了6台KJF16A分站。在中央变电所及回风大巷各设置了一台KJF16A分站。 四、 系统主要功能 1、KJ95系统可用于煤矿井上和井下的安全和生产的监测，并可与其他系统汇接联网，从而形成全矿监测信息管理中心，实现数据的网上共享。 2、系统不仅可对环境、工况参数进行实时采集、处理、存储、显示、超限报警和打印，而且还可显示、打印各种报表和历史数据。 3、系统能监测瓦斯、风速、负压、温度、 一氧化碳及风门等环境参数，还可监测煤仓煤位、水仓的水位及主要机电设备开停等生产工况参数；监测电压、电流、功率等电力参数；同时可输入掘进进尺、利润、成本等管理信息数据。 4、系统的操作平台采用Windows 2000软件, 所有功能操作均具有在线帮助功能，在中文菜单提示下完成。并可方便地点击图形，即点即得所需信息。可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。并且系统具有自诊断功能。 5、监测系统的数据都可在监测主机、大屏幕及工作站上显示，也可编制统一的报表，打印输出。通过主机和CRT能显示如下信息 ① 系统生成及操作； 图1 ② 测点生成及操作； ③ 工艺流程模拟图形显示； ④ 各测点数据表格显示； ⑤ 模拟量参数的实时表格、柱状图、变化曲线显示（图2）； 图2实时曲线图 ⑥ 开关量的实时值和累计开/停时间显示； ⑦ 累计量的实时值和累计值显示；（图3） 图3 瓦斯报表 ⑧ 各类报警除表格显示外，还有声讯信号（图4）； ⑨ 时钟和日期显示； ⑩ 系统相关设备及软件操作说明显示。 图4 6、 在显示器上可显示动、静态模拟图形、数据表格、历史曲线、分层显示采掘平面图、测点配置， 并可打开实时数据显示窗口。 7、由于WINDOWS 2000操作系统的人机界面十分友好，因此系统的所有显示和 打印全部是中文，操作人员在操作过程中只要用鼠标器进行简单的点击即可,任何人都可方便使用， 即使有错误的操作也不会影响系统的正常工作。为了确保系统配置等信息不被破坏，为专门从事系统配置的矿方主管人员配备口令 或密码，只有口令正确才能进入系统配置等的操作。 8、KJ95 系统通过显示器可同时显示任选四个被测参数的实时动态曲线；所有被测参数每 2分钟存一次盘硬盘 ，开/停信息及累计量按小时累计、存储，并可连续保持一年，如有特殊情况可保存更长的时间，这些数据可随时用表格、曲线、矩形图二维、三维）、圆饼图等形式显示出来，也可打印保存。对重要设备用户能够调整模拟量或设备开停信息和存储时间。 9、系统配备有简便的绘图工具。所有动态、静态图形都可由矿上一般操作人员绘制，绘图时不影响主机的实时监测功能。 10、系统控制分两级 第一级分站就地控制，如分站根据事先设定的断电或报 警限值，实现超限就地控制；第二级是由用户设定通过地面主机实现远距离控制，如实现瓦斯断电等异地控制。系统还可通过手动操作直接对设备进行断电或复电控制。 11、KJ95 采用光耦隔离的RS485传输方式，传输距离可以达到25km以上，且不用加中继器。 12、目前国内生产的各种传感器都具有统一的、 标准的输出信号，均可选用配接，且在技术上都符合煤矿监测系统总体设计规范的要求。KJ95 系统选用符合规范要求的更为先进的200～1000Hz标准信号制。 13、支持多种系统的接入，工业电视、胶带机控制、洗煤厂等系统通过KJ95系统的汇接，可在网络上共享，而无需再编制各个系统的网上查询软件，由KJ95系统的网上应用程序统一查询。 14、系统传输介质也可采用光纤，从而彻底切断井上和井下有关电的连接，达到防雷、抗雷的目的。 15、为便于今后的发展,系统可方便地与矿计算机网络联网，以实现资源共享，并可以通过一定的接口和公司进行网间互联，以实现监测数据实时地传到局。这就可以很方便地在矿或公司领导办公室设工作站，数量可随时增减。 16、独特的智能串扩器，可直接挂接在主干电缆上，解决了监测量较少的区域，设置分站造价增加的问题。也可接在分站扩展口上，当传感器离分站较远时，可大大减少传感器电缆的用量，同时，也便于传感器的移位，特别适合于工作面或掘进面的监测。 17、远动开关（断电器）具备输出接点反馈信号，可准确判断断电命令是否可靠送出，以及发现输出接点是否粘连。 五、 主要技术参数 1、巡检周期 整个系统巡检周期约5s 以内。 2、传输方式 KJ95的传输方式为RS485, 传输速率为1200bps，传输芯线为2芯。 3、系统容量 KJ95系统可接128个分站或串行扩展器。 4、传输距离 KJ95系统地面主机到分站的最大传输距离不小于15km，一般可达25km以上，分站到传感器之间信号的最大传输距离不小于2km。 5、KJF16A分站主要参数 输入容量 可接16个测点（模拟量或开关量或累计量） 输出容量 8路开关量输出 扩展容量 可带4个KJ8001型串行扩展器 6、KDW16不间断本安电源 输入电压 AC660V/AC127V 输出容量 DC18V，1A 停电后备用电池供电时间 4小时 7、KGJ16型低浓瓦斯传感器 测量范围 0∽4CH4 报警方式红色灯光闪烁，蜂鸣器振荡声 断电输出继电器接点、电压脉冲、电流脉冲任选 输出信号200∽1000HZ 供电电源DC9∽18V 100MA 8、KGT15型设备开停传感器 被测设备电流不小于5A 输出信号0、5MA 电缆外径ф18∽ф80MM 供电电源DC11∽18V小于10MA 9、KP1001远动开关 控制输出容量AC127V，2.5A 输入信号15V、15MA 供电电源DC10∽18V,小于50MA 10、其它传感器 KGF3风速传感器 测量范围0.3～15m/s KG3007A温度传感器 测量范围0～45℃ KGU9水位传感器 测量范围0～10m KGY3负压传感器 测量范围0～5 kpa KGA21 CO传感器 测量范围0～100ppm 六、设备清单 序号 名称 规格型号 单位 数量 生产厂家 使用寿命年 说明 1 工控机 P4/256M/60G/17〞 台 2 台湾研华 5年 2 打印机 LQ1600K3 台 1 深圳爱普生 5年 3 主系统软件 Kj95 套 1 天地常州 4 操作系统 Windows 2000 Professional 套 2 5 地面数据光端机 MT6005S 台 1 天地常州 5年 6 不间断电源 STK 3KVA/1H 台 1 深圳山特 5年 7 井下数据光端机 KTG2 台 1 天地常州 5年 8 分站 KJF16A 台 12 天地常州 5年 9 不间断本安电源 KDW16 台 13 天地常州 5年 免维护电池≥1年 10 瓦斯传感器 KGJ16 台 16 天地常州 5年 黑白元件≥1年 11 远动开关 KP1001 台 10 天地常州 5年 12 设备开停传感器 KGT15 台 50 天地常州 5年 13 风速传感器 KGF3 台 6 天地常州 5年 14 CO传感器 KGA21 台 5 抚顺分院 5年 敏感元件≥1年 15 电流监测传感器 KGD5-A 台 5 天地常州 5年 16 电压监测传感器 KGD5-B 台 5 天地常州 5年 17 风筒开关 KG5009 台 6 永嘉防爆机械厂 5年 18 风门传感器 KGE12 台 5 天地常州 5年 19 温度传感器 KG3007A 台 6 天地常州 5年 20 负压传感器 KGY3 台 2 天地常州 5年 21 传感器电缆 PUYVR1*4*7/0.30 Km 待定 扬州红旗 5年 22 主传输电缆 PUYV31 1*4*1 Km 待定 扬州红旗 5年 23 接线盒 KLH-5 只 50 常熟胶木塑料配件厂 5年 24 连接器 KC-2 只 80 常熟胶木塑料配件厂 5年 25 工具仪表 套 1 备注免费进行系统升级换代和技术支持。 2-10