KJ2000N综合监控系统应用.pdf

2 0 1 0 年 第2 期 互 瞧晨 斜l技 8 3 K J 2 0 0 0 N 综合 监控 系统 应 用 刘世 刚 鹤岗矿业集团公司 新岭煤矿， 黑龙江 鹤岗1 5 4 1 0 0 摘要地面中心站经过网络传输接 口 采用光缆与井下分站连接通讯， 通用工业以太阏数据传输接13 设备。带冗余的光纤环网功能， 为系统 的可靠运行提供 了多重保 障。 关键词K 脚N监控 系统升级改造应用 中图分类号 T D 7 6 文献标识码C Ap p l i c a t i o n o f KJ 2 0 0 0 N Co mp r e h e n s i v e Mo n i t o r i n g a n d Co n t r o l l i n g S y s t e m L i u S h i g a n g X i n l i n g C o a l Mi n e ，H e g a n g Mi n i n g I n d u s t r y G r o u p C o m p ， He g a n g 1 5 4 1 0 0 ， C h i n a Abs t r ac t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e u p g r a d e d K J 2 0 0 0 N c o mp r e h e ns i v e mo mt o fin g s y s t e m o f the o v e r a l l s t r u c u l r e．s o f t wa r e a n d h a n d w 玳t e c h n o l o g y i n n o - v a tio r l ，p r o t e c ti o n f o r the mede mi z a t i o n o f p r o d u c t i o n a n d ma n a g e me n t ． Ke y wo r d s KJ 2 0 0O N mo n i t o r i n g s y s t e m a p p l i c a tio n o f u p g r a d i n g a p p l y K J 2 0 0 0 N综合监控 系统 以下 简称 K J 2 0 0 0 N系 统 是 K J 2 0 0 0系统的升级替代产品， 完全能够利用原 有系统的可利用资源， 是一套集安全生产、 网络管理为 一 体的大型综合煤矿监测监控系统。 1系统总体结构 K J 2 0 0 0 N系统由地面中心站、 网络传输接 口、 井下 分站、 井下防爆电源、 各种矿用传感器、 矿用机电控制 设备及 K J 2 0 0 0 N安全生产监测软件组成。 地面 中心站是 整个 系统 的控制 中心 ， 安装 在地 面 计算机房。井下部分包括 K J 2 0 0 7 F ， G等 井下分站， K D W6 B隔爆兼本质安全型电源， 各种安全 、 生产监测 传感器， 报警箱和断电控制器等。井下分站和传感器 收稿 日期 2 0 0 9一l 21 8 作者简介 刘世刚 1 9 6 4一 男， 黑龙江鹤岗人， 工程师， 1 9 8 9 年毕 业于齐齐哈尔铁路运输学校铁道运输专业， 现从事通风瓦斯监测监 控技术管理工作。 安装在井下具有煤尘、 沼气、 一氧化碳等危险气体的环 境中， 对煤矿井下的各种安全、 生产参数进行实时监测 和处理 ， 并将安全生产参数及时传输到地 面中心站。 各种数据由分站和 中心站处理 ， 并 能按要求直接发出 声 、 光报警和断电控制信号。地面 中心站经过网络传 输接 口采用光缆与井下分站联结通讯。通过 K J 2 0 0 0 N 系统可以准确、 全面地了解井下安全情况和生产情况， 实现对灾害事故 的早期预测和预报， 并能及时地 自动 处理 。 2软件 技术 创新 2 ． 1 软件的主要技术特点 服务器端操作 系统选用 Wi n d o w s 2 0 0 0 S e r v e r 或 Wi n d o w s 2 0 0 3 S e r v e r ， 保证软件运行在先进 、 可靠 的操 作系统平台上， 大大提高 了监控软件整体的可靠性和 稳定性。 2 ． 3 软启动的实现 输入电压接通时， 正向变换器方式需要通过软启动 电路使输出电压平缓的上升， 之所以这样是因为电源处 于启动状态时输出电压为零。如果没有软启动电路， 开 关晶体管的控制信号在最大 O N宽度时进行动作。由于 输出侧的平滑电容器两端的电压也为 v 0 ， 因此会产生极 强的充电电流， 结果将导致开关晶体管的集电极电流超 出额定值， 甚至造成原器件的损坏。电路启动时刻， 控 制信号的导通时间先是很窄， 然后再慢慢变宽。控制 I C 内部的P WM比较器的直流控制信号随电容器的充电时 间慢慢变化， 于是来 自振荡器的三角波的箝位电平也慢 慢变化， 从而使电路实现软启动动作。 2 ． 4 死 区时间 的控 制 由于变压器的复位关系， 正向变换器 的最大 占空 比被限制在 D m a x 0 ． 5 ， 如果换成 P WM 变换器， 那么 占空比可扩展到 D1 。这样就需要增加一项死区时 间控制功能 ， 以便能够从外部来设定 P WM控制的最大 O N时间。T I A 9 4的引脚 4就是死区时间校正端子。 I C内部振荡器的三角波电压在 0 ． 2～0 ． 3 V之间， 三角 波 电压高于引脚 4的电压 的时 间就是控制 信号的 T O N 。因此 ， 通过设定引脚 4的电压便可决定 P WM输 出的最大 O N时间。 参考文献 [ 1 ] 王增福等。软开关电源原理与应用。北京， 电子工业出版社， 2 0 O 6 [ 2 ]曲学基。新编高频开关电源。北京， 电子工业出版社。 2 0 0 5 东 瞧晨 斜技 2 0 1 0 年 第2 期 1 采用三层结构体系 客户端、 中间层、 数据库 服务器 ， 软件升级、 安装十分容易。 2 数 据库 采用 微 软数 据库平 台 S Q L S e r v e r 2 0 0 0 ， A D OO L E D B数据库接口， 保证数据稳定可靠 ， 具有数据查询速度快 ， 多用户并发调度机制， K J 2 0 0 0 N 所有数据均以数据库方式存储， 数据管理、 复制非常容 易。 3 软件模块分为前后台方式， 所有定义、 数据查 询均在前台， 前台出现任何错误， 均不会影响后台数据 采集、 控制、 存储 ， 保证软件核心模块运行的稳定性。 4 显示图页中每页的静、 动态像素数量不受限 制 。 5 显示曲线支持动态增、 删显示方式， 支持多条 曲线同时显示 ， 具有十字架、 局部放大功能。 6 数据可导入 E X C E L 表格， 由用户自己做二次 处理 。 7 存储时间 实时数据、 运行报告、 趋势报告没 有限制。 2 ． 2 采用 热备 软件 L a n d e r C l u s t e r 6 L a n d e r C l u s t e r 6高 可用集 群管理 软件是 L a n d e r - V a u l t 数据安全产品的核心部分， 它负责实时监控服务 器硬件、 操作系统及应用软件的状态和性能， 当异常状 况发生时， 集群软件会及时触发事件 ， 并作出故障切换 或者故障报警动作， 确保业务系统在第一时间得到恢 复或 响应 。通 过 L a n d e r C l u s t e r 集 群 系统 ， 对 当前 运行 系统组建高可用业务系统， 保障业务系统不问断运行。 当提供服务的任何一台主机出现故障均不影响当前业 务系统的运行。即当其中一台服务器出现故障时， 备 份服务器可以快速接管故障服务器的任务， 不影响整 个业务 系统 的运行 。 2 ． 3 数据信 息 短信传 输 公司在各矿瓦斯监测数据联网的同时， 利用移动 通讯公司短信业务平台将各矿瓦斯超限数据以发短信 的形式及时传到各级领导的手机中， 极大地方便了领 导掌握井下各采掘工作面瓦斯涌出的实际情况 ， 使于 及时采取处理措施 。 3 硬件 技术 创新 3 ． 1 井下 网络传 输接 口 地面中心站经过网络传输接口采用光缆与井下分 站连接通讯， 通用工业以太网数据传输接口设备。带 冗余的光纤环网功能， 为系统的可靠运行提供了多重 保障。按传输接口分为 K J J 1 0 7 A型和 K J J 1 0 7型两种。 1 K J J 1 0 7 A矿用隔爆兼本安型 网络传输接 口 以下简称传输接 口 。通过和工业交换机模块电l Y l 连接可使 F S K传输 口信息与光纤传输口信息转换。该 产品可作为具有 F S K接 口井下设备 和工业以太 网、 F S K进行连接的通用传输接 口。 2 K J J 1 0 7矿用隔爆兼本安型网络传输接口， 是 一 种通用工业以太网数据传输接口设备 ， 带冗余的光 纤环网功能， 功能强大的网管功能， 为系统的可靠运行 提供了多重保障。此外 ， 通过和工业传输接 口电口连 接的 C A N一以太网适配器， 可使传输接 口配接具有 C A N总线接口井下 K J 2 0 0 7 F型 分站等现场总线接 口设备。 3 ． 2 监 控分 站 1 K J 2 0 0 7 F ， G等 井 下分站在设计 上采用 P H I L I P S 公司的 P 8 9 C 6 6 9单片机为核心处理技术 ， 同 时采用了I 2 C总线技术 ， 结构简单但功能强大。分站 带有液晶显示窗 口， 可动态实时显示分站所监测的传 感器数据， 对配接的各种传感器、 变送器、 控制器， 按网 络传输接口类别进行相应配接。传感器的种类、 数量、 量程、 断电点、 复电点、 报警点等初始化数据 由中心站 自行定义生成和分站实现免编程； 实现断电仪、 风电闭 锁、 风电瓦斯闭锁、 火灾束管监测、 瓦斯抽放管道监测、 生产监控、 电力监控等功能的自动记忆和脱离中心站 正常工作。 2 K J 2 0 0 7 F 1 井下分站提供一个 R S 4 8 5接 口， 可 接智能开停传感器及其他智能设备。K J 2 0 0 7 F 1分站 通过通讯板， 经 由K J J 1 0 7矿用井下网络交换机与中心 站通讯， 通讯速率为 5 k b p s ， 通讯方式为两线有极性半 双工 C A N B U S方式， 最远传输距离不小于3 k m。 3 K J 2 0 0 7 G 1 井下分站通过通讯板， 经 K J J 1 0 7 A 矿用隔爆兼本安型网络传输接口与中心站通讯， 通讯 速率为2 ． 4 k b p s ， 通讯方式为两线无极性半双工F S K方 式， 最远传输距离不小于2 0 k m。 3 ． 3 地面中心站 C A N一以太网交换机 用于以太网数据交换和 C A N总线接口设备及工 业以太网进行连接。它内部集成了 A NB U S接口和 E t h e r N e t 接口以及 T C P ／ I P协议栈。主要完成 C A N现 场总线信号和以太网信号的转换和互联。 3 ． 4 网络通信 接 口 传输方式 T C WI P光纤传输方式。 传输速率 1 0 0 M b p s 。 网络结构 采用光纤环网结构， 以 C A N现场总线 信号传输。 最大传输距离 1 5 k m 传输介质为 M G T S VB光 缆， 线径6 2 ． 5 1x m， 波长为 1 3 1 0 n m 。 4结语 鹤岗矿业集团公司各矿建立 K J 2 0 0 0 N系统后， 健 全了管理制度， 配全了各类传感器， 对井下各采掘工作 面的瓦斯浓度、 一氧化碳浓度和被控设备的通断电状 态实时监测监控 ， 在矿长、 生产矿长、 总工程师、 安监处 长和调度室各设一个终端， 实现 了全矿井的管控一体 化， 从而最大限度的避免事故的发生。