KJ2000煤矿瓦斯监控系统原理及常见故障处理_图文.doc

第 33卷 2005年第 12期 123 经 验 Mining 2 安全可靠 人员通过按纽操作,远离电瓶,大大减少 更换中的人身安全事故。 3 效率高 利用桥式起重机取代倒链更换电瓶,每台机 车可以更换时间节约 25 min ,为煤炭运输争取了大量时间。 以桥式起重机为主要起吊、运输设备在充电 硐 室投入使 用后,效果良好。与告成矿相邻的大平煤矿升级为煤与瓦斯 突出矿井后,参照施工了同样的充电 硐 室,效果比较理想。 因此,该方案在煤与瓦斯突出矿井具有较高的使用和借鉴价 值。□ 收稿日期2005-07-28 1.2 充电硐室的结构 ⑴ 如图 2 所示,充电室设计净宽 4.2 m,净高 5.6 m, 半 圆 拱 断 面 , 锚 喷 支 护 , 喷 层厚度 100m m , 长 度 30 m。 中 线 向 东 侧 偏 200mm 为轨 道 中 心 线 , 轨 道 两 侧 各 布 置 一 排 充 电 站 。 充 电 站 由 料 石砌筑而成,宽 1 100 mm,高出轨道 800 mm。地坪采用砂 浆浇灌而成,厚度 100 mm,比轨道上平面低 30 mm。 ⑵ 修理室设计尺寸与充电室相同,长度 10 m,向下挖一 条长宽高为 4 m0.8 m1.6 m 的地沟,用于检修电瓶车 机身。 ⑶ 酸液室布置一个长宽为 3 m2m 的平台,硫酸缸放 置其上,标高比电瓶加酸口高 2 m,酸液经软管及阀门后可以 直接加入电瓶内。 2 起重机及其承载梁、跑道的安装 2.1 承载梁的安装 承载梁由 20 根工字钢梁组构成,相邻梁组间距 2 m,均 匀分布于修理室和充电室,每个工字钢梁由 2 根 4 m 长 12 矿 用 工 字 钢 并 焊 而 成 。 承 载 梁 安 装 时 , 上 、 下 翼 面 与 水 平 面 平 行 , 与 巷 道 拱 顶 相 距 240 mm。 工 字 钢 梁 中 心 线 与 巷 道 中心线垂直,两侧预埋于巷壁各 800 mm,如图 3 所示。 2.2 跑道的安装, 跑道由 25b 型工字钢焊接而成,巷道左、右侧各一根,每 根 40 m。25b 型工字钢上与每个工字钢梁下翼面平行并接触, 其中心线互相垂直。在每个工字钢梁正下方,每侧的 25b 型工 字钢上翼面上有 4 个 φ20 mm 的圆孔, 通过 4 条 M18200 mm 1. 12 矿用工字钢 2. 电瓶车 3. 充电站 图 2充电室巷道布置图 1. M18200 螺栓 2. 400 mm400 mm10 mm 钢 板 3. 12 矿用工字钢承载梁 4. 25b 工字钢跑道 图 3充电硐室巷道布置图 1. 跑道 2. 承载梁 3. 运行机构 4. 主梁 5. 电缆 6. 卷扬装置 7. 防爆电机 8. 副梁 9. 吊钩 图 4行车与承载梁、跑道安装结构图 注A1,A2,B1,B2. 电瓶 D. 充电器 C1,C2. 电瓶空位 K. 防爆开关 J. 电瓶车驾驶 室 图 5充电室局部设备布置图 论文编号1001-3954200512-0123-125 KJ 2000 煤矿瓦斯监控系统 原理及常见故障处理 张树江 1 陈光 2 1 辽宁石油化工大学 辽宁抚顺 113008 2 抚顺矿业集团老虎台矿 抚 顺矿业集团老虎台矿年设计生产能力 300 万 t,是一个 具有百年历史的老矿,矿井内水、瓦斯、煤尘、煤与瓦 ghghghghghghghghghghghghghghghgh 第 33卷 2005 年第 12 期 经 验 124 Mining 地面 3 个瓦斯抽放泵站 安装 2 台 KJ 2007G 型分站、3 台 KJ2007D 型分站、接入 KJ101-45 型低浓甲烷传感器 5 台、WCP8501 型高浓甲烷传感 器 3 台、KG2A 型开 / 停传感器 11 台、KW22 型管道温度传感 器 3 台、ST3088 型压力变送器 6 台。 升级后的 KJ 2000 系统,解决了原 KJ-4 系统存在的监测 参数显示页不能直接打印、不便于操作人员设置及统计参数、 不能自动统计开 / 停设备累计时间、不能自动统计当日或当月报 警断电次数、历史曲线和实时曲线显示不直观、不能显示出某 一时间的瓦斯浓度值、无故障断电功能等问题。但在实际运行 中发现该系统经常出现一些故障。下面就其工作原理及常见故 障作简要分析。 2KJ 2000 煤矿瓦斯监控系统的构成及其工 作原理 2.1 系统构成 KJ 2000 系统由地面中心站、调制解调器、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 KJ 2000安全生产监测软件组成。 地面中心站有专用数据服务器、P 4 工控机、商用机终 端、KJ 2000 联网图型工作站,图型工作站由奔腾商用机、专 业多屏显示卡和大屏幕显示器组成。 系统运行在 Windows 2000 中文操作平台,装有 Microsoft Visual C5.0、Microsoft OLEDB、KJ2000 版监控系统中心站 软件及其它驱动程序。系统结构框图见图 1。 2.2 工作原理 中心站与分站之间采用 5 对或 10 对通讯电缆以及 41.5mm 2 橡胶套电缆连接。 2.2.1 中心站 中心站采用高性能工业控制计算机,能够完成监测、监控 数据的采集、存储、显示、打印和输出功能。运行终端以网络 形式与主机连接。所有定义和信号都从中心站中提取。中心站 计算机一般电路通过 KC6001D 型调制解调器与各分站的本质 安全电路实现电器连接。调制解调器接受井下分站发送来的 FSK 数字调频信号,解调成标准 RS 232C 信号送入计算机, 中心站计算机发出的控制命令,由计算机外围芯片转换成标准 的 RS 232C 信号,经调制解调器调解成 FSK 信号,再经耦 合变压器向井下分站发送控制命令。 2.2.2KJ 2007G 型站 KJ 2007G 型分站以 MC68003 单片机为核心构成微型计 算机系统。分站经初始化后即可独立工作。通常分站在单片机 的管理控制下完成 8 个端口的数据状态采集,发出断电指令、 控制继电器、控制通讯板的接收和发送。 当地面中心站主机巡检到该分站 主机发送的地址码与分 站地址相符 时,地址码经解调后送鉴别器确认,寄存器打 开,接收主机的信息送给单片机。当主机信息全读完后,单片 机控制开关闭合,把系统定义端口的当前监测数据状态发送出 去。主机发送完巡检地址码命令后,即关闭调制通道,解调通 道开通接收刚才被咨询的那个分站发送的数据状态。 分站采用串行 LED 驱动芯片,采用 5 位 LED 数码显示 传感器测量的即时值。在显示板上安置 6 个发光二极管,分别 表示电源、通讯情况及三路控制量。 2.2.3 KG200 型甲烷传感器 KG 200 型甲烷传感器基本原理见图 2。 甲烷通过载体催化元件转换成模拟信号,经电压放大电 路放大后,再经逻辑电路组合,其中一路直接通过 LED 显示 出来,另一路以 200￣1 000 Hz 对应 0￣10 CH 4 的频率信 号实时向分站传送,再一路送给声光报警电路,当瓦斯浓度 超过设定的报警值时,探头即发出报警信号和声音。传感器 通过三芯电缆接插件接入电源和输出信号,插件的第一脚为 电 源 正 极 , 第 二 脚 为 电 源 负 极 , 第 三 脚 为 瓦 斯 浓 度 输 出 信 号。当瓦斯浓度输出信号断线时,传感器红色指示灯灭。 3KJ 2000 煤矿瓦斯监控系统常见故障及处 理方法 1 中心站计算机显示所有分站通讯中断 故障原因调 制解调器故障,传输线短路;处理方法观察调制解调器工作 指示灯是否正常闪亮,如不正常闪亮,可先检查电源是否有 第 33卷 2005年第 12期 125 经 验 Mining 利用中心站 分线盒内设置的开关,查找大至出现短路故障所在区域,如关 闭 3 号开关,故障消除说明东岗泵传输线短路。或将某一部分 传输线断开,如故障消除,说明断点后面的传输线有短路点, 再逐一排除。 2 分站绿色指示灯常亮,黄色指示灯不再闪亮 故障原 因分站至传输线干线之间断线;处理方法查找断线点,重 新连接好。 3 中心计算机显示紊乱,多个分站显示通讯中断 故障 原因某分站通讯板故障 黄色指示灯常亮、传输线路故障; 处理方法查找有故障的分站,更换通讯板。当分站处于正常 工作状态时,分站绿色指示灯亮,处于等待接收主机咨询状 态,当主机巡检到该分站后,黄色指示灯亮 绿色指示灯熄 灭,向主机回送数据,发送完毕黄色指示灯常亮,这说明通讯 板发生了故障,向中心站常发数据,造成系统紊乱;查找故障 线路,应先查找地面瓦斯泵传输线路,地面瓦斯泵传输线同电 话线同在一根多芯通讯电缆内,当电缆接头进水造成短路时极 易产生此类故障。 4 传感器指示值变小 故障原因煤尘将传感器气室通 路堵塞;处理方法清理气室外罩上的煤尘,但注意避免探头 淋水、喷水。 5 传感器有数显,分站 0.000故障原因探头信号线开 路或与电源负极短路,分站故障,探头故障;处理方法先判 断是线路故障还是分站故障。将分站 X11 口和 X12 口对换, 如原有通道故障消除,说明是线路故障。也可将探头直接接到 分站附近的接线盒上,如故障消除,说明是线路故障,查找线 路故障点,重新接好,如故障仍存在,说明是接线盒至分站 19芯 插 头 故 障 或 分 站 故 障 , 更 换 插 头 或 分 站 ; 探 头 故 障 。 若 18V-RR8 连线断,则焊接连线,否则更换探头。 6 传感器工作一段时间后,无显示,只有调试孔照明灯 亮 故障原因电源模块坏;处理方法更换电源模块。 7 分 站 发 送 、 接 收 指 示 灯 常 亮 故 障 原 因 芯 片 AT89C52 坏;处理方法更换芯片。 升级后的 KJ2000 煤矿瓦斯监控系统,可以全面、准确地 反映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,并能及时地在井下自动处理,为煤矿安全生产、提高生 产效率提供了技术保障。□ 收稿日期2005-06-08 修改稿日期2005-09-03 ghghghghghghghghghghghghghghghgh 论文编号1001-3954200512-0125-126 开关量数字显示电路 在液位测量中的应用 赵凤华 1高 原 2 1 东北电力学院机电系 吉林吉林 1320442 东北电力学院电力系 在 实际工业生产过程控制中,要处理许多 “开关量” 信 号,其中有一种 “开关量” 信号的处理是比较重要和 复杂的那就是一组具有某种关联的 例如一组按线性关系 安置的开关 开关信号。对于这种信号不但要测量他们的 “有” 或 “无” 接通或断开 还要将它们转换成数字量并显示 出来。 1工作原理 图 1 图 2 1.1压敏开关的布置 图 1 所示为一组等距离垂直放置的 n 个 压敏开关。当粉 液 位的高度超过开关 1时,开关 1 接通,开关 1 输出低电平 0 V, 其它开关输出高电平 [1] 5 V。 1.2 电平互锁电路 双向模拟开关的工作原理如下每个双 向模拟开关有 3 个端,2 个输入 / 输出端、1个控制端,当控制端为高电平时,输出端与 输入端的电位相同;当控制端为低电平时, 输出端可以上拉成高电平或下拉成低电平, 不受输入端控制 [1]。图 2 为 n 个双向 模拟开关组成的电平互锁电路 [1]。当 开关 1 接通时,而开关 2,开关 3,,开关 n 未接通,由图 2 电 路的工作原理可知双向模拟开关1输 出低电平 0 V,双向模拟开关 2、 开关 3、、开关 n 输出高电平 5V [1]。 1.3 开关量 组 信号转成数字 显示的电路 如 果 被 测 量 大 小 的 显 示 结 果 “0￣ 9” ,那么上述电路可以直 接显示测量结果。但是,如果被 测量大小的显示结果在 “10” 以 上,就必须设计一个新的信号转 换电路。 我 们 将 第 一 个 、 第 十 一 个、第二十一个、、第九十 一个开关与之相对应的双向模拟 开关输出端的电平信号,输入 1个十输入与非门,然后由 1 个三 极 管 驱 动 辉 光 数 码 管 的 “ 1” 字 型 电 极 , 显 示 “ 1” [1], 参 见 图 3。从图 4 电路可知只要 10 个 输入信号中有 1 个 为 低 电 平,那么十输 入与非门将输 出高电平,三 极管 BG 导通,使辉 光 数 码 管 的 “ 1” 字 型电极发光,即被 测 信 号 的 大 小 为 “ 1” 、 或 “ 11” 、 或 “ 21” 、 、 或 “ 91” 个 位 为 “ 1” 的测量值 [1]。参见图 5。 。 将第十个、第十一个、第十二个、第十三个、、第十 九个开关与之相对应的双向模拟开关输出端的电平信号,输入 1 个十输入与非门,然后由 1 个三极管驱动辉光数码管的 “1” 字型电极,显示 “1” 。它的含义是被测量大小的数值十位是 “ 1” 。 。 被 测 信 号 的 大 小 为 “ 10” 、 “ 11” 、 或 “ 12” 、 或 “ 13” 、 、 或 “ 19” 十 位 为 “ 1” 的 测 量 值 。 。 通过对上述电路的分析可以看出用 20 个十输入与非门 以及一些相关元器件,就可以将 99 个开关量转换成显示 “01￣ 99” 的数字。 图 3 图 4 图 5