KJ90NB、A煤矿安全综合监控系统原理及应用

1、 KJ90NA/NBKJ90NA/NB型煤矿综合监控系统主要由：型煤矿综合监控系统主要由： 地面地面 - - 地面监控中心站及网络终端、避雷地面监控中心站及网络终端、避雷器、网络交换机（信息传输装置）；器、网络交换机（信息传输装置）； 井下井下 -工业以太网传输平台、井下分站、传工业以太网传输平台、井下分站、传感器（各类有毒有害气体及工矿传感器）、断电感器（各类有毒有害气体及工矿传感器）、断电控制器（及执行器）。控制器（及执行器）。 系统结构系统结构 - - 地面：采用星型拓扑结构；井地面：采用星型拓扑结构；井下部分采用树型拓扑结构。网络协议支持标准的下部分采用树型拓扑结构。网络协议支持标准的

2、TCP/IPTCP/IP协议。协议。 利用井下分站、信息传输装置和传感利用井下分站、信息传输装置和传感器、执行器等设备对井下各环境、工矿参器、执行器等设备对井下各环境、工矿参数进行连续监测，将采集到的监测数据实数进行连续监测，将采集到的监测数据实时传送给井下分站直至地面中心站，在发时传送给井下分站直至地面中心站，在发现异常情况时就地自动发出超限声光报警现异常情况时就地自动发出超限声光报警和断电控制，实现对井下生产安全的远程和断电控制，实现对井下生产安全的远程集中监控。集中监控。 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障 1) KJ90NA/NB1) KJ90NA/

3、NB型煤矿安全监控系统是全国第一家型煤矿安全监控系统是全国第一家按按煤矿煤矿安全监控系统通用技术要求安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006AQ6201-2006）研发制造，并）研发制造，并取得新煤矿安全标志的煤矿监控系统取得新煤矿安全标志的煤矿监控系统。 2)2)具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态具有良好的开放性和可伸缩性，采用模块化设计，组态灵活。能满足各矿井监控系统最优化最经济运行。灵活。能满足各矿井监控系统最优化最经济运行。 3)3)地面监控中心运行在标准的地面监控中心运行在标准的Ethernet TCP/IPEthernet TCP/IP网络环境网络环境，操作系

4、统平台为中文，操作系统平台为中文Win98/NT/2000/XPWin98/NT/2000/XP，可方便实现网上信，可方便实现网上信息共享和网络互联。息共享和网络互联。KJ90NA/NB COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障支持支持Internet/IntranetInternet/Intranet模式的模式的WebWeb系统综合监控信息浏览。系统综合监控信息浏览。 4)4)系统软件采用系统软件采用统一的显示格式统一的显示格式；显示画面文本、图形；显示画面文本、图形兼容，显示信息直观

5、、生动，具有实时多屏显示功能。兼容，显示信息直观、生动，具有实时多屏显示功能。 5)5)具有实时数据存储和各种统计数据存储能力。存储时具有实时数据存储和各种统计数据存储能力。存储时间长、查询和报表功能丰富，格式可由用户编排。间长、查询和报表功能丰富，格式可由用户编排。 6)6) 系统主机和联网主机采用双机热备，系统主机和联网主机采用双机热备，24h24h不间断运行。不间断运行。一旦主机发生故障，备用机能在一旦主机发生故障，备用机能在5 5分钟内投入工作。联网主机分钟内投入工作。联网主机装有防火墙。装有防火墙。 7)7)配有系列化、多用途监控分站。具有配有系列化、多用途监控分站。具有风电闭锁、瓦

6、电风电闭锁、瓦电闭锁、闭锁、甲烷风电闭锁功能。停电时具有数据保存能力，确保甲烷风电闭锁功能。停电时具有数据保存能力，确保监测数据和设置数据信息不丢失。监测数据和设置数据信息不丢失。 KJ90NA/NB COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障 8)8)当通讯线路断线后，分站能保存当通讯线路断线后，分站能保存2h2h以上的数据，待通讯以上的数据，待通讯线路恢复后，自动将数据补传至地面中心站。线路恢复后，自动将数据补传至地面中心站。 9 9）分站与传感器均具有红外遥控设置、调校）分站与传感器

7、均具有红外遥控设置、调校 功能；模功能；模拟量、开关量端口可任意互换；支持多种信号制，具有实时拟量、开关量端口可任意互换；支持多种信号制，具有实时数据存储能力数据存储能力 10)10)分站的备用电池可保证分站的备用电池可保证2h2h以上的满负荷供电容量。以上的满负荷供电容量。 11)11)分站具有超强的三级断电控制能力分站具有超强的三级断电控制能力( (中心站手控、分站中心站手控、分站程控和异地交叉断电程控和异地交叉断电) )。其中，。其中，甲烷超限断电及甲烷风电闭锁甲烷超限断电及甲烷风电闭锁控制执行时间不大于控制执行时间不大于2s2s。且。且具有断电回馈信息比较，和馈电异具有断电回馈信息比较

8、，和馈电异常报警功能。常报警功能。 12)12)传感器种类齐全，可对井下环境和工况参数实现全面传感器种类齐全，可对井下环境和工况参数实现全面监测。瓦斯传感监测。瓦斯传感器器的稳定性为的稳定性为1515天，调校周期为天，调校周期为1010天。天。KJ90NA/NB COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障且寿命长、功耗低、传输距离远等特点。且寿命长、功耗低、传输距离远等特点。 13)13)系统采用无极性、二芯传输的系统采用无极性、二芯传输的RS485RS485通讯总线通讯总线+ +工业工业

9、以太网方式，通讯距离远适合光缆、矿用通信电缆及普通双绞以太网方式，通讯距离远适合光缆、矿用通信电缆及普通双绞线传输。线传输。 14)14)具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备具有自检功能，可对分站、电源、传感器、电缆等设备进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级进行诊断，能报警和记录并自动切断故障支路。有完善的多级口令保护功能。口令保护功能。 15)15)系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设系统设备具有完善的故障闭锁功能，当与闭锁有关的设备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁备未投入正常运行或故障时能切断与之有关设备的电源并闭锁。 16)1

10、6)可靠的避雷保护措施。可靠的避雷保护措施。 17)17)强大的子系统兼容能力，支持人员定位、电网监测、工强大的子系统兼容能力，支持人员定位、电网监测、工业电视、瓦斯抽放监测、原煤运输、皮带监控、水泵监控、风业电视、瓦斯抽放监测、原煤运输、皮带监控、水泵监控、风机在线监测等多种系统。机在线监测等多种系统。KJ90NA/NB COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障容量：容量：6464个分站（可扩展至个分站（可扩展至128128台）台）512512个输入量个输入量 512512个控制量；或

11、个控制量；或256256台分站；台分站；传输速率：传输速率：2400bps2400bps、100/1000M100/1000M传输方式：传输方式：RS485/RS485/工业以太网工业以太网中心站到分站传输距离：中心站到分站传输距离：25km25km分站到传感器传输距离：分站到传感器传输距离：2.0km2.0km巡检周期：巡检周期：30s30s、 5s控制执行时间：控制执行时间： 2 2秒秒处理精度：处理精度：0.5%0.5%画面刷新：画面刷新：2s2s电源波动：电源波动：9090110%(110%(地面地面) )、151575%(75%(井下井下) )KJ90NA/NB COAL MINE

12、INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM总线型煤矿监控系统总线型煤矿监控系统KJ90NAKJ90NA型煤矿安全监控系统连接图型煤矿安全监控系统连接图 主从式和多主式煤矿监控系统性能比较：主从式和多主式煤矿监控系统性能比较：特特 点：点：采用工业以太网+现场CAN总线多主传输网作为系统的主要数据通信平台，使这种系统在带宽，反应速度，可靠性，传输距离，系统节点容量，集成能力，兼容性及开放性等方面与现有系统相比有质的飞跃。 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障KJ90NA/NB COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYST

13、EM KJ90-F8/KJ90-F16 KJ90-F8/KJ90-F16型井下监控分站（以下简称分站）是一型井下监控分站（以下简称分站）是一种以种以5151系列单片机为核心的微型计算机系统，可挂接多种传感系列单片机为核心的微型计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下诸如瓦斯、一氧化碳、风速、负压等多种环境参器，能对井下诸如瓦斯、一氧化碳、风速、负压等多种环境参数、井下设备的开停状态等进行连续监测。具有本安供电；多数、井下设备的开停状态等进行连续监测。具有本安供电；多通道、多制式信号采集；数据存储；就地循环显示；断电控制；通道、多制式信号采集；数据存储；就地循环显示；断电控制；485485通讯；红

14、外遥控设置等功能。通过井下工业以太环网能实通讯；红外遥控设置等功能。通过井下工业以太环网能实时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并时将监测到的各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，发现异常情况时自动发出声光报执行中心站发出的各种命令，发现异常情况时自动发出声光报警讯号，及时切断井下相关用电设备的交流电源。警讯号，及时切断井下相关用电设备的交流电源。1 1、为传感器、断电器提供本安直流工作电源；、为传感器、断电器提供本安直流工作电源；2 2、采集各传感器的时实环境参数，设备运行状态；、采集各传感器的时实环境参数，设备运行状态；3 3、通讯：向地面中心

15、站传送井下时实环境参数；、通讯：向地面中心站传送井下时实环境参数；4 4、执行地面中心站的各种控制命令；并对各种超、执行地面中心站的各种控制命令；并对各种超限状况进行断电控制。限状况进行断电控制。5 5、实现就地数字显示、实现就地数字显示6 6、数据存储、数据存储89C52单片机显示电路红外遥控电路控制电路数据采集电路看门狗电路通讯电路数据存储数据存储电路电路稳压电源 遥控电路遥控电路模拟量采样电路模拟量采样电路单片机控制单片机控制电路电路开关量采样电路开关量采样电路电源电路电源电路通讯电路通讯电路显示电路显示电路输出控制电路输出控制电路提手提手显示窗口显示窗口指示灯窗口指示灯窗口铭牌铭牌接线

16、腔接线腔煤安标记煤安标记防爆标记防爆标记1 1、KJ90-F8KJ90-F8型中分站型中分站矿用产品安全标志证书和防爆合格证显示窗及指示灯窗铭牌接线腔电源箱发光管状态定义说明数码管显示说明传感器通道号红外接收器传感器显示值或状态传感器类型4 KJ90-F8型宽带监控分站航控插座面板图远程2mK本安断电控制口路5 分站主板电路板图F8型分站主板型分站主板采集电路遥控电路时钟电路显示电路电源电路电源电路通讯及控制电路单片机及外围电路分站电路原理图1 1号：号：+12V+12V；2 2：号：号VSSVSS；3 31010号：号：+18V+18V；1111号：号：C1C1近程控制近程控制1(1(接电源

17、中的接电源中的J1)J1)；1212号：号：C2C2近程控制近程控制2(2(接电源中的接电源中的J2)J2)；1313：号：号C3C3近程控制近程控制3(3(接电源中的接电源中的J3)J3)；1414：号：号C4C4近程控制近程控制4(4(接电源中的接电源中的J4)J4)；1515：号备用电源投入信号；：号备用电源投入信号；1616：号：号 GNDGND备用主板地。备用主板地。2 2、F16F16型井型井 下分站下分站提手提手显示窗口显示窗口铭牌铭牌接线腔接线腔防爆标记防爆标记本安标记本安标记指示灯窗口指示灯窗口指示灯窗口电源箱接线腔显示窗指示灯窗铭牌24芯航空插头各管脚定义及说明芯航空插头各

18、管脚定义及说明1腿：红腿：红 （12V1）供分站（本安）主板电源；）供分站（本安）主板电源；2腿：黄白腿：黄白 （18V1）供传感器口）供传感器口1,2；3腿：兰白腿：兰白 （18V2）供传感器口）供传感器口3,4；4腿：白白腿：白白 （18V3）供传感器口）供传感器口5,6；5腿：绿白腿：绿白 （18V4） 供传感器口供传感器口7,8；6腿：黄黑腿：黄黑 （18V5） 供传感器口供传感器口9,10；7腿：兰黑腿：兰黑 （18V6） 供传感器口供传感器口11,12；8腿：白黑腿：白黑 （18V7） 供传感器口供传感器口13,14；9腿：绿黑腿：绿黑 （18V8） 供传感器口供传感器口15,16

19、；10腿：红白腿：红白 （18V9）供智能开停用）供智能开停用 ；11腿：棕白腿：棕白 （12V2）供）供2M口板口板 ；17腿：C4近程控制4(接电源中的J4)；18腿：备用电源投入信号+；19腿：备用电源投入信号-；20腿：GND备用主板地；21/ 22/23/24腿：GND备用主板地；12腿：红黑 （3.6V1） 供液晶屏背光；（数码管时不用）13腿：棕黑 （5V1） 供2M口板；14腿：C1近程控制1(接电源中的J1)；15腿：C2近程控制2(接电源中的J2)；16腿：C3近程控制3(接电源中的J3)；主主要要技技术术指指标标1 1 供电电源供电电源1.1 1.1 额定工作电压：额定工

20、作电压：12 VDC12 VDC。1.2 1.2 工作电流：工作电流：450 mA450 mA。1.3 1.3 信号制信号制1.3.1 1.3.1 模拟量模拟量频率型信号：频率型信号：200Hz200Hz1000Hz1000Hz时，输出的正、负脉冲宽度均须时，输出的正、负脉冲宽度均须0.3ms0.3ms，高电平的电压幅值，高电平的电压幅值3V3V（此时的输出电流为（此时的输出电流为2mA2mA），低电平的电压幅值），低电平的电压幅值0.5V0.5V。1200Hz1200Hz2000Hz2000Hz时，输出的正、负脉冲宽度均须时，输出的正、负脉冲宽度均须0.15ms0.15ms，高电平的电压幅值

21、，高电平的电压幅值3V3V（此时的输出电流（此时的输出电流为为2mA2mA），低电平的电压幅值），低电平的电压幅值0.5V0.5V。1.3.2 1.3.2 开关量开关量电流型信号：电流型信号：1mA/5mA1mA/5mA。当输出电流。当输出电流1.5 mA1.5 mA时表示时表示“停停”，输出电流，输出电流4mA4mA时表示时表示“开开”。1.3.3 1.3.3 数字量数字量.4分站与数字量信号传感器的传输端口数量：分站与数字量信号传感器的传输端口数量：1 1路；路；.5分站与数字量信号传感器间的传输方式：分站与数字量信号传感器间的传输方式： 主从式；半双工；主

22、从式；半双工；RS485RS485；双极性；双极性；分站与数字量信号传感器间的传输速率：分站与数字量信号传感器间的传输速率：2400bps2400bps；分站与数字量信号传感器之间的最大传输距离：分站与数字量信号传感器之间的最大传输距离：2km2km( (使用使用MHYVP 1MHYVP 14 4电缆，单芯截面积电缆，单芯截面积1.5mm2)1.5mm2)；传输信号工作电压的峰峰值：传输信号工作电压的峰峰值：0.5V0.5V6V6V；传输信号工作电流的峰峰值：传输信号工作电流的峰峰值：150mA150mA。控制量控制量电平型信号：输出高电平时电平型信号：输出高电平时3V3V（此时输出电流为（此

23、时输出电流为2mA2mA）输出低电平时输出低电平时0.5V0.5V。累计量累计量输出高电平时输出高电平时3V3V（此时输出电流为（此时输出电流为2mA2mA）输出低电平时输出低电平时0.5V0.5V正、负脉冲宽度正、负脉冲宽度0.3s0.3s，正、负脉冲的转换时间，正、负脉冲的转换时间5ms5ms。模拟量输入处理误差模拟量输入处理误差0.5%0.5%。累计量输入处理误差累计量输入处理误差0.5%0.5%。最大监控容量最大监控容量控制执行时间控制执行时间分站甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间分站甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间2s 2s 。分站与配接设备的传输分站与配接设备的传输a

24、) a) 分站与分站与KJJ46KJJ46数据接口的传输：数据接口的传输：分站与分站与KJJ46KJJ46数据接口的传输口：数据接口的传输口：1 1路；路；分站与分站与KJJ46KJJ46数据接口的传输方式：主从式、半双数据接口的传输方式：主从式、半双工、工、RS485RS485、双极性；、双极性；分站与分站与KJJ46KJJ46数据接口的传输速率：数据接口的传输速率：2400 bps2400 bps；分站与分站与KJJ46KJJ46数据接口的最大传输距离：数据接口的最大传输距离：10km(10km(使用使用MHYVP 1MHYVP 14 4电缆，单芯截面积电缆，单芯截面积1.5mm2)1.5

25、mm2)；传输信号工作电压峰峰值：传输信号工作电压峰峰值：0.5 V0.5 V6 V6 V；传输信号工作电流峰峰值：传输信号工作电流峰峰值：150 mA150 mA。b) b) 分站与分站与KJJ103KJJ103矿用网络交换机的传输：矿用网络交换机的传输：分站与分站与KJJ103KJJ103矿用网络交换机的传输端口数量：矿用网络交换机的传输端口数量：1 1路；路；分站与分站与KJJ103KJJ103矿用网络交换机的传输方式：矿用网络交换机的传输方式：TCP/IPTCP/IP电缆以电缆以太网传输方式；太网传输方式；分站与分站与KJJ103KJJ103矿用网络交换机的传输速率：矿用网络交换机的传

26、输速率：10Mbps/100Mbps10Mbps/100Mbps自适应；自适应；分站与分站与KJJ103KJJ103矿用网络交换机的最大传输距离：矿用网络交换机的最大传输距离：100m(100m(使使用用MHYVP 2MHYVP 24 4电缆，单芯截面积电缆，单芯截面积1.5mm2)1.5mm2)；传输信号工作电压峰峰值：传输信号工作电压峰峰值：0.2 V0.2 V2.5 V2.5 V；最大传输距离最大传输距离分站到传感器的最大传输距离分站到传感器的最大传输距离2km2km，( (使用使用MHYVP 1MHYVP 14 4电缆，电缆，单芯截面积单芯截面积1.5mm2)1.5mm2)；分站到控制

27、执行器的最大传输距；分站到控制执行器的最大传输距离离2km(2km(使用使用MHYVP 1MHYVP 14 4电缆，单芯截面积不小于电缆，单芯截面积不小于1.5mm2)1.5mm2)。F16型分站最大监控容量信息表 KJ90NA/NBKJ90NA/NB型煤矿综合型煤矿综合监控系统监控系统F-F-1616型井下监型井下监控分站控分站 主主 板板分站PCB电路板遥控电路采集电路控制电路通讯电路电源电路时钟电路单 片 机 及外围电路显示电路电源指示灯电源指示灯各 类 传各 类 传感 器 、感 器 、断电器、断电器、读 卡 器读 卡 器等 连 接等 连 接喇叭嘴喇叭嘴电源箱电源箱24芯航空插芯航空插头

28、连接端头连接端口口通 道 号 、通 道 号 、通道数值、通道数值、状 态 、 类状 态 、 类型 、 时 间型 、 时 间显示显示控 制 、 通控 制 、 通讯 、 交 直讯 、 交 直流 状 态 、流 状 态 、风 电 瓦 斯风 电 瓦 斯闭 锁 状 态闭 锁 状 态显示灯显示灯KJ90-F16(B) 型分站的技术优势型分站的技术优势1、核心控制芯片采用基于、核心控制芯片采用基于ARM内核的内核的32位嵌入位嵌入式微控制器，运行速度可达式微控制器，运行速度可达72MIPS，是传统，是传统MCS-51系列单片机的系列单片机的72倍；倍；2、内置嵌入式实时操作系统，采样、通讯任务、内置嵌入式实时

29、操作系统，采样、通讯任务可同步进行，并可设定各种任务的优先级，使可同步进行，并可设定各种任务的优先级，使控制输出更及时；控制输出更及时；3、支持的传感器接口类型丰富，可满足矿方各、支持的传感器接口类型丰富，可满足矿方各种应用要求；种应用要求；4、分站采用大容量的、高可靠性、快速的存储芯片，用于、分站采用大容量的、高可靠性、快速的存储芯片，用于统计传感器、控制口、电源状态变化发生的准确时间。统计传感器、控制口、电源状态变化发生的准确时间。并通过主通信上传至中心站；并通过主通信上传至中心站；5、作为通用型矿用分站，可同时具备瓦斯分站及人员定位、作为通用型矿用分站，可同时具备瓦斯分站及人员定位分站的

30、功能，即采集瓦斯数据的同时也可以在分站的智分站的功能，即采集瓦斯数据的同时也可以在分站的智能口采集人员定位读卡器数据；能口采集人员定位读卡器数据；6、支持分站程序远程在线更新，减少煤矿安全事故隐患。、支持分站程序远程在线更新，减少煤矿安全事故隐患。7、分站自带、分站自带10/100Mbps自适应以太网接口。在以太网平自适应以太网接口。在以太网平台可延伸到的地方，主通讯采用以太网方式替换传统的台可延伸到的地方，主通讯采用以太网方式替换传统的RS485通讯方式，提高通讯速率，降低巡检周期时间。通讯方式，提高通讯速率，降低巡检周期时间。8、带软件滤波功能，能最大限度滤除瞬间干扰带来的大值、带软件滤波

31、功能，能最大限度滤除瞬间干扰带来的大值9、支持分站程序远程在线更新，减少煤矿安全事、支持分站程序远程在线更新，减少煤矿安全事故隐患。故隐患。10、分站自带、分站自带10/100Mbps自适应以太网接口。自适应以太网接口。在以太网平台可延伸到的地方，主通讯采用以太在以太网平台可延伸到的地方，主通讯采用以太网方式替换传统的网方式替换传统的RS485通讯方式，提高通讯速通讯方式，提高通讯速率，降低巡检周期时间。率，降低巡检周期时间。11、带软件滤波功能，能最大限度滤除瞬间干扰、带软件滤波功能，能最大限度滤除瞬间干扰带来的大值。带来的大值。KJ90-F16(B) 分站的特点分站的特点1、16路普通模拟

32、量开关量互换输入口，可路普通模拟量开关量互换输入口，可接入的传感器信号类型如下：接入的传感器信号类型如下：200Hz1000Hz频率型；频率型；200Hz2000Hz频率型；频率型；1mA5mA (或或4mA20mA)电流型；电流型；1mA/5mA(或或4mA/20mA)开关量；开关量；触点型开关量。触点型开关量。KJ90-F16(B) 分站的特点分站的特点KJ90-F16(B) 分站的特点分站的特点时钟、遥控时钟、遥控电路电路主 板 自主 板 自带 设 置带 设 置按钮按钮CPU红 外 遥红 外 遥控 接 收控 接 收头头控 制 输控 制 输出电路出电路主 、 从主 、 从通 讯 电通 讯

33、电路路1-8通道通道信 号 采信 号 采集电路集电路KJ90- F16(B)型分站型分站9-16通道信号采集电路板通道信号采集电路板9-16通道信号 采 集 电路 ， 插 接在 分 站 主板上。通 道通 道值值通道类通道类型型通道号通道号时时 间间指示灯显示，共指示灯显示，共13个发光二极管，从左到右个发光二极管，从左到右依次表示控制依次表示控制1、2、3、4、5、6、7、8、主、主通讯、从通讯、备用电源、风电瓦斯闭锁、通讯、从通讯、备用电源、风电瓦斯闭锁、备用备用(暂未使用暂未使用)指示灯指示灯排线插座，排线插座，直 接 通 过直 接 通 过排 线 与 分排 线 与 分站 主 板 相站 主

34、板 相连接连接各类传感器、断各类传感器、断电器、读卡器、电器、读卡器、主通讯、从通讯、主通讯、从通讯、脉冲量接线端脉冲量接线端远程控制远程控制5、6、7、8输出设置输出设置(电平、电平、常开触点、常闭触常开触点、常闭触点选择点选择)网口状态、网口状态、12V和和18V电源指示灯，电源指示灯，通过导光柱通过导光柱引到分站显引到分站显示面板上示面板上KJ90-F16(B) 分站的典型应用典型应用1，应用于瓦斯监控系统典型应用2，瓦斯及人员定位合一系统KJ90-F16(C)液晶显液晶显示屏示屏F16(C) 矿用本安型分站特点矿用本安型分站特点9、提供一路、提供一路RS485智能口与带智能口与带RS4

35、85接口的接口的各种智能综合保护器通讯；（从通讯）各种智能综合保护器通讯；（从通讯）10、提供一路、提供一路10/100Mbps自适应以太网接自适应以太网接口与矿用网络交换机相连。（主通讯），口与矿用网络交换机相连。（主通讯），特殊情况下可以更换为单模双纤光模块用特殊情况下可以更换为单模双纤光模块用于直接与以太网交换机的光口连接。于直接与以太网交换机的光口连接。KJ90-F16(C) 矿用本安型分站典型应用1，应用于电网监控系统电源箱供电电源：输入电源电压等级电源箱供电电源：输入电源电压等级: 660V/380V/220V/127V,50 Hz (定货时由用户选择定货时由用户选择)；电源箱输入

36、电源波动范围：电源箱输入电源波动范围： 75 %110 %；电源箱提供电源箱提供 12V/500mA及及18V/350mA本安电源；本安电源；当交流停电时，电源箱备用电源电池自动投入供电，可保当交流停电时，电源箱备用电源电池自动投入供电，可保证额定负载下连续工作证额定负载下连续工作2小时；小时；备用电源电池：铅酸蓄电池备用电源电池：铅酸蓄电池12V/7Ah，2节串连使用；节串连使用；交直流转换时间：交直流转换时间：1s；当交流停电时，备用电源电池自动投入供电，可保证额定当交流停电时，备用电源电池自动投入供电，可保证额定负载下连续工作负载下连续工作2小时；小时；充电电压：充电电压：30V DC3

37、0V DC，放电终止电压：，放电终止电压：21(21(1)VDC;1)VDC;充电电流：充电电流：2A2A，充电截止电压：，充电截止电压：28(28(0.2)VDC0.2)VDC；分站箱额定工作电压：分站箱额定工作电压：12 VDC12 VDC，工作电流，工作电流450 mA450 mA；模拟量信号输入：模拟量信号输入：200Hz200Hz1000Hz1000Hz时，输入的正、负脉冲时，输入的正、负脉冲宽度宽度0.3ms0.3ms，高电平电压幅值，高电平电压幅值3V(3V(输出电流输出电流2mA)2mA)，低电，低电平电压幅值平电压幅值0.5V0.5V，1200Hz1200Hz2000Hz20

38、00Hz时，输入的正、负脉时，输入的正、负脉冲宽度冲宽度0.15ms0.15ms，高电平电压幅值，高电平电压幅值3V(3V(输出电流输出电流2mA)2mA)，低电平电压幅值低电平电压幅值0.5V;0.5V;模拟量输入处理误差模拟量输入处理误差0.5%0.5%；开关量信号输入：开关量信号输入：1mA/5mA。(1.5 mA表示表示“停停”， 4mA表示表示“开开”)；数字量信号传感器传输端口：数字量信号传感器传输端口：1路；路；与数字量信号传感器的传输方式：主从、半双工、与数字量信号传感器的传输方式：主从、半双工、RS485、双极性；、双极性；与数字量信号传感器间的传输速率：与数字量信号传感器间

39、的传输速率：2400bps；与数字量；与数字量信号传感器间的最大传输距离：信号传感器间的最大传输距离：2km(电缆：电缆：MHYVP 14单芯截面积单芯截面积1.5mm2)；传输信号电压峰峰值：传输信号电压峰峰值：0.5V6V；传输信号电流峰峰值；传输信号电流峰峰值：150mA；注：数字量信号传感器特指具有注：数字量信号传感器特指具有RS485通讯功能的智能型传通讯功能的智能型传感器感器(如：智能开停传感器、如：智能开停传感器、V型锥传感器等型锥传感器等)； 分站与分站与 KJJ46数据通讯接口、数据通讯接口、KJJ103矿用网络矿用网络交换机间的传输方式：交换机间的传输方式：主从、半双工、主

40、从、半双工、RS485、双极性、双极性; 传输速率：传输速率：2400 bps; 最大传输距离：最大传输距离：10km(电缆电缆MHYVP 14，单，单芯截面积芯截面积1.5mm2)，信号电压峰峰值：，信号电压峰峰值：0.2 V2.5V，信号电流峰峰值：，信号电流峰峰值：150 mA。F8F8型中分站电器布置图型中分站电器布置图交流电源输入接线柱1路近程控制输出接线柱变压器充电板12V板18V板118V板218V板3电池内接地柱F8型分站电源内部结构型分站电源内部结构交流电源输入接线柱4路近程控制输出接线柱内 接 地柱12V板18V板1-5充放电管理及近程控制板电池变压器18V板供智能开停用1

41、2V板供分站主板18V板2路输出18V板2路输出充电板电源变压器12V2蓄电池接井下交流电源接地近程36(距离小于100米)断电常开或常闭接点高压交流接入接地 F16型分站电源箱外观型分站电源箱外观交流电源输入接线柱4路近程控制输出接线柱内接地柱12V板18V板1-5充放电管理及近程控制板电池变压器分分站站的的连连接接与与调调校校F16F16型井下分站传感器通道图型井下分站传感器通道图 KJJ46KJJ46型数据通讯接口又称信息传输接口，型数据通讯接口又称信息传输接口，是地面中心站与井下分站之间进行数据交换是地面中心站与井下分站之间进行数据交换而设计的通讯接口而设计的通讯接口, ,是是KJ90

42、KJ90型煤矿安全监控型煤矿安全监控系统的传输枢纽（简称接口）。系统的传输枢纽（简称接口）。KJJ46接口的结构特征接口的结构特征KJJ46型数据通讯接口采用接口、电源一体化设计，外型结构为扁形长方体。 1散热孔散热孔 2电源开关电源开关 3产品型号产品型号KJJ46型数据通讯接口正面显示面板示意图：型数据通讯接口正面显示面板示意图：收收I 控控I 发发I线路一传输状况指示灯；线路一传输状况指示灯； 收收II 控控II 发发II线路二传输状况指示灯；线路二传输状况指示灯； 电源电源电源状况指示灯电源状况指示灯KJJ46接口的结构特征 （二）KJJ46的结构特征 （三） KJJ46型数据通讯接口

43、背面结构及通道连接示意图：线路I对应主机串口I和备机串口I。线路II对应主机串口II和备机串口II 。KJJ46型数据通讯接口可转换和发送来自地型数据通讯接口可转换和发送来自地面中心站内的监控主机和井下分站的各种控面中心站内的监控主机和井下分站的各种控制指令及监测信号；连接井下的通讯电缆不制指令及监测信号；连接井下的通讯电缆不仅采取了安全栅隔离，而且还设计了限流、仅采取了安全栅隔离，而且还设计了限流、限压、防雷的保护措施；采用了先进的双机限压、防雷的保护措施；采用了先进的双机自动切换技术，智能控制；采用了双线式技自动切换技术，智能控制；采用了双线式技术，可解决传输不匹配问题。术，可解决传输不匹

44、配问题。 KJJ46的主要功能 实现中心站计算机与分站之间的双向通信；自动控制数据收发的状态；实现双机热备自动切换；实现非本安到本安信号的隔离，满足安全标准要求；适应煤矿的大幅度电压波动，并保持输出正常；具有通讯状态和电源指示功能；KJJ46工作原理 （一）KJJ46型数据通讯接口采用调制解调原理传送和监控来往于地面中心站监控主机及井下分站间的各种监测信号。实现双机热备切换和控制收发状态的功能。主要组成部分有：TD为发送；RTS为收发、转换与控制；RD为接收状态的指示；电源等。 KJJ46工作原理 （二）电源部分电源部分在220V输入端增加防雷及过压保护电路，防止因雷击和瞬间高压冲击损坏变压器

45、。为解决煤矿电压不稳的问题，采用了磁饱和变压器，这种变压器的特点是能适应宽电压范围并保持输出稳定。在整流端，采用了大容量的电容调节电压纹波，为电路提供稳定纯净的电源。KJJ46工作原理 （三）电源部分原理框图电源部分原理框图220VAC宽范围变压器整流及保护稳压及隔离防雷及过压保护输出至数据电路KJJ46工作原理 （四）数据转换和控制部分原理数据转换和控制部分原理计算机下发的数据经过TTL数据转换后，是由单片机进行数据监控，实现数据收发控制和双机热备切换控制，再经过RS485调制芯片转换成RS485信号发送给分站，发送完毕后由单片机将RS485芯片设置成接收状态，回收分站发出的数据。KJJ46

46、工作原理 （五）数据转换和控制部分原理框图数据转换和控制部分原理框图计算机串口双机热备切换数据收发控制RS485数据收发至分站TTL数据转换KJJ46的电路原理 KJJ46数据传输接口主要由电源转换部分、单片机控制部分、数据转换部分和RS485转换电路部分组成 。KJJ46软件设计流程程序入口设置定时器参数计算机是否有数据开始发送数据是否发送完毕否是设置RS485芯片为接收状态否启动双机热备切换计算机是否有数据开始发送是否是KJJ46技术指标(一) 输入电源：1 交流输入电压等级：220 VAC；2 电源波动范围：标称值的90 %110 %；3 电源频率：48 Hz52 Hz；4 电源电压失真

47、：总的谐波分量应10 %。KJJ46技术指标(二)通讯接口与分站的通讯：1） 通讯接口与分站的传输口：2路；2） 通讯接口与分站的传输方式：RS485、半双工、主从式、双极性； a）传输波特率：2400bps； b）工作电流峰峰值：300mA； c）工作电压峰峰值：1.5V12V；3）通讯接口到分站最大传输距离为10km，电缆型号:MHYVP 14(7/0.52mm)。 KJJ46技术指标(三)通讯接口与与计算机的通讯1） 通讯接口与计算机的传输口：2路；2） 通讯接口与计算机的传输方式：RS232、半双工、主从式、双极性； a）传输波特率：2400bps； b）工作电压峰峰值：24V；3）

48、通讯接口到计算机最大传输距离为3m。KJJ46技术指标(四)功能a）通讯接口具有与分站双向通信及其指示功能；b）通讯接口具有与主机双向通信及其指示功能；c）通讯接口具有自动切换功能；d）通讯接口具有电源指示功能。KJJ46技术指标(五)挂接分站的最大容量：64台分站。自动切换响应时间：确认主机故障后1416s。双机热备定义双机热备定义 双机热备指的是采用2台电脑分别作为监控系统主、备机。2台电脑串口分别接接口的“主机串口”和“备机串口”，注意当使用串口I的时候485线接“线路I”，串口II的时候485线接“线路II”。监控系统软件需要使用软件研究室专门开发的双机热备软件，可实现主、备机间的数据

49、自动备份和主、备机监控软件自动开停。偏置电阻调节偏置电阻作用是在线路进入空闲状态后，把总线上没有数据时（空闲方式）的电平拉离0电平。这样一来，即使线路中出现了比较小的反射信号或干扰，挂接在总线上的数据接收器也不会由于这些信号的到来而产生误动作，从而确保通讯质量。具体设置方法如下：偏置电阻的拨码开关S4共有8位，拨到数字端为关，拨到“ON”端为开。拨码开关两个为一组，1、2，3、4分别控制U6A、B两线上的偏置阻值，5、6，7、8分别控制U11A、B两线上的偏置阻值。当拨单号为开的时候偏置阻值为1.1K，当拨双号为开的时候偏置阻值为1.6K，单双号的一起为开时候偏置阻值为680。出厂设置为1.1

50、K。匹配电阻的调节当遇到井下通讯电缆布线分支较多、较复杂的时候，容易发生反射干扰从而影响通讯质量。此时，可在大的分支中选择一台离主线较近的分站，将其主板上的跳线J1插上跳针，使该分支与地面接口对应匹配，即可吸收反射干扰。同样，可通过调节接口上蓝色匹配电位器的阻值改善通信质量，一般取值在60150欧姆之间，出厂设置为120欧姆。故障分析与排除常见故障 故障原因 故障处理 通讯中断 1、电源是否接好接通电源 通讯中断 2、串口选择错误 更改串口 通讯中断 3、保险管坏 更换保险管 通讯误码 1、线路是否通畅 检查线路是否有短路断路 通讯误码 2、电源机壳是否接地 电源机壳接地 通讯误码 3、反射干

51、扰 分支与地面接口对应匹配 通讯误码 4、分站设置错误或分站故障 重新设置分站排除分站故障 通讯误码 5、通讯不稳定 调节偏置电阻 RS485RS485多采用两线制接线方式，这种接线方式为总线多采用两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接3232个结点。个结点。 在在RS485RS485通信网络中，一般采用的是一个主机带多个通信网络中，一般采用的是一个主机带多个从机的主从通信方式。从机的主从通信方式。 RS485RS485接口采用差分方式传输信号方式，通讯时系接口采用差分方式传输信号方式，通讯时系统只需要检测两线之间的电位差就可

52、以了。统只需要检测两线之间的电位差就可以了。 RS485RS485收发器共模电压范围为收发器共模电压范围为-7-7+12V+12V，只要满足，只要满足上述条件整个网络就能正常工作。网络线路中共模电压上述条件整个网络就能正常工作。网络线路中共模电压如超出此范围就会影响通信的稳定性和可靠性，甚至损如超出此范围就会影响通信的稳定性和可靠性，甚至损坏接口。坏接口。RS485RS485通讯的特点通讯的特点 RS232 RS232接口采用的是点对点的通信方式，这种方接口采用的是点对点的通信方式，这种方式不能实现联网功能。而式不能实现联网功能。而RS485RS485则可以解决这个问题。则可以解决这个问题。

53、通常通常PCPC机默认的是机默认的是RS232RS232接口，所以在接口，所以在KJ90NAKJ90NA系系统中我们是通过统中我们是通过RS232/RS485RS232/RS485转换电路来实现将转换电路来实现将PCPC机机串口串口RS232RS232信号转换成信号转换成RS485RS485信号，信号，甲烷风电闭锁功能 如果不具备该功能，当风机停时，瓦斯出现积聚，一旦风机随意启动，会造成大量高浓度瓦斯排出，出现安全重大隐患，应该增加该功能。 系统应具备风电瓦斯闭锁功能，局部通风机停止运转，掘进工作面或回风流中甲烷浓度大于3.0%必须对局部通风机进行闭锁使之不能起动，只有通过密码操作软件或使用专

54、用工具方可人工解锁；当掘进工作面或回风流中甲烷浓度低于1.5%时，自动解锁。CH43.0%风电瓦斯闭锁闭锁局部通风机电源专用远程断电控制选用KDG3K型井下远程馈电断电器作为闭锁局部通风机电源专用远程断电控制，使用说明如下：1) KDG3K-1电路板跳线说明：高电平闭锁-S2跳接，S1跳接A-B(无故障闭锁功能)；2) 为使断电指示灯与风机闭锁状态一致,须对KDG3K-1电路板进行改进,方法如下:将电阻R11焊脚(与T1连接端) 一端挑起后与D2负极连接。风电瓦斯闭锁KG9701型智能低沼传感器KG8005A型烟雾传感器GT500(A)型一氧化碳传感器(KG9201)KG9001B型高低沼传感

55、器工厂用毒害气体传感器 (烷烯类、氯、氨、氢等气体)COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEMKJ90NA型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障GML(A)型风门传感器(原KG92-1)GT-L(A)型开停传感器(原KTC-90)KGL供水传感器(原KLB型)KGU9901液位传感器(原KG9901型)返回KGF15型风速传感器 (原CW-1型)重庆煤科院 http:/ Tel:OAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM KJ90N

56、A型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统GW50(A)型温度传感器(原KG9301)KG3004温度传感器KG4092型压差传感器KG9501B风流压力传感器 KG4003A矿井负压传感器KGD9501瓦斯抽放传感器(原MDM9501型)继续重庆煤科院 http:/ Tel:KJ90NA型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障 采用国际最新（采用国际最新（NDIRNDIR）非色散红外探）非色散红外探测技术研制而成的新一代测量仪

57、表，测技术研制而成的新一代测量仪表， 克克服了催化原理传感器标定周期短、容易中服了催化原理传感器标定周期短、容易中毒等现象，具有测量准确、反应速度快、毒等现象，具有测量准确、反应速度快、标定周期长、不受其它气体影响、测量范标定周期长、不受其它气体影响、测量范围宽、功耗低、使用寿命长等特点。围宽、功耗低、使用寿命长等特点。 KJ90NA型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保 障障 主要技术指标：主要技术指标：测量范围：010.0%CH4或0-100%CH4；

58、分辨率：0.01CH4；元件检测反应速度：20s；调校周期：6个月；使用寿命：5年报警方式：间歇式声光报警， 85dB(声强)，能见度20m(光强)报警点范围：0.52.50连续可调；断电点范围：0.52.00连续可调；整机工作电压：924V DC，18VDC/51mA；传输距离：3km(供电18V DC使用1.5mm2铜芯电缆)；输出信号：2001000Hz、15mA DC防爆型式：Exib矿用本安型 KJ90NA型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM 致致 力力 安安 全全 科科 技技 提提 升升 生生 命命 保保

59、障障 采用热催化原理与热导原理相结合来测量 沼气浓度，克服了单一元件测量过程中的不稳定现象，利用人工智能技术对信息进行处理和分析，将稳定性指标由一周提高至一月，使用寿命由一年延长至一年半。具有性能稳定、测量精确、响应速度快，结构坚固、易使用易维护等特点。增加了遥控调校、断电控制、故障自校自检等新功能，大大节约了使用与维护费用。 KJ90NA型煤矿综合监控系统型煤矿综合监控系统COAL MINE INTEGRATED AUTOMATIVE SYSTEM甲烷浓度检测电桥甲烷浓度检测电桥 若若A A、B B 两点的电位相等则两点的电位相等则I I1 1R R1 1=I=I2 2R R3 3 I I1

60、 1R R2 2=I=I2 2R R4 4两式相除，得到：两式相除，得到：R R1 1= R= R2 2（R R3 3/R/R4 4）A A、B B两点的电位差为：两点的电位差为：U UABAB（R R1 1/4R/4R）E E黑元件的电阻值与温度的关系为：黑元件的电阻值与温度的关系为：R1R1(DCQ/h)R(DCQ/h)R0 0 （燃烧热方程）（燃烧热方程）方程中为常数的：方程中为常数的： R R0 0 为铂丝摄氏零度时电阻值为铂丝摄氏零度时电阻值; ; 铂丝温度系数铂丝温度系数:3.9485:3.948510-3/ 10-3/ D D 为甲烷扩散系数；为甲烷扩散系数；Q Q 为甲烷分子燃