KJ101N型煤矿安全监控系统-培训教材

KJ101N型煤矿安全监控系统培训教材KJ101N型煤矿安全监控系统示意图第一章KJ101N型煤矿安全监控系统主站的工作原理一、监控主站的构成KJ101N型煤矿安全监控系统采用独特的双CPU设计方案，它分有管理信息通信的CPU和信息处理的CPU。通信CPU设计在KJ101N-J型矿用信息传输接口中，是分布式计算机网络的控制中枢，指挥网内下级中的CPU进行采集和传输，以同步FSK传送规程进行通信。KJ101N-J型矿用信息传输接口以RS232方式与信息处理计算机交换信息。主监控机使用性能稳定的联想商用计算机或工业控制系列微计算机，KJ101N-J型矿用信息传输接口只用一对线连接井下监控网络群。监控主站通常采用联想商用计算机或工业控制系列微计算机，与其兼容的计算机均可用于本系统的监控主站。在KJ101N型煤矿安全监控系统标准配置中，地面配有中英文打印机、远程终端、UPS电源、线路避雷器等设备。KJ101N监控主站配置参见系统配置示意图。二、使用注意事项1)计算机在安装时无论有无正式机房，都应避免阳光直射，且将系统安装在通风干燥，远离热源、潮湿和有尘埃的地方。2)计算机安装前，按操作手册要求，正确地将主机与外设之间的连线接好，然后连接好KJ101N-J型矿用信息传输接口。3)系统加电时，应先打开各个外部设备的电源，如打开显示器，打印机电源。然后再开主机电源。当关闭主机时，应和上述顺序相反，为了保护整个系统，从开电源到关电源或从关电源到开电源的时间隔不得少于10秒钟。4)不可带电拔插主机与外部设备间的信号连线，只关闭设备开关仍然有可能损坏设备接口电路，必须撤掉交流电源方可操作。5)与系统无关的软件，不要随便使用，以免计算机感染病毒。如特殊需要使用的软件，必须对其进行病毒检查，确保无毒方可使用。6)当监控系统正常运行时，不得进行任何与监控无关的操作。7)监控系统运行过程中，除非死机，否则不可随便重新启动或退出，以免丢失数据。8)坚决杜绝无关的人员操作计算机。9)不要随意拆下线路避雷器。10)计算机外壳一定要妥善接地。11)在必须关闭主计算机电源时，必须按系统要求顺序依次退出程序，退回系统再关电源，以减少信息损失。第二章KJ101N-F1型矿用监控分站

一、KJ101N-F1型矿用监控分站设有八个信号输入端口，其中四个定义为模拟量传感器信号输入端口；四个开关量传感器信号输入端口。每个模拟量端口可接一个模拟量传感器或扩展为八个开关量传感器。模拟量传感器可以是瓦斯、一氧化碳、风速、温度、负压、水位、煤位、流量、电压、电流等。开关量传感器可以是机电设备开停、馈电、风门、烟雾、风量开关等。通过这些传感器，可以把矿井下与安全和生产有关的参数经KJ101N-F1型矿用监控分站采集处理并传给地面的监控主机，使生产指挥人员随时掌握井下自然状况。KJ101N-F1型矿用监控分站能依据采集到的信息和监测主站下传的命令以及本身设置的参数做出快速判断，控制矿井机电设备运行，从而防止和降低矿井事故的发生，保障安全生产二、KJ101N-F1型矿用监控分站技术参数1)电源输入电压：660V/380V/36V+20％～-25％；2)电源功耗:最大48VA，根据接入传感器数量、种类而不同；3)备用电源：24V直流、4安时；4)备用电源工作时间：>4小时（根据环境和负载情况，工作时间可能有所不同）；5)传感器本安电路参数(每路)开路电压19V±1V，短路电流260mA；6)远程控制输出：19V直流脉冲；最大短路电流<650mA；7)模拟量输入端口四个：每端口可接一路模拟量传感器或八开关量扩展器；8)开关量输入端口四个（非扩展）：每端口可接一路开关量传感器；9)模拟量输入频率标准；可以选择标准设置或任意设置，比如：O-150Hz、0-500Hz、200-1000Hz、0-5000Hz，串行码等；10)开关量输入标准：1mA/5mA/0mA分别代表逻辑0/逻辑1/故障；11)传感器最大接线距离：等效电缆阻抗92Ω。采用截面为1mm2铜芯电缆配接KJ101-45B型甲烷传感器时，接线距离为2000米，采用截面为1.5mm2铜芯电缆时，接线距离为3000米；12)监控分站设有远程断电控制电路：最多可接四台继电器箱，控制距离：>2Km；13)监控分站机内断电两组接点输出：断电值可以任意设置，每组接点均可选择常闭或常开；接点容量：36－220V/2A；14）监控分站与主站通信方式：主从应答式，移频键控（FSK）或基带双流码方式；15）通信速率：1200BPS；KJ101N-F1型监控分站示意图三、KJ101N-F1型矿用监控分站的显示KJ101N-F1型矿用监控分站与各种模拟量传感器、开关量传感器、扩展器、编码继电器箱等设备配接形成一套独立的监测控制单元。传感器将测量到的物理量以频率或串行码方式传送给KJ101N-F1型矿用监控分站，每台KJ101N-F1型监控分站可以同时采集四路模拟量和四路开关量传感器的数据。机内的嵌入式微处理器对采集的数据进行换算，然后送给显示驱动单元，由它把传感器实测物理量，按每路顺序在显示屏上以符号或数字的方式显示，显示屏左侧3个数码管显示通道号及被测物理量的属性标志，右侧4个数码管显示对应模拟量测量值或开关量状态值。数值显示的同时还将仪器的工作状态、应答状态、通信线路状态、控制闭锁状态，以及交流供电状态等显示出来。XCH传感器为甲烷X-P传感器为负压、压差或水位X-U传感器为风速X-C传感器为温度XCO传感器为一氧化碳X-L传感器为流量XC传感器为累计量5CF传感器为四路开关量1)模拟量显示方式上图解读为：2号端口输入，甲烷（CH4）测值为37.21%,当显示测值的数码管显示“OPEN”时，表示该路模拟量传感器故障或断线；当显示负值时说明传感器已经漂负。2)四路单开关量显示方式四路单开关量采用三态显示及传输方式，分别为“1”态、“0”态和“E”态（故障态）上图解读为：四个单开关量端口输入，第一路为“1”，第二路为“0”，第三路为“故障”，第四路为“1”3)扩展八开关量显示方式扩展八开关量的测量值（开/关状态）在右侧4个数码管上用点亮笔画的位置表示，从1到8路，“1”状态由上下竖划显示，“0”状态由上下横划显示，无显示为失效。上图为开关量传感器全“0”，深色表示该划点亮，中间小数码管显示0为八开关量标志。四、开关量接线方法一般开关量传感器采用两线制，分别与电源正和信号输入连接（1/5mA）,开关量传感器的电源正与就近的模拟量传感器电源正共用，负端与电路主板上对应的开关量输入端子连接。如果主板上的接地连线与公共端断开时，如电路板上方的开关量负输入端，要与同侧的模拟传感器的公共负端相连，不可以悬浮，“公共地”连线（白色连线）。

KJ101N-F1型矿用监控分站与传感器的典型配接示意图四模四接线开方式：注意：1、监控分站为甲烷风电闭锁模式时，自动按三模五开方式工作，第四路模拟量输入端口用作开关量输入，固定配接风量开关传感器;2、设置为甲烷风电闭锁状态的监控分站，故障闭锁功能自动生效。五、有关风电闭锁说明

设备为正常普通工作方式时，上电一分钟内，CH4关联的内外断电接点处于断电状态。一分钟后，将根据实际检测结果来决定内外断电接点状态，中间小数码管显示“－”；设备为故障闭锁工作方式时，上电一分钟内，CH4关联的内外断电接点处于断电状态。一分钟后，将根据实际检测结果来决定内外断电接点状态，。中间小数码管显示“C”；设备为风电闭锁工作方式时，上电一分钟内，CH4关联的外断电接点处于断电状态，同时内断电继电A器接点闭合，内断电继电器B接点断开。一分钟后，将根据实际检测结果来决定内断电继电器B和外断电接点状态。中间小数码管显示“F”；当设备为风电闭锁工作方式，且内断电接点断开，也就是将风机断电并闭锁时。按“修改”的右键执行解锁；中间小数码管为显示“E”，表明处于风机解锁状态。当再按相应键时，恢复风电闭锁功能；当监控分站设为甲烷风电闭锁模式时，第四路模拟量输入端口用作开关量输入，固定配接风量开关传感器。六、甲烷风电闭锁示意图七、KJ101N-F1监控分站的使用注意事项1)交流电源不得错接，若将660V电源接到380V端子上，将立即烧毁设备！2)仪器外壳使用中切记要良好接地，有利于人身安全！电源接线腔中的地线一定要可靠接地，千万不可以悬浮，它连接机内变压器屏蔽层，在外线有异常高压窜入时，可提供有效的隔离保护。3)发现传感器显示数值与分站不一致时，首先检查分站信号制式是否与传感器输出制式一致。4)FSK制式的分站（主板）不可以与基带分站（主板）同网使用！如果发生混接，轻则会造成信号中断，严重时30V驱动电压可能会损坏FSK主板的通信变压器！5)分站上电后一分钟内，处于开机闭锁状态，检测性能一定要等待闭锁时间过后方可进行！6)用户如果有意去掉故障闭锁功能，可以通过地面软件设置选择，也可以用红外遥控器在井下分站上设定。7)内置式后备电池绝对不可以在井下危险场合拆开接线！外置式后备电池不可以带电接线，要首先打开电池箱盖板，让联动开关切断电池电源后方可以接线，接线顺序：先接分站侧，再接电池箱侧；拆卸时顺序相反。8)使用中注意观察交流电供电状态，防止后备电池过度放电，后备电池放电终了，一定要马上充电，否则电池将很快损坏！仓储中的后备电源要定期半年充电一次。升井检修的仪器，一定要充足电后再储藏，避免损坏电池。注意：只要发生一次停电事故后没有及时恢复，电池就将损坏！9)使用中的后备电源，每次完全放电后，要经过48小时充电方能全部充满，每天都发生交流电停电的场合，电池将长期处于过放电状态，不能保证后备时间且极易损坏电池极板。10)输入端连接三线制的传感器，如果地线与信号线发生错误交叉连接，传感器能够正常工作，但监控分站无法接收传感器的数据。11)正确设置地址拨码开关，监控分站才能与地面主机正常传送数据，地址拨码发生重复时，监控数据会发生连续“出错”显示。12)监控分站的参数、工作模式的设定，与系统软件的模式、参数设置，二者一定相吻合，否则中心主机将无法正常收到测点数据，比如：井下监控分站设为四模四开，而地面软件设定二模二十开，系统显示数据必然发生混乱。13)使用中的后备电源，每次完全放电后，要经过48小时充电方能全部充满，每天都发生交流电停电的场合，电池将长期处于过放电状态，电池容量将很快衰竭。14)仓储中的后备电源要定期半年充电一次，升井检修的仪器，一定要充足电后再储藏，避免损坏电池。15)监控分站电源开关采用磁保持记忆开关，交流电中断后并且仪器处于关闭状态，此时用红外遥控器不能启动后备电池供电之电源，须用磁钢从机外启动。16）井下工作面设备搬迁时，往往生产部门首先切断工作面电源，然后才逐步拆卸设备，带有后备电源的分站，在交流电停止那一刻开始，已经开始消耗后备电池中的电能，直到电池放光为止。如果这台设备不能迅速搬移到新工作地点，并且连接好电源将电池及时充电，那么这台分站中的电池组注定就报废了！用户要防止这种在不知不觉中损坏设备的习惯行为，一定要在拆装设备之前，用遥控器关闭分站电源。在进行后备电源容量的测试之前，一定要保证48小时的全充电（二天二夜），如果仅仅充电八小时就开始放电，电池组只能充到1/3不到的容量，将远远达不到全容量的指标！第三章KJF19型监控仪接线说明

及检修与测试一、KJF19型监控仪接线说明该仪器上部为本安结构，左边三个出线喇叭口，右边三个出线喇叭口，可引入外径13mm电缆六根。仪器的下部右侧2个大喇叭是电源入口，可引入外径20mm电缆二根，接线腔为隔爆式，腔中设有3个接线柱，（1）-（3）为660V、380V或36V电源输入端，（2）为外壳地线。为了防止错误接线，产品出厂时只提供一种电源电压（其它电压品种要预定）。仪器的下部左侧2隔爆接线腔，上腔两个接线柱为备用电源输入端、下腔两个接线柱为直接断电（机械触点）输出端。使用36V供电时可以直接使用磁力开关的控制电源。KJF19型监控仪供传感器的本安电源属于恒压限流方式，开路电压19V～19V，限流点250mA，传感器开路电源不跳闸。KJF19型监控仪联接四个模拟量示意图二、KJF19型监控仪的检修与测试①上电测试监控分站按产品指定工作电压接通电源，用传感器遥控器“试验”钮启动，电源开关或用磁钢移近右侧中部，监控分站电源应接通，此时显示窗上七只数码管的中间横划应点亮，表示监控分站已进入自检状态，大约4s后，七只数码管显全“0”，再过3s后进入正常工作状态。左边三只数码管显示数和传感器属性，右边三只数码管显示传感器测值，中间小数码管显示开关量状态。中间横划指示回答信号。小数码管上方红色指示灯显示呼叫信号，如果接通传输线，此灯应闪动，传输线断开此灯熄灭。②本安电源的测试监控分站通电后用万能表DC电压档分别测量四路传感器接本柱，1-3、5-3、8-10、12-10。结果应为19V±0.5稳定无波动。电压正常后将万用表拨到DC电流1A档分别测量四路探头的短路电流，测量位置同上，正常值应有250mA电流±20mA。③传数测试将监控分站与四只瓦斯传感器连接，主板上开关按如下设置SW1：↑↓↑↓↑↑↓↓；SW2：（地址）；SW3：↓↑↑↓↑↑↑↑；将监控分站与主计算机联机并按说明书方法将被测监控分站点号设置成四模方式，开机运行后观察探头显示，监控分站显示和计算机显示应一致，偏差不应超过一个字。④断电及遥控测试A本机断电测试：将SW3的7.8位置或↓↓，用万用表直接测量左下方隔爆腔中的断电输出接点，按下传感器的试验钮，或在主计算机上下发断电命令，断电输出接点应动作（断开）。B远程断电测试：将监控分站按传数测试连接和开关设置，在（13）（14）接线柱上接好继电器箱，偏调瓦斯传感器调零电位器使其达到断电值，或按下传感器试验钮，用欧姆表测量继电器箱的断电常闭触点接线柱应动作（断开）。⑤风电瓦斯闭锁功能测试将监控分站按三模八开方式设置，第四端口接开停传感器一只，第一、二、三端口接瓦斯传感器，监控主板EPROM插上专用固化程序，功能开关按如下方式设置。SW1：↓↑↑↓↑↑↑↓；SW2：（地址）；SW3：↓↓↓↓↑↑↑↑；将开停传感器靠近电源变压器或卡在有较大功率的电源线上（如电炉等），用欧姆表测量继电器箱中的闭锁触点接线柱，断开为闭锁状态。a)上电闭锁：开启监控分站电源，闭锁触点断开约40秒后触点应闭合;b)超限闭锁：分别调整瓦斯探头一、二的调“0”电位器，当任一探头测值达到和超过1.5%CH4时，闭锁触点和断电触点应断开;c)停风闭锁：将第一、二端口上的瓦斯探头调整到3%CH4时，再将开/停传感器移开负载线使其运行灯熄灭，此时闭锁触点和断电触点应断开;d)入风闭锁：将第三端口上的瓦斯探头调整到>0.5%CH4时，继电器箱中停止触点、断电触点、闭锁触点应同时断开;e)掉电闭锁：将监控分站电源关闭，闭锁触点应断开。KJ101N-F1型监控分站由三大部分组成：1.电源部分2.衬板部分3.主板部分。三、KJF19型监控仪常见故障及检修方法故障现象检查与处理方法监控分站运行正常，有回答闪烁，主机接收不到信号。地面软件初始化设置错误或回答电路故障，重新正确设置或检修回答电路。监控分站运行正常，无回答闪烁传输线开路、地址拨码不符、信号接收电路故障、换极电路故障。监控分站接入传输线后，整个网即刻信号全消失。监控分站被雷电击穿造成传输线短路，检查BG503、D505～508监控分站运行正常，有回答信号，但个别点有时无。传输线漏电或个别监控分站锁相电路不正常，寻找漏电点或更换监控分站主板。传感器一、三路或二、四路同时加不上电，其它正常。1.电源经过衬板的引线或插座开焊；2.其中一路电源故障引线断。四路传感器中有一路加不上电1.衬板引线或插座断路2.主板中取样电阻RN01开路注：N为探头路数个别端口数值显“0”，5分钟后显“Err”，地面显“断头”。1.传感器脉冲信号回传线断2.主板或衬板引线断路，使信号不能传递到CPU3.传感器自身故障。监控分站运行正常，收码指示灯LED1不亮。传输线断路或短路，信号接收电路故障，如雷击等。将接收电路中的元件全部更换。数码管不亮，LED1常亮不闪，测RESIT引脚，有起伏的电平。接收光电G503击穿或晶体管BG502故障现象检查与处理方法监控分站脱机运行正常，接上传输线后，呈连续复位状态。1.锁相电容C1开路2.换极电路故障3.信号接收电路BG502导通时不饱和，产生自激。更换光电耦合器或恒流电路元件。开机后数码管不亮，测5V电源正常。1.主板上IC松动2.EPROM程序坏，换27C32。3.401主板故障，返厂修理。主机收不到信息，收码指示灯闪烁，但亮的时间长，熄的时间短，传输线反转后一切正常。换极电路故障，检查IC8、IC7、IC5。电源不能开启1.电源板故障、2.光电故障。19V电源低落使个别传感器不能正常工作。衬板电流调整失衡，单组电源电流>500mA时，电源限流保护。合理调整传感器搭配，传感器工作正常，监控分站显示值不稳时，而出现异常高的测值。探头电缆接头接触不良时，产生“噪声”信号被监控分站误读为高测值信号。维修电缆接头，有必要时更换无接头的PUYVR长电缆。监控分站工作正常，电源供电正常，但数码管不连续显示，每4秒钟亮1次。掉电检测电路BG1或IC13故障。检查电源板第三路电源电路SW1开关，传感器的配置方式不能读入CPU检查IC10-1、IC10-9、IC4-3、SW1开关和RZ1。SW3设置无效检查IC12-1、IC12-9、IC4-6、SW3开关和RZ3监控分站不回答或窜点，拨动运行中的SW2程序不复位。检查IC11-1、IC11-19、IC4-5、SW2开关和RZ3。各传感器显示正常，监控分站四路数值异常检查IC13-1、IC13-19IC4-6。开机后左三个或右三个数码管不亮分别检查BG2、D3、R8和BG3、D8、R9监控分站运行正常有回答周期但无回答电流，SIO-15输出正常检查IC14-1、IC24-4、IC24-5、IC24-6。监控分站运行显示正常，但无回答周期.1.检查488.28时钟电路IC9-13、IC9-14和IC7-9。2.检查中断信号IC9-5和IC1-16应连通3.检查R14.试换IC9