8 煤矿安全监测监控系统

第八章煤矿平安监测监控系统§1概述§2监测系统的结构§3平安监测计算机网络根底§4监控系统电源§5煤矿平安环境监测监控系统功能§6平安环境监测监控系统辅助管理精选课件8.1概述平安监测监控系统：多学科、综合性强计算机技术通信技术控制技术电子技术第一节概述平安监测监控系统楼宇平安监测通信系统建筑消防监测监控系统公路交通平安监控系统煤矿平安监控系统精选课件一、平安监测监控系统组成1、测控系统的根本概念“测〞－－检测各种环境平安参数、设备工况参数、过程控制参数等；“控〞－－根据检测参数去控制平安装置、报警装置、生产设备、执行机构等。监测系统－－假设系统仅用于生产过程的监测，当平安参数到达极限值时产生显示及声、光报警等输出的系统；监测监控系统－－除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等的系统；计算机监控系统－－在监测系统上增加了对生产机械的控制、调节功能的系统。第一节概述精选课件长英科技为楼宇温度监测系统LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器8路总线分支器智能RS232/以太网〔TCP/IP〕网桥多功能采集模块连接网络整合一、平安监测监控系统组成第一节概述精选课件8.1概述一、平安监测监控系统组成第一节概述精选课件第一节概述一、平安监测监控系统组成精选课件2)监测监控系统的组成人体实际上也是一个“监测监控系统〞。人通过五官〔传感器〕感受外界的信息，通过神经〔传输信道〕传输给大脑〔计算机〕，大脑经过分析、判断，指挥四肢等器官〔执行机构〕的动作。信息由大脑集中管理，产生的动作由四肢等器官分散控制，这里可以将其称为。精选课件煤矿平安生产监测控系统层次上一般是分为，如图8-1-1所示。8.1概述平安监测监控系统组成精选课件典型煤矿平安监测监控系统的组成集散测控系统第一节概述一、平安监测监控系统组成两级或三级管理的计算机集散系统〔DCS:DistributingCenterSystem〕：传感器：测控分站级：传输信道：中心站级。每个测控分站负责某几路传感器信号的采集和某个执行机构的控制，实现了采集、控制分散；中心站负责数据的处理、储存、传输，实现了管理的集中。中心站与分站和计算机网络之间的通信、传感器到测控分站的数据传输、测控分站到执行或控制装置信号的传输，是通过传输信道实现的。典型监测监控系统的组成精选课件〔1〕测控分站测控分站，简称分站。根据放置地点和防爆要求的不同有井下分站和地面分站之分。分站的主要功能是采集由传感器传来的环境平安参数、设备工况参数等信息，并进行预处理。根据预先设定的参数极限，发出超限声、光报警信号和断电、闭锁信号，与中心站通过传输信道进行通信，传输被测量信息，接收中心站的命令。井上、井下信息的交换必须加平安栅隔离。测控分站的核心是以单片机组成的微型计算机系统，包括CPU、ROM、RAM、I/O接口，必须的外设，系统软件和应用软件。8.1概述平安监测监控系统组成精选课件8.1概述平安监测监控系统组成精选课件1〕传感器将被测的物理量转换为便于传输和处理的电信号，经传输线和测控分站连接，为测控分站提供信息，按输出信号的种类传感器有模拟量传感器和开关量传感器。根据监控系统的特点和考虑抗干扰等因素，很多传感器采用频率信号输出，为测控分站的采集和处理带来了很大的方便。有的传感器本身就是智能传感器，输出为数字量信号，可不设置测控分站，由传感器与中心站直接交换信息。8.1概述平安监测监控系统组成精选课件8.1概述平安监测监控系统组成矿用传感器瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关；各种机电设备开停、电压、电流、功率、电度等矿用传感器精选课件温度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件温度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件湿度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件压力传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件位移传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件流量传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件粉尘浓度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件风速传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件角度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件高度传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件称重传感器

8.1概述平安监测监控系统组成精选课件扭矩传感器8.1概述平安监测监控系统组成精选课件2〕执行和控制装置执行或控制装置是根据分站或中心站的命令，进行状态转换和控制的装置，主要包括声、光报警装置，断电、闭锁装置等。报警装置的作用是根据平安参数的极限值发出声、光报警信号。断电、闭锁装置的作用是在平安参数超限时，切断工作面工作设备的电源，以免发生事故或防止事故的扩大，从而实现了工作面电源的闭锁。8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站中心站的关键设备是主机，采用高可靠性的计算机，如工控机等作为主要部件。主机一般设置2台，采用冷备份或热备份的方式，互为备用。主机的作用是系统的生成、系统的管理、进行数据的处理和输出、并进行必要存储，必要时对关键设备实施控制。就其技术而言，测控系统是传感器技术、通信技术、计算机技术、控制技术、网络技术等信息技术的综合。就其地位而言，测控系统是企业综合自动化CIMS〔ComputerIntegratedManufacturingSystems，计算机集成制造系统〕中的子系统，是计算机网络中的结点。8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔2〕中心站8.1概述平安监测监控系统组成精选课件〔1〕合理利用瓦斯超限断电功能，杜绝瓦斯超限。〔2〕监督平安技术措施的落实，及时消除瓦斯隐患。〔3〕为快速查找瓦斯超限原因提供帮助。〔4〕为矿井瓦斯治理提供根底数据。8.1概述平安监测监控系统的作用：精选课件平安监测监控系统应用于煤矿生产，起源于对矿井瓦斯进行检测的平安需求。据记载，世界上最早见诸于学会报告的瓦斯爆炸事故是发生于1675年英国北威尔士欣煤矿的一次瓦斯爆炸。第一次伤亡超过百人的瓦斯爆炸事故发生于1825年的英国奈尔生多煤矿，死亡102人。第一个伤亡超过千人的瓦斯爆炸事故发生于1906年的法国傅立叶煤矿，死亡1099人。由此可见，在测量措施和平安措施没有完备以前，由于破坏力的巨大，煤矿瓦斯爆炸已经成为当时社会瞩目的平安问题。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件1、瓦斯检测技术的开展过程最早——英国——1815年平安灯：构造简单，性能可靠，使用寿命长，用了100多年。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件1、瓦斯检测技术的开展过程光学瓦斯检定器：1925年——日本——根据瓦斯气体对光线的折射率与空气的折射率不同的原理，利用干预条纹的位置来测定瓦斯浓度。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件1、瓦斯检测技术的开展过程催化型瓦斯监测仪器〔占主要地位〕：1943年以前-美国-VCC瓦斯测量仪-用纯铂丝催化元件;随后，日本-制成最早的载体催化元件;此后，据前联邦德国-研制成功利用氧化铝〔Al2O3〕为载体，钯〔Pd〕、钍〔Th〕为催化剂的载体催化元件，获得了较好的测量性能。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件2、国内外瓦斯平安监测监控系统1961年以后，英、美、法、德、日、前苏等工业兴旺国家，都把开展催化型仪器作为瓦斯检测的主要方向。同时，从1960年代开始，微型计算机技术、通信技术的开展，使得国外煤矿平安监测已经不单单是自动监测矿井瓦斯浓度参数，而是集多种平安状态参数于一体监测的系统，是传感器技术、半导体材料技术以及通信技术综合产品。从技术特性来看，其信息传输是靠空分制——即一个测点信号靠一对电缆来传输。其中最具代表性的是20世纪60年代中期法国的CCT63/40煤矿环境监测系统，它可测量瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数，最多可测40个点。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程精选课件1958年：最早，出现于的山西省——纯铂丝元件为传感器——AQR-1型瓦斯测量仪。1973年：长期连续监测瓦斯的AYJ-1型瓦斯遥测仪——ABD-1型瓦斯断电报警仪、AQD-1型采煤机瓦斯断电控制仪等产品出现。同时，在1970年代煤矿已经采用了多路载波传输技术和模拟显示进行环境参数和机械状态的监测，用来指挥生产。随着改革开放的国策出台，开始引进了波兰CMM平安检测系统，英国的MINOS系统，美国的DAN系统和联邦德国的TF-200系统。1980年：随着引进消化并进一步实现“国产化〞，创造了一系列适合我国煤矿条件的监控系统。1990年：先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80等煤矿平安监测监控系统。随后又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM,WEBGIS等煤矿平安综合化和数字化网络监测管理系统。同时在“先抽后采、监测监控、以风定产〞十二字方针和?煤矿平安规程?等法规文件中，规定我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井必须装备矿井平安监测监控系统。8.1概述二．平安监测监控系统技术开展历程中国精选课件三．平安监测监控系统开展应用现状1、国外平安监测监控系统开展和应用国外平安监测监控系统，在应用于煤矿生产过程中，是集环境平安、生产控制、调度运输等各方面功能于一体的复合系统。截至目前，如果从系统信息传输方式来刻划的话，根本上每10年就有又一代新产品出现，目前还没有明确的划分标志。如果按照平安监测监控系统信息传输特征来区分的话，可以将其分为如下几代产品。8.1概述精选课件第一代产品：信息传输采用空分制方式，这是国外最早应用于煤矿平安监测监控的信息传输方法。在20世纪60年代，英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制等大都采用这种技术，其中最具代表性的是法国的CCT63/40矿井环境监测系统，它可以检测瓦斯、一氧化碳等多种参数，布置40多个测点。到了20世纪70年代末，这一系统在西欧一些国家共装备了150多套。其中波兰在70年代从法国引进这一技术后，推出了可测128个测点的CMC-1系统。8.1概述精选课件第二代产品：其主要技术特征是信道的频分制技术的应用，它可以大大减少传输信道电缆芯数目，于是很快取代了空分制系统。英、美、德等国家的煤矿在20世纪60年代后期就大量采用频分制技术。其中最具有表性的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200系统，这些音频传输系统，信息传输技术以晶体管电路为主，它比空分制信息传输前进了一大步。

8.1概述精选课件第三代产品：是在集成电路技术出现以后，推动了时分制信息传输技术开展。其中开展较快的是英国，英国煤炭研究院于1976年推出了轰动一时的以时分制为根底的MINOS煤矿监控系统。在皮带运输系统应用取得成功后，他们立即推广到井下环境监测、供电供水监测和洗煤厂监控等方面，形成了全矿井监测监控系统。到了20世纪80年代初，MINOS监控系统已经相当成熟，在英国国内得到大量推广，还向美国和印度出售过。这一系统的成功应用，开创了煤矿自动化技术和平安监控技术开展的新局面，直到今日，国内外各种监控系统尽管在功能性和产品的技术先进性上都有较大的提高，但系统的整体结构仍没有太大的变化。8.1概述精选课件第四代产品：是以分布式微处理机为根底的平安监控系统。近年来，计算机技术、大规模集成电路技术、数据通信技术以及计算机网络技术等现代高新科技应用于煤矿监控系统，使得矿井平安监测监控技术跻身于高科技之列。以美国最为突出，最具代表性的是美国MSA公司的DAN6400系统，其信息传输方式虽然仍属于时分制范畴，但用原来的一般时分制的概念已经缺乏以反映这一高新技术的应用特点。淮南潘一矿1985年引进DAN6400。8.1概述精选课件第五代产品：是光纤通信技术为根底的平安监控系统。采用光纤通信技术是国外煤矿监测监控系统近年来开展的特点之一。光纤技术应用之一是利用光纤高速数据通道将地面中心站与井下分站连接起来，提高信息传输速度，扩大系统容量。日本采矿研究中心利用局域网络(LAN)技术能够构成宽带传输线、具有高传输速率的特点，提出并开发了双回路环形系统。新系统由地面站、局域网系统(主系统)、本质平安子系统构成。主系统由一对光纤构成环路；每个站之间最大通讯距离达6km；采用再生重复传输方法，传输速度8.192Mbps；当某处电缆断开时，系统可以改变传输路线；某分站断电时，可将该分站旁路，不但增加了系统的信息量，可靠性也得到了很大的提高。8.1概述精选课件1995年美国矿业局开发了光纤环境监测报警系统(FOREWARNS)，对矿井的CO、NO2、SO2这3种有毒气体进行监测。该系统由中心站(CMS)通过一个大芯径光纤向3种传感器提供光源。中心站由显示单元、激光组件组成，通过分光器将光信号分布到每个敏感组件(RSU)上。利用光纤技术监测瓦斯是气体传感器技术的新途径、新开展。美国、英国、瑞典、日本、澳大利亚等国家均开展了该技术的研究工作，澳大利亚和美国还在煤矿进行了试验。8.1概述精选课件该技术特点是利用了甲烷吸收某一特定波长的红外线能量的原理，甲烷的强吸收带虽然在3.3m，但在该波长下，硅光纤材料传播红外线能量的损失太大一般是将波长选在其谐波，即1.6m处。如果在光纤芯中，3.3m波长的红外光传播的光能损失是56dB／km。而在同一光芯中其谐波的光能损失只是它的1／56。此外，在这一波长的红外光源和探测器也是成熟的技术。光纤瓦斯传感器与载体热催化式瓦斯传感器相比有明显的优点，主要表现为线性范围宽(0～100％CH4)、线性误差小(0.1％CH4)、稳定性好(0.1％CH4／月)、响应时间短(１s)、寿命长。由于在危险场所无电气连接，所以平安性能好。8.1概述精选课件2、国内平安监测监控系统的开展和应用煤炭科学研究总院常州自动化研究——KJ1系统。20世纪80年代初，引进了两套CCT63/40矿井环境监测系统，分别装备了阳泉一矿和兖州东滩矿。80年代中期，引进了两套CMC-20型系统装备了抚顺龙凤矿和开滦赵庄矿，并由抚顺煤矿平安仪器厂引进CMM-20制造技术。1984年，原煤炭部从西德F+H公司引进一套TF200系统，装备了兖州兴隆庄煤矿，并由重庆煤矿平安仪器厂引进其制造技术。由此，国内不少矿井装备了TF200系统。同年从美国引进了两套MSA公司〔矿业平安设备〕的DAN6400系统，分别装备在淮南潘一矿和鸡西的小恒山矿。8.1概述精选课件在20世纪80年代初，原煤炭部组织了对国外煤矿平安监控技术进行大规模考察和引进工作，大大促进了国内平安监控技术的开展。如常州自动化所研制的KJ2系统于1988年通过鉴定；航空部634所的KJ4系统于1986年通过鉴定；镇江煤矿专用设备厂生产的A—1系统于1988年通过鉴定；淮南无线电厂生产的A—2系统于1988年通过鉴定；海南煤矿平安仪器厂1989年生产出了KJ10系统；中国矿业大学北京研究生部研制的ZKY-1系统于1989年通过鉴定；天津煤矿专用设备厂引进生产的森头里昂系统也于同一时期通过鉴定；常州自动化所研究的KJ22经济型煤矿监控系统于1991年通过鉴定；由常州自动化所、大同矿务局和阜新矿业学院研制的KJ7系统于1991年通过鉴定，这些标志着我国煤矿平安测控系统进入了国产化的轨道。8.1概述精选课件进入20世纪90年代，我国在平安监测监控技术方面的研制得到了进一步的开展，研制开发出了一批具有世界先进水平的监测监控系统。如北京仙岛新技术研究所和抚顺平安仪器厂联合开发的KJ66系统，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统，上海嘉利矿山电子公司的KJ92系统，煤科总院常州自动化研究所的KJ95系统等。8.1概述精选课件如北京仙岛新技术研究所和抚顺平安仪器厂联合开发的KJ66系统8.1概述精选课件煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统，8.1概述精选课件上海嘉利矿山电子公司的KJ92系统，8.1概述精选课件煤科总院常州自动化研究所的KJ95系统等。8.1概述精选课件其主要特点是，测控分站的智能化水平进一步提高，具有网络连接功能；系统软件普遍采用了Windows操作系统。总结我国近10年来煤矿平安监测监控系统的技术开展概况，主要表现在以下5个方面：〔1〕矿井平安监测技术标准化工作逐步完善。为了标准管理煤矿监测系统，在原煤炭部组织下，相继制定了?煤矿平安生产监控系统总体设计标准?、?煤矿监控系统软件设计标准?以及甲烷、一氧化碳、风速等传感器行业标准。这些技术标准和标准对监测系统的技术规格、实时性、可靠性、精度、软件功能、关联设备等技术指标和试验方法做出了明确规定。这对我国煤矿平安监测系统的研究、设计及产品质量监督检验起到了指导作用和积极推动作用。8.1概述精选课件〔2〕开发新型传输技术，系统容量扩大。我国现有的矿井监测系统的数据传输信道根本上采用电信号传输，既有模拟传输系统，也有数字传输系统。从煤矿生产的实际情况出发，监控系统的网络结构，即中心站和监测分站之间的连接，一般采用树状网络结构。其最大特点是系统所用传输电缆少，但这种结构也存在着传输阻抗难以匹配、接收端信号功率微弱、信噪比小、抗干扰能力差等问题。因此，一些系统采用了数字频带传输技术，一般是采用数字调频移频监控FSK调制解调技术，这是一种数字调制信号传输信息的方式，与基带传输方式相比，这种传输方式有较好的抗干扰能力。随着矿井监控系统容量的增加，以及矿井调度通信功能的综合一体：KJ95就是集矿井调度通信、监测于一身的综合性系统。8.1概述精选课件〔3〕应用软件丰富，系统功能增强。随着微型计算机技术的快速开展，监控系统软件运行环境不断改善，应用软件的开发工作也不断深入。软件的不断升级、功能增强是近年来矿井监控系统技术进步的主要方面。目前，矿井监控系统都采用了Intel系列CPU的工业控制机，硬件配置增强，配有实时、多任务操作系统。系统软件多运行在MicrosoftWindows95/98/2000/XP或NT4.0中文操作平台上，不仅可以充分利用多进程、多线程技术实时并发处理多任务，还具有丰富多彩的用户界面，使监控软件的前后台处理能力增强。8.1概述精选课件联网是矿井监控系统软件开展的重要方面。监控系统本身就是一个分布式计算机网络。随着煤矿计算机应用水平的不断提高和煤矿企业管理的要求，需要将矿井监控系统与其他计算机构成网络，使网络各节点上的计算机可以调用、分享监控信息，也可以处理管理信息。通过网络系统还可以方便地与矿务局计算机网络变换信息。现有的KJ4、KJ95、KJF2000等监控系统都具备联网功能。如KJ95系统与矿井调度通讯系统组成网络，通信系统中的语音工作站不断访问效劳器，如果发现井下某一测点瓦斯超限，确定报警语音信息，语音工作站将语音信息转换成语音信号送交换机，再由交换机对井下进行播送报警。8.1概述精选课件〔4〕矿井专业化平安监测系统不断涌现。目的主要是要防止发生瓦斯、火灾等重大灾害事故的发生。煤矿自然发火预测预报、瓦斯突出预报、矿井带式输送机巷火灾监测等一系列专业平安监测系统相继研制成功。由煤科总院抚顺分院开发的KJF系统将束管监测技术与环境监测系统相结合，将束管系统置于井下，解决了束管监测技术存在的取样时间延迟问题，为采空区自燃火灾监测预报及采空区注氯防火状态监测提供了手段；煤科总院重庆分院开发的KJ54型矿井平安监测系统是在现有监测系统的根底上，根据我国煤矿生产的实际情况和多年来与自然灾害斗争的实际经验，以多种自然灾害的预报为目标而研制的新一代矿井平安监测系统。8.1概述精选课件〔5〕重视、加强传感器的开发研究。煤炭科学研究总院重庆分院等单位采用单片微机研制出智能型甲烷传感器，增加了红外线非接触调校和自动调校功能，传感器整机稳定性有了一定提高。为了克服高浓度瓦斯冲击造成催化元件失效的问题，一些研究院所和企业采用催化和热导两种敏感元件研制了高、低浓度瓦斯传感器，相应延长了传感器的使用寿命。后来煤炭科学研究总院抚顺分院和武汉大学分别研制出胶体电解质和固体电解质CO元件，解决了电解质泄漏问题，元件的使用寿命到达2年。为了适应煤矿监测系统的开展，还开发了新的品种，如煤炭科学研究总院抚顺分院研制了CO2传感器、O2传感器、采空区多点温度传感器、微压力传感器及重庆分院研制的离子烟雾传感器等。8.1概述精选课件四、我国矿井平安监测监控技术开展方向1〕紧密结合我国煤矿平安生产国情我国是一个煤矿灾害事故严重，特别是瓦斯爆炸事故频发的产煤大国。近年来出现的瓦斯爆炸事故大都发生在中小煤矿，而且都出现在没有监测监控系统或系统未能正常使用的矿井。因此，高突瓦斯矿井必须装备平安监测系统。但应根据不同煤矿井型、产量及其平安状况开发装备相应的监测系统，使煤矿在经济上能够承受，使用起来可靠。8.1概述精选课件2〕重视专业化或专家系统的开发近年来，一些科研院所虽然进行了大量的研究工作，取得一些成果，但由于大局部是在独立的系统上进行的，没有广泛的适应性，无法推广应用。今后，开发平安监控技术应特别注意将诸如瓦斯涌出规律、瓦斯突出预测预报、煤自燃发火预测预报、带式输送机火灾早期预报、均压通风自动调控以及矿井灾变期间抢险救灾指挥等技术融入监测系统中，才能充分发挥监测系统的作用。8.1概述精选课件3〕继续深入强化传感器技术的研究传感器是煤矿平安监测系统可靠运行的关键，虽然我们已经作了大量的研究工作，但由于传感器运行在煤矿特殊的气候环境下，增加了开发研究的难度，特别是一次敏感元件的稳定性和使用寿命仍然没能完全解决。传感器、通信技术、计算机技术是信息产业的三大支柱，已经受到国内外各行各业的重视。因此，国内外传感器技术进步将为煤矿平安监测传感器的开展提供契机。为了提高煤矿平安监测传感器水平，在今后研究开发工作中，应注重以下方面：8.1概述精选课件(1)关注国内外传感器开展热点，借鉴传感器新技术，开发适用于煤矿的平安传感器。微型化、集成化、智能化、系统化、低功耗是当今全球传感器开展的方向，而光纤技术、生物工程技术、微电子技术及微加工技术等多种技术的融合，可能使传感器性能最优化，这些都是我们在跟踪国内外新技术时要特别关注的地方。8.1概述精选课件(2)解决煤矿平安传感器的稳定性、可靠性，提高传感器的制作质量，在很大程度上依赖制作工艺。先进的传感器制作工艺也是传感器技术创新的根底，诸如微机械加工技术、平面制作工艺、薄膜制作工艺及传感器封装技术等对传感器研究开发及传感器实现产业化、工程化起着至关重要的作用，这是一项十分重要的根底工作。8.1概述精选课件(3)应高度重视传感器功能材料的研究。当今世界各国已把纳米技术纳入了自己的关键技术中。美国国家关键技术报告中指出：对先进的纳米技术的研究可能导致纳米传感器的产生；我国的一些研究单位研究说明，用纳米材料制作气体传感器时，由于其本身具有高外表能，有较大的孔径和空容，其比外表是常规材料的数十倍，在气固反响过程中能加快反响速度，提高反响灵敏度，有利于改善气体传感器的性能。这些都值得我们在今后研究工作中借鉴。8.1概述精选课件8.2监测系统的结构一监测系统的种类环境监测系统工况监测系统瓦斯突出预报子系统顶板监测子系统综采监控胶带监控精选课件8.2监测系统的结构侧重于监测采掘工作面、机电硐室、采区主要进回风道等自然环境的参数，其主要包括：1〕矿井气体监测：低浓度沼气〔4%以下〕、高浓度沼气〔4%~100%〕、一氧化碳、二氧化碳、氧气；2〕矿井环境监测：温度、风量、风速、负压、矿压、地下水、通风设施、煤尘、烟雾等参数。除实时显示检测数据外，还应按?煤矿平安规程?的要求及各矿井实际情况，在一定地点及工作场所设置声光报警和执行装置，以便防止和预报灾害。〔瓦斯1%、1.5%、0.5%、1min〕环境监测系统精选课件8.2监测系统的结构采煤工作面精选课件8.2监测系统的结构采空区精选课件8.2监测系统的结构掘进工作面精选课件8.2监测系统的结构硐室精选课件侧重于监测机电设备，其主要监测参数有采区产量〔核子秤〕、井下煤仓煤位、采煤机机组位置、运输机械、提升机械监控、设备故障监测及效率监测等等。但生产工况监测信息并非全部要传输到集中监控系统之中。8.2监测系统的结构工况监测系统精选课件侧重于监测机电设备，其主要监测参数有采区产量〔核子秤〕、井下煤仓煤位、采煤机机组位置、运输机械、提升机械监控、设备故障监测及效率监测等等。但生产工况监测信息并非全部要传输到集中监控系统之中。8.2监测系统的结构工况监测系统精选课件监测系统的信息有两个流向(重点)1〕检测信息：从传感元件到分站再传输到地面接收机〔主机〕；2〕控制信息〔指令〕：又从主机到分站，再到执行机构。8.2监测系统的结构精选课件监测系统的功能包括：各种参数监测与传输、超限报警、断电，以及对各种模拟量和开关量进行实时地参数统计、分析、处理、显示、存贮；同时，还能对各种信息进行记录，打印报告，显示和绘制各种图形曲线等等。监控系统还可通过模拟盘直观地显示出模拟图形，以及对计算机和系统进行故障再诊等。〔认识实习〕整个监控系统可在汉字操作系统支持下有效地进行工作。如果某些监控系统配备有计算机局网，那么能更有效地处理大量信息，形成矿区〔矿务局、地区〕型的大型集中监测网。8.2监测系统的结构精选课件二、监测系统的结构1．集中式1〕定义：集中式控制是一种中心计算机直接控制被控对象的系统。2〕特点：A、集中式控制是信息采集、分析处理、信道管理，控制功能均由地面中心站计算机完成；B、数据传输量大、负担繁重，中心站计算机是系统关键性节点，当中心站和传输通道发生故障时，将导致整个系统的瘫痪。集中式控制系统大多为星型结构。8.2监测系统的结构精选课件3〕优点：A、结构简单，将多个节点连接到一个中心节点即可；B、增加、扩展节点十分方便。4〕缺点：中心节点是整个系统的“瓶颈〞，该系统的可靠性很大程度上取决于中心节点。如图8-2-1所示。Eg1、网吧各计算机看作传感器〔显卡、内存〕，老板的计算机看作中心计算机〔网卡、硬盘、CPU等等〕；Eg2、把各个系分站简化为一台计算机，网络中心看作中心站计算机。〔网速受限制〕8.2监测系统的结构精选课件精选课件2．分布式分布式多级计算机控制系统，简称DSSC系统，是实时控制系统中广为采用的一种控制系统。定义：分布式多级计算机系统是由分布在不同地点，以协作方式互相配合进行工作的多计算机系统。一般在几个地方设置执行简单任务的低档计算机，而较复杂的任务那么集中由中、高档计算机去执行。执行局部独立控制功能的低档计算机称为下级计算机，而对各下级机起协调作用担任高级控制与管理职能的称为上级机，一般分布式系统都有这两个层次。〔后面的信道容量〕由于下级机有信息处理功能，因而与上级机间的信息交换往往是被压缩的信息，这种最少通讯原那么无疑提高了系统可靠性。8.2监测系统的结构精选课件2．分布式8.2监测系统的结构精选课件2．分布式8.2监测系统的结构精选课件矿井监测监控分布式系统多用树型结构来实现。个人电脑网络中心系交换器室HUB8.2监测系统的结构精选课件树型结构的优点：1〕树型结构拓扑简单，适合于矿井安装施工；2〕信息单一，系统的规模易于扩展；3〕地面中心站只须用一根电缆直通井下，井下各分站都并联在这根主传输电缆上；4〕这种结构方式，分站连接十分方便灵活，可根据矿井现场情况灵活配置；5〕由于分站与分站之间并联连接，因此，任一分站的故障对其它分站无影响，分站的可靠性较高。8.2监测系统的结构精选课件树型结构的缺点：1〕在首末分站距离较远时阻抗难以匹配；〔阻抗匹配：是指在能量传输时，要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射,这说明所有能量都被负载吸收了。〕2〕总线断路，中心站和各分站都不能交换信息。上述树型结构，只需一根主传输电缆，因此也叫单树结构。为了克服单一信道的缺点，可以采用多树结构。根据矿井的规模，从井口到井底敷设适量的传输电缆，每根电缆可带适量的分站构成一个子系统，由于各子系统之间是相互独立的，所以，任一子系统的故障对其它子系统无影响。8.2监测系统的结构精选课件3、其它结构形式1〕总线型结构这种网络拓扑结构比较简单，总线型中所有设备都直接与采用一条称为公共总线的传输介质相连，这种介质一般也是同轴电缆〔包括粗缆和细缆〕，不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的，如ATM网、CableModem所采用的网络等都属于总线型网络结构。它的结构示意图如下图。

8.2监测系统的结构精选课件

总线型结构精选课件总线型结构的特点：〔1〕组网费用低：从示意图可知这样的结构根本不需要另外的互联设备，是直接通过一条总线进行连接，所以组网费用较低；〔2〕这种网络因为各节点是共用总线带宽的，所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降；〔3〕网络用户扩展较灵活：需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可，但所能连接的用户数量有限；

〔4〕维护较容易：单个节点〔每台电脑或集线器等设备都可以看作是一个节点〕失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断，那么整个网络或者相应主干网段就断了。

〔5〕这种网络拓扑结构的缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。8.2监测系统的结构精选课件2〕星型结构

这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种，在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet〔以太网〕网络专用，它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备〔如集线器或者交换机〕连接在一起，各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线，如常见的五类线、超五类双绞线等。它的根本连接图示如下图。8.2监测系统的结构精选课件星形结构精选课件星型结构的根本特点：〔1〕容易实现：它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线，这种传输介质相对来说比较廉价，如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右，而同轴电缆最廉价的也要2.00元左右一米，光缆那更不用说了；〔2〕节点扩展、移动方便：节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可，而不会像环型网络那样“牵其一而动全局〞；

〔3〕维护容易：一个节点出现故障不会影响其它节点的连接，可任意拆走故障节点；〔4〕采用播送信息传送方式：任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到，这在网络方面存在一定的隐患，但这在局域网中使用影响不大；〔5〕网络传输数据快：这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。缺点：距离短，100m8.2监测系统的结构精选课件3〕环形结构这种结构的网络形式主要应用于令牌网中，在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的，最后形成一个闭环，整个网络发送的信息就是在这个环中传递，通常把这类网络称之为“令牌环网〞。这只是一种拓扑结构网络示意图，实际上大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型，一般情况下，环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的，因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。8.2监测系统的结构精选课件精选课件环形结构的特点：

〔1〕在这种网络中，“令牌〞是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。〔2〕这种网络实现也非常简单，投资最小。可以从其网络结构示意图中看出，组成这个网络除了各工作站就是传输介质--同轴电缆，以及一些连接器材，没有价格昂贵的节点集中设备，如集线器和交换机。功能最为简单，仅能当作一般的文件效劳模式。〔3〕传输速度较快：在令牌网中允许有16Mbps的传输速度，它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的开展，以太网的速度也得到了极大提高，目前普遍都能提供100Mbps的网速，远比16Mbps要高。〔4〕维护困难：从其网络结构可以看到，整个网络各节点间是直接串联，这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪，维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式，所以非常容易造成接触不良，网络中断，而且这样查找起来非常困难，这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。

〔5〕扩展性能差：也是因为它的环型结构，决定了它的扩展性能远不如星型结构的好，如果要新添加或移动节点，就必须中断整个网络，在环的两端作好连接器才能连接。8.2监测系统的结构精选课件3〕混和型结构

这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构，这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展，解决星型网络在传输距离上的局限，而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点，在缺点方面得到了一定的弥补。这种网络拓扑结构示意图如下图。

8.2监测系统的结构精选课件精选课件这种网络拓扑结构主要用于较大型的局域网中，如果一个单位有几栋在地理位置上分布较远〔当然是同一小区中〕，如果单纯用星型网来组整个公司的局域网，因受到星型网传输介质--双绞线的单段传输距离〔100m〕的限制很难成功；如果单纯采用总线型结构来布线那么很难承受公司的计算机网络规模的需求。结合这两种拓扑结构，在同一栋楼层我们采用双绞线的星型结构，而不同楼层我们采用同轴电缆的总线型结构，而在楼与楼之间我们也必须采用总线型，传输介质当然要视楼与楼之间的距离，如果距离较近〔500m以内〕可以采用粗同轴电缆来作传输介质，如果在180m之内还可以采用细同轴电缆来作传输介质。但是如果超过500m我们只有采用光缆或者粗缆加中继器来满足了。这种布线方式就是常见的综合布线方式。8.2监测系统的结构精选课件混和型结构的特点：

〔1〕应用相当广泛：这主要是因它解决了星型和总线型拓扑结构的缺乏，满足了大公司组网的实际需求；〔2〕扩展相当灵活：这主要是继承了星型拓扑结构的优点。但由于仍采用播送式的消息传送方式，所以在总线长度和节点数量上也会受到限制，不过在局域网中是不存在太大的问题；〔3〕同样具有总线型网络结构的网络速率会随着用户的增多而下降的弱点；〔4〕较难维护：这主要受到总线型网络拓扑结构的制约，如果总线断，那么整个网络也就瘫痪了，但是如果是分支网段出了故障，那么仍不影响整个网络的正常运作。再一个整个网络非常复杂，维护起来不容易；〔5〕速度较快：因为其骨干网采用高速的同轴电缆或光缆，所以整个网络在速度上应不受太多的限制。8.2监测系统的结构精选课件三、监测系统的组成

监测系统一般由地面中心站、井下工作站〔井下分站和传感器〕、传输系统三局部组成。1、地面中心站一般有传输接口装置和假设干台计算机，电源，数据处理及系统运行软件，存贮、打印、显示等装置组成。为了计算机稳定工作，一般还配备了机房恒温调节，不间断电源等辅助设施。8.2监测系统的结构精选课件2、井下工作站井下工作站由井下分站和传感器组成。井下分站的作用：1〕对传感器送来的信号进行处理，使其转换成便于传输的信号送到地面中心站；2〕将地面中心站发来的指令或从传感器送来应由分站处理的有关信号经处理后送至指定执行部件，以完成预定的处理任务，如报警、断电、控制局扇开启等；3〕向传感器提供电源。8.2监测系统的结构精选课件3、传输系统用来将井下信息传输至地面和将地面中心站监控指令传输至井下分站的信息媒介。传感器与分站之间一般采用直接传输方式。我国国家标准规定传感器的输出信号应满足以下几种信号：模拟量信号：1〕频率输出〔5～15HZ〕；2〕电流输出为0～5mA；3〕电压输出为0～100mV；开关量信号：±0.1mA、±5mA和200～1000HZ等。井下分站与地面中心站之间的传输方式较多，主要有空分制信息传输、频分制信息传输、时分制信息传输及频分与时分结合传输方式。8.2监测系统的结构精选课件8.3平安监测计算机网络根底精选课件一、计算机网络及其体系结构1.计算机网络：通过某种通信介质将不同地理位置的多台具有独立功能的计算机连接起来，并且借助网络通信协议和网络操作系统来进行数据通信，实现网络上的资源共享和信息交换的系统。由定义可知：(1)计算机网络是“通信技术〞与“计算机技术〞的结合产物，即：计算机技术＋通信技术＝计算机网络。(2)数据交换是根底，资源共享为目的。精选课件计算机网络示意图2024/1/4精选课件2.计算机网络的组成

组成:通信子网，资源子网1〕通信子网功能：完成网络的通信数据的存储转发具体的有：过失控制；流量控制；路由选择；网络平安；流量计费。构成：网络结点〔终端设备、通信控制装置〔通信控制器、集中器、前置处理机或通信接口处理机〕、调制解调器等设备〕+通信线路〔同轴电缆、光缆、架空明线、通信卫星等〕2024/1/4精选课件2〕资源子网功能：提供网络资源共享，处理数据能力构成：主机系统(硬件+软件)计算机网络软件有网络协议软件、网络通信软件和网络操作系统等。2024/1/4精选课件3.计算机网络的分类

1〕按网络地理覆盖范围划分局域网〔LocalAreaNetwork，LAN〕:是由一系列用户终端和具有信息处理与交换功能的节点及节点间的传输线路组成，限制在有限的距离之内，实现各计算机间的数据通信，具有较高的网络传输速率，局域网范围一般不超过10Km，往往局限于企事业单位内，组建局域网具有组建灵活，本钱低廉，运行可靠，速度快等优点。2024/1/4精选课件城域网〔MetropolitanAreaNetwork，MAN〕:也称都市网，它的覆盖范围一般是一个城市，它是在局域网不断普及，网络产品增加，应用领域拓展等情况下兴起的。它是将一个城市范围的局域网互连起来，以得到更高的数据传输速率2024/1/4精选课件广域网〔WideAreaNetwork，WAN〕:覆盖范围广阔，又称远程网。广域网覆盖的地理范围可以是一个城市，一个地区，一个省，一个国家。最大的是Internet。2024/1/4精选课件2〕按不同用途分：共享资源网、数据处理网、数据传输网、大型商用网、企业管理网等。3〕按通信交换技术分：线路交换网和分组交换网。4〕按通信技术分：基带网和宽带网。5〕按传输介质分：有线网和无线网。2024/1/4精选课件4.计算机网络的拓扑结构

概念：通过网络中的结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构，反映出网络中实体之间的结构关系。简单地说：指网络形状。节点：连接到网络的一个有源设备。如计算机、打印机及连网设备。链路：两个节点间承载信息流的线路或信道，所使用的界质可以是、光纤、线路或微波。从拓朴结构的观点看，计算机网络由一组节点和连接节点的链路组成。常见的网络拓扑结构：总线型、星型、环型、树型、网状型、混合型2024/1/4精选课件Ｓ精选课件定义：在网络中，为了方便各用户之间、用户与资源之间、资源与资源之间实现通信，而制定的一套全网成员都必须共同遵守的“约定〞。网络协议组成三要素：语法：数据与控制信息的结构或格式语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答同步：时间实现顺序的详细说明5．网络协议精选课件为了促进计算机网络的开展，国际标准化组织ISO于1977年成立了一个委员会，在现有网络的根底上，提出了不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构，称为开放系统互联模型〔OSI，opensysteminterconnection〕，这是一个由七层协议组成的网络层次结构模型，如下图。“开放〞的含义是指一个系统如果符合这些国际标准，它将对世界上所有遵循同样标准的系统开放。下面简单介绍七层的内容。精选课件

网络层次结构精选课件应用层(physicallayer)：做什么？表示层(datalinklayer)：对方看起来像什么？会话层(networklayer)：轮到谁讲话和从何处讲？传输层(transportlayer)：对方在何处？网络层(sessionlayer)：以怎样的速率，走哪条路可以到达该处？链路层(presentationlayer)：每一步应该怎么走？物理层(applicationlayer)：怎样利用物理介质？高层协议偏重于处理用户效劳和各种应用请求。低层协议偏重于处理实际的信息传输。2024/1/4精选课件OSI模型的逻辑结构应用层7-6接口表示层6-5接口会话层5-4接口传输层4-3接口网络层3-2接口数据链路层2-1接口物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层应用层7-6接口表示层6-5接口会话层5-4接口传输层4-3接口网络层3-2接口数据链路层2-1接口物理层12345671234567物理通信设备A设备B中间结点中间结点2024/1/4精选课件应用层表示层会话层传输层网络层链路层物理层通信子网面向通信面向服务面向应用应用程序：FTP、E-mail、Telnet数据结构表示、数据转换、加密、压缩进程管理、双工、半双工、单工、断点续发将数据报给正确的应用程序，提供可靠的数据传输将包传给正确的主机，数据分组、路由选择将数据组成帧，差错控制、流量控制、媒体访问控制传送比特流，规定物理信号、接口、信号形式、速率2024/1/4精选课件七个层次划分原那么：网中各节点都有相同的层次不同节点的同等层具有相同的功能同一节点内相临层之间通过接口通信每一层使用下层提供的效劳，并向其上层提供效劳不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信2024/1/4精选课件物理层L2数据10010110101物理层L2数据10010110101物理层从数据链路层到数据链路层传输媒体2024/1/4精选课件数据链路层L3数据L3数据

L2数据L2数据T2T2H2H2到物理层从物理层从网络层到网络层数据链路层数据链路层帧帧2024/1/4精选课件网络层L4数据L4数据

L3数据L3数据H3H3到数据链路层从传输层到传输层网络层网络层分组从数据链路层分组2024/1/4精选课件传输层H4H4H4H4H4H4L4数据L4数据L4数据L5数据L5数据L4数据L4数据L4数据到网络层从网络层从会话层到会话层传输层传输层2024/1/4精选课件会话层L6数据H5L5数据到传输层从传输层从表示层到表示层会话层L6数据H5L5数据会话层2024/1/4精选课件表示层L6数据数据的编码、加密和压缩H6L7数据从应用层到会话层表示层L6数据数据的解码、解密和解压缩H6L7数据到应用层从会话层表示层2024/1/4精选课件应用层L7数据FTPDNSNFS用户应用层到表示层L7数据FTPDNSNFS用户应用层从表示层2024/1/4精选课件各层的主要功能

为应用程序提供网络服务数据表示互连主机通信端到端连接确定地址和最佳路径介质访问二进制传输应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层76543212024/1/4精选课件信息的流动过程L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2T2010101010111111001010101234567L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2T2010101010111111001010101234567传输媒体2024/1/4精选课件TCP/IP协议集Internet采用TCP/IP协议集OSI模型与TCP/IP模型的比较2024/1/4精选课件1〕TCP/IP的分层及根本工作原理2024/1/4精选课件TCP/IP各层的主要功能网络接口层：负责网际层与硬件设备的联系。网际层：负责对独立传送的数据分组进行路由选择。传输层：使源端主机和目标端主机上的对等实体进行会话。应用层：对不同的网络应用引入不同的应用层协议。2024/1/4精选课件TCP/IP的根本工作原理2024/1/4精选课件TCP/IP的根本工作原理(续)2024/1/4精选课件2〕网际层协议相当于OSI模型的网络层作用：隐藏底层的具体实现Internet协议(IP)Internet控制信息协议(ICMP)地址解析协议(ARP)反向地址解析协议(RARP)网络接口层网际层传输层应用层2024/1/4精选课件

网际层协议IP协议IP地址物理地址〔网卡的物理地址，全球唯一〕逻辑地址〔统一编址，LAN必须有唯一的IP地址〕子网掩码与子网规划域名系统IP数据报格式网络层其他协议2024/1/4精选课件6.局域网1〕定义：用电缆通过网络效劳器把几台、几十台微机连接起来，形成一个局部网络。主要特征：网络连接的每一台微机都能共享网络内的资源，变个人用机为多人用机，提高了微机的利用率。精选课件2〕与远程计算机网络相比：相同点：A、利用通信链路把分散的计算机和设备连接起来;B、遵守一定的协议。不同点：A、局域网地域范围小：通常是一个办公室，一座办公大楼、一所学校或楼群计算机和设备的组网。B、距离〔100m～10km〕：局部网络是远程网络〔>10km〕与总线〔<100m〕之间的过渡与衔接。精选课件作用：局部网络是远程网的一种补充。与远程网相比，局部网有以下特殊优点：①局部网联系的地理范围不大，通信投资较少；②数据的传输率较高，低延迟，有利于分布式处理；③频带分配，流量控制、过失控制等相对远程网络简单；④接口比远程网简单、廉价，传输协议简单；⑤网络中某一站出了故障不致影响整个系统的运行；⑥有高度的互相连接扩充的可能性和灵活性。另外，局部网的作用不是总线系统所能取代的。正因为局部网有以上特点，近年来开展很快。精选课件〔1〕文件共享所有网络上的成员都能够访问硬盘上的数据和文件，也能够独占或共享局部数据和文件。具有保密措施。〔加密〕〔2〕设备共享例如网络中的所有用户可以公用一台打印机，也可以在各个用户和工作站上设置打印机，这样提高了设备的利用率。〔3〕电子邮件电子邮件是指用户在各个工作站互相进行通信。发信用户发出标有接收用户标志的信件，接收用户在任何时间都可以从网络上读到该信件的内容。除此以外，还可进行信息编辑、信息转发、信息分类归纳等。(投稿；一般不会变更)〔4〕文件复制它是为保证网络中重要的文件和数据不至于因偶然事故损失而采取的措施。3〕局域网的根本功能精选课件局部网络的应用范围主要集中在以下几个方面：1)管理信息系统〔MIS〕；2)办公室自动化〔OA〕；3)电子邮件和数据通信；4)生产过程实时监控等。由于人类社会逐步向信息化方向开展，社会信息量呈指数增长，计算和处理从集中化向分散化方向开展，单机在许多方面很难满足应用要求，这就使计算机局部网络成为信息革命中既先进又理想的技术。以前计算机局部网络大都采用基带传输，适用于单一数据效劳。宽带局部计算机网络既可以传输数据信息，又可以传输话音和图像信息，提供综合效劳，有广阔的开展前景。〔01年流星雨、语音聊天；现在，视频聊天〕4〕局部网络的应用精选课件煤矿井下使用的各种电气设备均应符合防爆要求。平安监控设备大都采用本质平安型设备，但由于本质平安型电路容量较小，目前本质平安型电气设备最大输出功率仅为20W，这对一般电气设备的控制、通信及监测仪表来说容量是不够的。为此，除了降低仪表整机功耗外，通常采用的是隔爆兼本质平安型设备，标志为di，即高功耗部件，制成隔爆结构，而容量小于20W的那么制本钱质平安型，以满足煤矿井下平安生产需要。由于上述原因，监控系统对电源有特殊要求。8.4监控系统电源§4监控系统电源精选课件防爆电气设备按使用环境的不同分为两大类：Ⅰ类：用于煤矿井下的电气设备。主要用于含有甲烷混合物的爆炸性环境。Ⅱ类：用于工厂的防爆电气设备。主要用于除甲烷以外的其它各种爆炸性混合物环境。〔Ⅱ类：按最大试验平安间隙和最小点燃电流比又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC〕8.4监控系统电源精选课件爆炸性环境用电气设备类型及标志防爆电气设备类型标志防爆电气设备类型标志隔爆型d正压型p本安型i特殊型s增安型e充油型o浇封型m无火花型n气密型h复合型（隔爆＋本安型）di充砂型q矿用一般型ky8.4监控系统电源精选课件又称平安保持器。本安回路的平安接口，它能在平安区和危险区之间双向转递电信号，并可限制因故障引起的平安区向危险区和能量转递。由于平安栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，平安栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质平安的。

平安监测系统除井下设备外，地面还有一些一般型电气设备，为防止非本质平安型电路的电流或电压串入井下，破坏井下设备本质平安性能，必须采取电气隔离措施，如采用平安栅等等。

一．平安栅(重点)8.4监控系统电源精选课件1．齐纳式平安栅齐纳式平安栅可起限压或限流作用，可以很好的防止非本质平安电流串入本质平安电路。图8-5-1是齐纳式平安栅的电原理图。D1及D2是双重化稳压二极管，使平安栅输出端最高电压不超过二极管稳压值，故能起稳压作用；RD是熔断器，保护稳压二极管不被烧毁击穿；R2是限流电阻，当输出端短路时，保证其短路电流不超过本质平安电路的限定值。精选课件图8-5-1齐纳式平安栅精选课件1)安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式平安栅的接地电阻必须小于1Ω，否那么便失去防爆平安保护性能，显然这样的要求是十分苛刻并在实际工程应用中难以保证。2)要求来自危险区的现场仪表必须是隔离型，否那么通过齐纳式平安栅的接地端子与大地相接后信号无法正确传送，并且由于信号接地，直接降低信号抗干扰能力，影响系统稳定性。精选课件光电隔离平安栅由发光二极管和光敏三极管组成。如图8-5-2所示。发光二极管因外加电信号而发光，光再传到光敏器件以改变其电导，形成线路功能，把信号传输出去。在此，输入信号和输出信号之间只有光的联系，没有电的接触，也可不共地，因而切断了两局部电路在电方面的联系，起到平安栅的作用。2．光电隔离平安栅精选课件图8-5-2光电隔离平安栅精选课件1)由于采用了三方隔离方式，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。2)对危险区的仪表要求大幅度降低，现场无需采用隔离式的仪表。3)由于信号线路无需共地，使得检测和控制回路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。4)隔离式平安栅具备更强的输入信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等信号，这是齐纳式平安栅所无法做到的。5)隔离式平安栅可输出两路相互隔离的信号，以提供给使用同一信号源的两台设备使用，并保证两设备信号不互相干扰，同时提高所连接设备相互之间的电气平安绝缘性能。光电隔离平安栅精选课件本安(IS)的原理是有意地限制危险区域电路的电能,使任何可能产生的电路火花或热点都变得极弱小而不至于引爆气体。它是通过在平安区域和危险区域之间的线路中安插一个能量限制接口来实现的。这个能量限制接口可根据需要向任何一个方向导电，但限制在故障情况下能传到危险区域的电压和电流的强度。它可以集成在平安区域的设备中,也可以根据需要单独使用。本质平安型电源可由电池或通过整流来获得。二．本质平安型电源〔爆炸三要素〕精选课件目前国产监测系统较为成熟且使用量较大，如表8-6-1列出了局部监测系统主要技术参数。这些系统特点是操作方便，系统主计算机均采用微机，功能都较齐全，容量大，软件丰富，井下与地面计算机通讯均选用RS232串行接口。煤矿平安监测系统的应用促进了矿山管理水平的提高，增强了矿山抗灾能力。目前，监测系统的可靠性主要取决于传感器和分站，系统的运行费用主要花在传感器的维护、校正、管理上。另外，根据操作环境、人机对话适应性的要求，使用单位在系统选用、人员培训，以及人才及知识储藏方面都缺乏，造成系统管理运行难度较大。8.5煤矿平安监测监控系统第五节煤矿平安监测监控系统精选课件煤矿平安检测监控系统开展过程我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等〔如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200〕引进了一批平安监控系统，装备了局部煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛开展和企业自身开展的需要，国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统，以及MSNM、WEBGIS等煤矿平安综合化和数字化网络监测管理系统。8.5煤矿平安监测监控系统精选课件KJ66系统是集当今世界电子、自动化、计算机、通信、软件之先进技术和我们从事煤矿平安生产自动化监控研究之多年经验开发出的产品。

KJ66系统能融通风平安环境监测、矿井生产监测监控和工业摄像监视监控于一体，既能接入各种类型的模拟量传感器：如瓦斯、一氧化碳、风速、温度、湿度、负压、烟雾、煤仓煤位、水仓水位、流量、电流、电压……，又能接入各种类型的开关状态传感器：如风门状态﹑风筒状态；主扇﹑局扇﹑水泵、皮带〔跑偏﹑打滑﹑撕裂〕﹑提升机、采煤机﹑掘进机﹑皮带运输机等设备的开停传感器，和对机电设备﹑局部生产环节及生产过程进行实时控制和接收工业摄像机的图像及对摄像头进行遥控。系统具有很强的数据分析和处理能力，能对监测数据进行汇总，生成统计报表和进行趋势分析等，以动态图形﹑曲线﹑表格等方式输出显示。一、KJ66系统简介8.5煤矿平安监测监控系统精选课件精选课件精选课件精选课件KJ66平安生产监控系统由地面中心站、网络系统、传输系统、智能分站、各种平安生产参数传感器、断电仪、报警器以及可扩展的核子秤、瓦斯抽放、电力监测、提升、摄像控制等子系统组成。主要技术指标有：1〕系统容量：

可接分站数量：64个

可接测点数量：2304个

其中包括：非智能型传感器：模拟量输入/开关量输入/控制量输出各512个,共计1536个。

智能型传感器：768个。2〕巡检周期：每台分站为0.2s。按64台分站计算，系统最大巡检周期是12.8s，符合?标准?要求。二、KJ66监测监控系统组成和主要技术指标×〔8+8+8+12〕8.5煤矿平安监测监控系统精选课件3〕误码率：中心站到分站，分站到智能传感器均小于10-6。4〕测量精度：普通精度：测量精度为0.4%。

高精度：

测量精度为0.1%5〕可接入的传感器信号类型：频率型

200～1000Hz(优选)

模拟量传感器

0～15Hz0～150Hz(64～214Hz)

模拟量传感器

0～3000Hz核子秤电流型

1～5mA

4～20mA

模拟量传感器

0-5mA-10mA

0～±5mA

开关量传感器电压型

0～1V

0～5V

模拟量传感器触点型常开/常闭智能型标准的RS485数字信号传感器智能传感器6〕后备电池供电时间：满载≥4小时8.5煤矿平安监测监控系统精选课件1、监测功能中心站主机通过巡检扫描分站来采集数据，并将处理后的数据通过地面网络系统发送到各级领导办公室及各部门使用的多功能终端、多媒体工作站和多屏多画系统。KJ66能够管理1～64分站，包括KJF23系列、KJ2007系列等多种分站类型。KJF23A型分站的容量为：8路模拟量、8路数字量的输入，8路控制量的输出。采集数据在中心站的显示方式：按图标显示分站的综合状态〔包括正常、有一或多个传感器超限、交直流供电及传输误码和中断〕；按分站显示内部各通道数据和状态，还可按页〔动态显示页〕组织和显示测点；即可在超限测点窗口查看所有超限测点的情况，也可在提示信息窗口看到测点状态变化的情况；各设备还提供了曲线、历史记录、运行记录功能来监视数据。三、KJ66监测监控系统的主要功能8.5煤矿平安监测监控系统精选课件控制功能包括：〔1〕分站就地断电控制；〔2〕中心站可定义由中心站实施控制或由分站实施控制；〔3〕程序控制与手动控制；〔4〕本地分站控制与异地分站控制；〔5〕超上限控制与超下限控制；〔6〕不仅在数据正常情况下可实现控制，在出现断线、负漂和溢出等特殊情况下用户也可设置是否进行控制；〔7〕既可由模拟量数据控制，也可由数字量状态控制。2、控制功能8.5煤矿平安监测监控系统精选课件1〕数据记录和处理“变值变态记录〞顾名思义就是在测点数值或状态改变时进行记录。两个优点：A、当测点数值保持不变或变化范围较小的情况下，不需要重复记录这些相同或根本相同的数值，变值变态记录就使这些重复的记录减少到最低程度；〔防止低瓦斯矿井瓦斯爆炸〕B、当测点数据变化较大、较快时，又可详细记录每一变化的细节。而对于“定时记录〞在上述两种情况下，那么分别会出现重复记录和丧失记录的情况。〔可详细记录瓦斯喷出、突出瞬间瓦斯浓度变化〕采集的数据可进行二次处理，包括计时、计数、线性计算、闭锁控制等。3、数据处理、显示和生成报表功能8.5煤矿平安监测监控系统精选课件多屏多画面：KJ66系统提供了完全面向非计算机专业人员，操作简单、功能强大的图形及动画制作软件XD510。借助键盘和鼠标可简单、方便地绘制用户所需的各种图形。〔有特长〕2〕数据显示8.5煤矿平安监测监控系统精选课件用户可选择某一月内任意时间段内的任意测点进行查看记录、显示曲线的操作，可查看长达一个月、短至一分钟的测点变化趋势〔股票预测〕，并将处理结果形成文件存于硬盘中，用户可随时调出查看。用户可同时查看不同时间段、不同测点的曲线，并且可以放大与缩小，以进行比较和分析。在报表方面，用户既可生成格式与大小可由用户自行定义的普通报表，还可生成核子秤报表、瓦斯抽放报表以及针对超限测点的超限报表。〔成绩上传、自动计算平均值、均方差等、查询〕3〕数据存盘和生成报表8.5煤矿平安监测监控系统精选课件以太网络实现了KJ66主机与其它计算机、多屏多画系统、大屏幕投影、模拟盘、图形工作站等设备的实时数据，历史记录数据等资源的共享。同时可实现与上级机关或其它部门的数据信息共享。KJ66系统中心站主机可与XD510多媒体终端〔可同时收看监测数据、电视节目、工业电视以及播放CD唱片、VCD影碟〕和多屏幕画面实时显示系统组成网络。XD510多媒体工作站既能监测实时数据，又能查询办公自动化信息。联网功能的实现使煤矿平安生产调度自动化管理的水平大大提高了一步。4、网络功能8.5煤矿平安监测监控系统精选课件如上图通过级连线