全国安全监测工技术培训材料

北京瑞赛长城航空测控技术有限公司第五届全国煤炭行业职业技能竞赛培训KJ2000N系统介绍KJ2000N总线型快速反应安全监控系统的主要用途为能满足大、中、小型煤矿在安全、生产监测监控、生产指挥调度和综合信息管理等各方面的要求，提供先进、可靠的技术和设备。该系统主要由井上地面中心站及配套产品和井下工作站及配套产品两大部分组成，井上地面设备安装在地面安全场所；井下设备为爆炸性气体环境用电气设备，安装在煤矿井下具有煤尘、瓦斯的爆炸性气体环境中，现场总线协议为Canbus2.0。KJ2000N系统拓扑图井下设备KJJ107矿用隔爆兼本安型网络传输接口KJ2007F1井下分站KDW6B1矿用隔爆兼本安型电源箱KDD12/24型矿用隔爆型电池箱GJC40（A）甲烷传感器GKT5L矿用设备开停传感器KDG3/36矿用隔爆兼本安型断电器KJJ107矿用隔爆兼本安型网络传输接口1

概述 2主要技术参数 3

输入输出接口4

交换机模块 KJJ107隔爆兼本安型网络传输接口KJJ107隔爆兼本安型网络传输接口主要作用是进行CAN总线协议与光纤以太网协议转换，具备冗余光纤接口及支持多路CAN总线接口。网络交换机采用技术领先模块化工业以太网技术，支持多种总线信号接入方式KJJ107隔爆兼本安型光纤以太网交换机的光口支持多模、单模光纤，电口使用超五类双绞线。现场总线通讯接口使用普通双绞线即可KJJ107隔爆兼本安型以太网交换机，内置冗余电源模块和蓄电池，实现电源冗余。该交换机针对工业应用设计，功能强大而且方便使用主要技术参数光纤传输口电缆传输口传输口数量最多四路传输口数量最多四路（标配2路）传输方式TCP/IP光纤传输传输方式CAN传输速率100Mbps传输速率5Kbps发射功率-13dB～-3dBm传输信号工作电压幅值1～8V接收灵敏度≤-28dBm传输信号短路电流幅值≤210mA波长1310nm每路传输口可接设备数量最多8个设备最大传输距离15KM最大传输距离3KM交换机内部结构①交流供电接线端子②分站通讯线接线端子KJ2007F1井下分站1概述2F1分站内部结构3分站设置方法4分站接口连接方法 概述KJ2007F1井下分站为KJ2000N煤矿安全生产监控系统中的一个重要配套部件。KJ2007F1井下分站、本安电源箱及各种传感器、断电器等配套设备组成井下监控系统。KJ2007F1井下分站可连续监测井下各种环境参数，如CH4、CO、风速等，并和系统中的地面中心站进行通讯，及时将各种参数送给中心站，接收中心站发送的各种命令，分站本身可以独立监测，发出报警和断电控制信号。分站内部结构工作电压DC12V工作电流不大于520mA最大监控容量模拟量信号输入路数最多可接入16路开关量信号输入路数最多可接入16路控制信号输出路数最多可接入8路智能传感器信号输入路数最多可接入12路分站与传输接口的传输一路5kbpsCAN不小于3km传输信号工作电压峰峰值（V）：1V～8V

传输信号工作电流峰值（mA）：≤210mA本安参数Ui：DC12VIi：520mACi：0μFLi：0mH信号制式模拟量频率型信号200Hz～1000Hz

200Hz～2000Hz电流型信号

1-5ma4-20ma开关量电流型信号0mA/1mA/5mA0/+/-5ma无源接点信号控制量无源接点信号电平型信号主要参数分站地址拨码设置分站主板上的S3为8位拨码开关，开关置于ON时数值为0，置于OFF时数值为1。拨码开关共8个键，从1～8编号，8为高位，1为低位，按BCD拨码。注意：分站只在上电初始化时读入一次分站号，因此在分站上电初始化后改变分站号的操作无效，也不会改变该分站的标识。拨码开关位12345678码值124810204080开关标识OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF拨码开关位码值对应表开关标识：OFFONONOFFONONONON，（分站号=1×1+1×8）此拨号对应为9号分站拨码实例

开关标识：OFFONONONOFFONOFFON，（分站号=1×1+1×10+1×40）此拨号对应为51号分站拨码实例二分站主板

分站主板是分站的核心，由电源模块、通讯模块、地址设置、存储电路、输入输出电路等电路组成。分站所有处理功能均由此板完成。频率型信号：跳接线S61-S92中接入频率型传感器的通道须跳“A”，“C”“D”短接，同时跳接线S1-S32中对应通道都跳“A”。（图为一、二路跳线设置方式，不加抗干扰板）用到抗干扰板跳线方式需按电流型信号设置跳线，并设置抗干扰板拨码。跳线设置电流型信号：跳接线S61-S92中接入电流型传感器的通道应跳“B”，而且须将“A”“C”短接，同时跳接线S1-S32中对应通道跳“A”。同时相应通道必须插有抗干扰IF转换板。（图为一、二路跳线设置方式）开关量：1．-5mA/0/5mA型三态开停传感器：同频率型传感器跳线设置，但当接入四线制传感器时，“C”“D”跳线断开。2．0/1mA/5mA型三态开停传感器：同电流型传感器跳线设置。3．触点型传感器：跳接线S61-S92中对应通道须跳“A”，“C”“D”短接，同时跳接线S1-S32中对应通道都跳“B”。拨码开关SK1～SK6对应1～6路开出，拨码开关（SK1～SK8）拨“B”时，1～6路开出输出触点信号（从X19输出）。拨码开关SK7、SK8对应7、8路开出，拨码开关（SK7、SK8）拨“B”，同时S41、S42跳“A”，7、8路开出输出触点信号（从X19输出）控制量输出触点信号：当各路都输出触点信号时，主板上跳线：当分站关机或12V供电中断时：跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“A”时为常闭输出；跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“B”时为常开输出；当分站开机时：跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“A”时为常开输出；跳接线S33-S40对应1～8路继电器输出，跳线置为“B”时为常闭输出拨码开关SK1～SK8对应1～8路开出，拨码开关（SK1～SK8）拨A时，1～8路开出输出电平信号（从X19输出）。注意：开出7、8路电平输出时，S41、S42必须跳“A”。控制量输出电平信号：拨码开关SK7、SK8对应7、8路开出，拨码开关（SK7、SK8）拨“B”，同时S41、S42跳“B”，7、8路开出实现近程断电功能（从X9输出）。开出7、8路近程断电控制设置CAN通讯板风电瓦斯闭锁功能双字节KJ2007F1分站通讯板拨码如下

风电瓦斯闭锁功能双字节KJ2007F1分站通讯板拨码正常工作时，跳接线S1和S2应跳“B”端。S3决定CANBUS通讯线120欧姆终端电阻是否有效，短接时终端电阻有效。每块I/F转换板集成2路独立I/F转换通道，S1，S2拨码开关分别对应第一、二通道，输入电流型信号时拨“A”（上方）时，输入频率信号时拨“B”（下方），频率信号通过I/F转换板接入时具有抗干扰功能。J4，J5跳线分别对应第一、二通道输入电流型信号的范围，输入1～5mA电流型模拟量或0/1/5mA型开关量时跳下面，输入4～20mA电流型模拟量时跳上面。使用I/F转换板时，主板上对应通道的信号输入跳线必须跳成模拟量电流型，方可正常使用。每路两个电位器出厂时以调好，用户不需调节。I/F转换抗干扰板传感器接线KDW6B1矿用隔爆兼本安型电源箱KDW6B1矿用隔爆兼本安型电源箱作为为KJ2007F、KJ2007F1井下分站和与分站配套的传感器提供本安型电源。该电源箱具有两路本地断电功能，在分站給出控制信号时，立即实现就地断电。

KDW6B1矿用隔爆兼本安型电源箱需配套KDD12/24矿用隔爆型电池箱使用电源箱的主要参数源电压AC660V、AC380V、AC127V50Hz波动范围：75%～110%本安输出电压+12V一路+21V六路本安输出电流0.6A(+12V)额定值0.25A(+21V)额定值过流保护整定值+12V0.8A短路电流12V:<50mA+21V0.35A短路电流21V:<50mA过压保护动作值+12V≤13.3V+21V≤22.2V周期与随机偏移峰-峰值+12V<250mV+21V<250mV本地断电分断容量AC36V/5A或AC660V/0.3A电源箱内接线板上盖左侧的观查窗口中有四个指示灯，红灯为交流供电指示灯，绿灯为电池供电指示灯，白灯为断电指示灯（两个）。上盖右侧的观察窗口中有七个指示灯，黄灯依次为六路+21V的指示灯，蓝灯为+12V的指示灯。电源箱指示灯KDD12/24矿用隔爆型电池箱KDD12/24矿用隔爆型电池箱为安全监控设备提供稳定的电源，当系统停电后具有后备电源功能，使配接设备正常工作2h以上。开路电压：≤28V（DC）电池组成2节BT-12M12AC，12V12Ah/20HR的密封铅酸蓄电池串联组成工作时间：不小于2h（恒流3A，输出电压不低于22v）主要参数KDD12/24矿用隔爆型电池箱接线板使用电池箱使用时需在安全场所安装。安装时先将电池箱上盖的旋钮拧到“关”，按照设备的要求把4芯电缆按照电缆线上的标识正确接到电池箱内部接线端子上，另一端同样按标识接到KDW6B1的备用电源接线端子上。将电池箱盖上的旋钮拧开，将霍尔开关置于“开”位置，此时将配接设备上电，电池箱指示灯亮，电池+、电池-有输出GJC40（A）甲烷传感器传感器采用XS16(J4A、K4P)型航空接插件，电缆芯线与插头的焊接如下图表。图中三芯均为1.5mm2截面芯线。电缆间连接应使用本安接线插头或接线盒。端号功能1电源：+端2电源：-端3信号输出（频率或电流）4空传感器接线传感器通电后，如无异常现象，预热30分钟后，即可检查调整（如长期未用，最好通电2H）。检查和调整使用本公司FYF5型遥控器，本机内按键“FUN、▲、▼”和遥控器的“功能、增加、减小”键一致，“▲▼”同时按下等于“自动”键。注意事项：用户校准传感器时应根据传感器使用地点的实际风速来调整通气流量，0～4%CH4的传感器校准流量选用为60～100ml/分（出厂时为100ml/分）；0～40%CH4的传感器校准流量选用为80～100ml/分（出厂时为100ml/分）。调零：将传感器置于空气中，通电稳定后，按遥控器的“功能”键，使显示“P1□□”状态（“□”为无数值显示），2秒后进入零点调整状态，仪表此时还是显示甲烷的测量值，此时按“增加”或“减小”键，零点会以每步0.01增减，若按“自动”键，仪表自动调零。校准调整在调零完毕后，继续按“功能”键，使显示“P2□□”2秒后进入校准调整状态，此时还是显示甲烷的测量值，在气室上套上通气罩，按规定流量（80～100ml/min）通入2%CH4的标准甲烷气样，待显示值稳定后，按“增加”或“减小”键，将显示值调至与气样值相同即可。高端非线性调整；按“功能”键，使显示“P3□□”2秒后进入非线性调整状态，仪表此时还是显示甲烷的测量值，在气室外罩上套上通气罩，按规定流量通入3.5%CH4的标准甲烷气，待传感器显示值稳定后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与气样值相同即可。按遥控器的“功能”键，使仪器显示“P4□□”2秒后进入报警点调整状态，仪表此时显示报警设置值，按“增加”或“减小”键，显示值步进0.1（小于1.0时布进0.05%CH4），调至要设定的值，报警值调整完成。按遥控器的“功能”键，使显示“P5□□”2秒后进入测试状态，此时显示测试值0.00（0~40%时显示0.0），按“增加”或“减小”键，显示值步进增加或减少0.50，（0~40%且大于5.0时布进5.0%CH4）调至要测试的值，传感器则输出相对应的值。此状态可以测试分站或风电瓦斯闭锁装置的风电闭锁功能。上述5项调整好后，再按“功能”键，仪器一直显示“P∧∨?”(P上角下角问号)，此时如果按“增加”键上述各部分的调整存储到EEPROM中，显示“EEP”2秒后退出调整状态，回到正常测量状态，若按下“减小”键则放弃上述调整，退出功能调整状态回到正常测量状态。井下复查和调整，要事先准备好各种标准气样调试时，首先将空气通入传感器，流量为60~100mL/分左右待显示稳定后，参照前文量程调整方法，使显示值与已知标准气样浓度值相等。一般情况下，每隔二周进行一次复查和调整，以保证仪表正常运行。检查和调整调零：将传感器置于空气中，通电稳定后，按遥控器的“功能”键，使显示“P1□□”状态（“□”为无数值显示），2秒后进入零点调整状态，仪表此时还是显示甲烷的测量值，此时按“增加”或“减小”键，零点会以每步0.01增减，若按“自动”键，仪表自动调零。在调零完毕后，继续按“功能”键，使显示“P2□□”2秒后进入校准调整状态，此时还是显示甲烷的测量值，在气室上套上通气罩，按规定流量（80～100ml/min）通入2%CH4的标准甲烷气样，待显示值稳定后，按“增加”或“减小”键，将显示值调至与气样值相同即可。精度校准：高端非线性调整；按“功能”键，使显示“P3□□”2秒后进入非线性调整状态，仪表此时还是显示甲烷的测量值，在气室外罩上套上通气罩，按规定流量通入3.5%CH4的标准甲烷气，待传感器显示值稳定后按“增加”键或“减小”键将显示值调至与气样值相同即可。非线性调整按遥控器的“功能”键，使仪器显示“P4□□”2秒后进入报警点调整状态，仪表此时显示报警设置值，按“增加”或“减小”键，显示值步进0.1（小于1.0时布进0.05%CH4），调至要设定的值，报警值调整完成。报警值调整按遥控器的“功能”键，使显示“P5□□”2秒后进入测试状态，此时显示测试值0.00（0~40%时显示0.0），按“增加”或“减小”键，显示值步进增加或减少0.50，（0~40%且大于5.0时布进5.0%CH4）调至要测试的值，传感器则输出相对应的值。此状态可以测试分站或风电瓦斯闭锁装置的风电闭锁功能。输出断电值上述5项调整好后，再按“功能”键，仪器一直显示“P∧∨?”(P上角下角问号)，此时如果按“增加”键上述各部分的调整存储到EEPROM中，显示“EEP”2秒后退出调整状态，回到正常测量状态，若按下“减小”键则放弃上述调整，退出功能调整状态回到正常测量状态。存储与退出

井下复查和调整，要事先准备好各种标准气样调试时，首先将空气通入传感器，流量为60~100mL/分左右待显示稳定后，参照前文量程调整方法，使显示值与已知标准气样浓度值相等。一般情况下，每隔二周进行一次复查和调整，以保证仪表正常运行。井下复查和调整

按“1”键快捷显示当前仪器的测量范围和信号输出制式（显示与制式对应如右表）

按“2”键快捷显示当前供给传感器的工作电压。（如显示“17.6u”即为17.6V）测量范围：0~40%CH4仪器显示输出方式测量范围对应信号输出40-1一0~40%CH41~5mA40-2二0~40%CH44~20mA40-3三0~40%CH4200~1000Hz10-1一0~10%CH41~5mA10-2二0~10%CH44~20mA10-3三0~10%CH4200~1000Hz4-1一0~4%CH41~5mA4-2二0~4%CH44~20mA4-3三0~4%CH4200~1000Hz遥控器数字“1”与“2”键的使用GJC40（A）甲烷传感器显示对应输出信号制式说明本传感器的测量范围（4%、10%、40%）可供选择，因此，每一量程都有它对应的输出信号制式：送电时显示模式输出制式量程对应输出4—1或10—1电流型0---4%或0---10%1---5mA4—2或10—2电流型0---4%或0---10%4---20mA4—3或10—3频率型0---4%或0---10%200---1000Hz当传感器的最大量程为4%或10%时，其对应关系：送电时显示模式输出制式量程对应输出40—7电流型0--4%、4---40%1--3mA、3.2---5mA40—8频率型0---4%、4---40%200---1000、1200—2000Hz当传感器的最大量程为40%时，其对应关系：当传感器的最大量程为40%时，其对应关系：送电时显示模式输出制式量程对应输出40—7电流型0--4%、4---40%1--3mA、3.2---5mA40—8频率型0---4%、4---40%200---1000、1200—2000HzGKT5L矿用设备开停传感器GKT5L矿用设备开停传感器是电磁感应式矿用本质安全型检测仪表，具有较强的抗干扰性能，可根据被测设备实际工作电流的情况精确调节传感器的灵敏度，实现最佳检测效果。可用于检测煤矿井下机电设备（如采煤机、运输机、提升机、破碎机、风扇、泵站、风机等）开停状态，并把检测到的设备开停信号转换成标准制式得电流信号或RS485信号传输给监测分站或其他信息传输载波设备，可实现在地面对全矿机电设备开停状态进行集中连续自动的监测，便于统一调度指挥。GKT5L矿用设备开停传感器工作电压9VDC～24VDC额定电压21VDC最大工作电流≤50mA动作值≥5A响应时间≤1s运行显示：

设备开绿灯亮，红灯灭（输出+5mA）设备停绿灯灭，红灯亮（输出-5mA）断线都不亮输出信号最大传输距离2KM(使用MHY32或MHYVP电缆，线径截面不小于1.5mm2)技术指标主板主板示意图S1跳线选择输出信号制式，选择输出±5mA时，S1用两个跳线帽分别跳上下两排三针的左侧；选择输出智能485信号时，S1用两个跳线帽分别跳上下两排三针的右侧，且上下两排左侧两针用跳线帽短接。

输出制式设置S2为智能信号终端电阻使能跳线，短接时有效。采用智能信号传输的传感器处于RS485总线末端时短接拨码开关码值对应表拨码开关位12345码值124816开关标识OFFOFFOFFOFFOFFSW拨码开关，如图所示。RS484信号输出时效。其中低5位为地址拨码。开关置于ON时数值为0，置于OFF时数值为1。拨码开关拨码对应码值如表所示。SW拨码开关示意图传感器只在上电初始化时读入一次地址号，因此在上电初始化后改变地址号的操作无效，不会改变传感器的地址号。SW第8位控制RS485模块，拨“ON”时RS485模块工作，拨“OFF”时RS485模块关闭。采用输出电流型开关量信号时，应将SW第8位置“OFF”关闭RS485模块。注意：如图所示，X1为对外接线柱，21V和GND为电源输入，A和B为信号输出，A为信号正，B为信号负。将电源及输出信号与系统电源及信号输入口对应接线正确连接，在负荷电缆上寻找合适的位置卡固好传感器。安装时，应寻找负荷侧电缆的敏感位置安装，固定好传感器后进行被测设备的开、停状态试验验证，确保传感器处于合适位置。当被检测电缆中负荷较大，或电缆屏蔽较小，使电缆周围磁场很强时，可适当逆时针调整线路板上的灵敏度调整电位器RP，即减小检测灵敏度至绿/红灯能翻转，再在电缆上重复平移，寻找最佳位置卡固。反之顺时针调整电位器RP增大检测灵敏度。调整传感器灵敏度，可确保达到最优检测效果。安装使用KDG3/36矿用隔爆兼本安型断电器KDG3/36矿用隔爆兼本安型断电器KDG3/36矿用隔爆兼本安型断电器，是安全生产监控系统进行瓦斯超限断电控制的主要配套设备之一。断电器做为一种中间控制装置，与安全监测系统和传感器配套使用。当井下相关地点瓦斯浓度超限后，受监测系统分站信号的控制，对超限区域用电设备进行断电控制，起到对电的闭锁作用。还对被控开关的开、停状态进行监测，并将监测信号回馈给监测系统，以便准确掌握被控开关的供电状态。安装与使用电源输入和控制输出接线：将井下分站提供的本安电源接入电源+和电源-端。控制输出接另外二个非本安接线柱（图中未标示非本安接线柱）。Ａ、无源触点型信号：把触点的一端与“电源-”端相连，另一端接“控入”。Ｂ、电平（电流）信号：把电平的“+”端与“控入”端相连，“-”端接“电源-”控制信号输入Ａ、输出信号制式选择根据被控开关的特性，选择正确SW的组合。将回馈信号接至相应的输出端Ｂ、回馈信号的接线方法当输出信号为三态电流（0～1～5mA、0～5～10mA）时，接“回馈”与“电源-”两个端子；输出信号为触点时，接无源A、B端子，并把“回馈”与“电源-”两个端子短接。输出为两态电流（0～5mA、0～10mA）接“回馈”与“电源-”两个端子。回馈信号输出SW的开关位状态对应功能备注K1ON反控（高电平断电）低电平或触点断开允许供电OFF正控（低电平断电）高电平或触点闭合允许供电K2ON输出反控（接常闭）反控时无回馈功能断电器上电前，接点2-3为通路，适应与风电闭锁的C4OFF输出正控（接常开）接点1-2K3ON回馈输出：0~5~10mAK4在OFF有效；K4=ON时，为0~10mAOFF回馈输出：0~1~5mAK4在OFF有效；K4=ON时，为0~5mAK4ON回馈输出：无源开关和两态电流无源开关接无源A、B端子，K3=ON两态电流接“回馈与电源-”端子OFF回馈输出：三态电流由K3决定0~1~5、0~5~10mA断电器试验接线图

KJF2007G5分站是一种自带防爆电源的安全监控分站，为煤矿爆炸性气体环境用防爆电气设备。分站采用分箱式一体化结构，上部为本安型分站箱，下部为隔爆兼本安型电源箱。分站、电源合二为一，安装使用非常方便。特别适用配置在煤矿井下回采工作面、掘进工作面、机电硐室、装煤点和运输巷道。该分站为KJ2000N煤矿安全生产监控系统中的一个重要配套部件。

分站采用外接电池箱作为备用电源，当交流供电中断后，电池箱被蓄电池无间断投入供电，保证分站和该分站所接的传感器继续正常工作。KJ2007JC综合测试台主要用于对煤矿井下分站信号输入、断电开出、风电瓦斯闭锁、FSK通讯、CAN通讯及传感器输出等功能的检测。KJ2007JC综合测试台提供8路开关量或模拟量信号输出口、8路分站断电信号检测口、8路传感器频率信号检测口、1个FSK通讯口和1个CAN通讯口，可连接KJ2007F型分站、KJ2007G型分站和200-1000Hz或200-2000Hz制式的各种传感器、测试台采用先进的触摸屏，结构简单功能强大，触摸屏上可点击设置各类参数并能直接显示状态。KJ2007JC综合测试台KDDJC矿用电池箱维护检测仪主要用于KDD12/24矿用电池箱的维护及检测过程。具备电池组电压检测、充/放电控制、充/放电电流检测、充/放电时间记录功能；电池箱电量充满或放空时，具备自动结束充/放电功能，且发出声光报警；当电池箱正负极接反或放电未达到2小时30分即放空电量时，具备故障报警功能。采用触摸屏屏显示系统状态并使操作更简单方便。同时具备声、光报警功能。电压、电流检测采用高精度传感器，确保检测结果稳定可靠KDDJC矿用电池箱维护检测仪变压吸附（简称PSA）制氮装置，通常可以认为是由碳分子筛作吸附剂，对空气做选择性吸附，在常温条件下，完成加压吸附、减压脱附循环操作的设备。与深冷法制氮、膜分离法制氮相比，PSA变压吸附制氮法有其自己的优点：占地面积较小、投资较少、操作简便、快速制氮、氮气纯度高变压吸附（PSA）制氮装置DM系列煤矿用膜分离制氮装置（以下简称制氮装置），采用了世界制氮领域的最新技术—中空纤维膜分离制氮技术，其主体部分采用了日本宇部公司的UBE510氮膜系统。气源预处理系统的主要部件均采用进口或合资高质量产品，并采用了智能化微机控制使该装置达到了国内先进水平，得到了用户的一致好评。产品系统采用微电脑自动化控制且为矿用隔爆兼本安型防爆类型,所以本产品安全性高。且产品对环境和能源没有任何污染和破坏。膜分离（DM）制氮装置KJ2000N全数字化煤矿安全监控系统

新系统组成说明：数据采集装置：全数字化