第六章煤矿通信与监控系统

煤矿电工学第六章煤矿通信与监控系统普通高等教育“十一五”国家级规划教材煤炭工业出版社第六章煤矿通信与监控系统2019/8/182第六章煤矿通信与监控系统•通信的广泛含义是包括模拟量和数字量等一切信息的交换。狭义的讲，就是进行语言信息的交换。将语言通信、生产监控、安全监测三者结合为一体，既传送语音信号，又传送生产监控与安全检测信号的煤矿生产调度综合信息网，将是煤矿生产调度通信系统的发展方向。第六章煤矿通信与监控系统2019/8/183第一节矿井通信第二节煤矿安全监控系统第六章煤矿通信与监控系统第六章煤矿通信与监控系统第一节矿井通信普通高等教育“十一五”国家级规划教材煤炭工业出版社第六章煤矿通信与监控系统2019/8/185一、矿井通信的分类及特点二、矿井通信系统三、KT7型矿用程控调度通信系统第一节矿井通信第六章煤矿通信与监控系统2019/8/186一、矿井通信的分类及特点行政通信机关处理行政事务以及日常生活中联络各种事项所需的通信矿井通信矿井通信可分为行政通信和调度通信两大类调度通信完成生产指挥、监测控制、事故处理、抢险救灾所需要的通信固定通信移动通信工作面通信输送机通信电机车通信井筒通信大巷通信救护通信1.分类第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1872.矿井通信的特点由于煤矿生产条件的特殊性，对矿井通信提出了若干特殊要求。归纳为以下六个方面：•(1)安全•(2)坚固耐用•(3)三防•(4)可靠性高•(5)有应急手段•(6)灵活方便第六章煤矿通信与监控系统2019/8/188二、矿井通信系统——由电话机，传输线路、交换机及其辅助设备组成１．电话机１）电话机的组成电话机通话器声音的发送和接收信号器接受发出信号送话器声电转换受话器电声转换振铃接受呼叫信号按键发出呼叫信号第六章煤矿通信与监控系统2019/8/189１．电话机１）电话机的分类•电话机的分类扩音电话-扬声器传送载波电话—借动力电缆传送感应电话-借金属管线感应传送按照电话机的传送方式分漏泄电话-借泄漏电流感应传送无线电话-借无线电波传送第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1810无线电话扩音电话载波电话感应电话漏泄电话按电话机的传送方式分１．电话机１）电话机的分类第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1811按电话机的工作方式分单工电话半双工电话全双工通话１．电话机１）电话机的分类第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1812按电话机的结构特点分矿用本质安全型电话隔爆型电话声能电话普通电话１．电话机１）电话机的分类第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1813２．传输线路•1）矿用通信电缆矿用通信电缆又称为对称电缆，其基本组成与普通电缆一样也是由芯线、绝缘层、保护层等组成，组成材料和类型也相同，不同的是一条电缆内有多对、甚至几百对以致上千对芯线，它的每对芯线都象麻绳或电灯的花线那样两股扭在一起，使彼此间的电磁影响互相抵消，可以消除串音。由于每对芯线都是由两根完全相同的芯线组成，因此称“对称电缆”。图6-1HUYV型矿用通信电缆结构示意图第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1814•2）同轴电缆•同轴电缆又称为不对称电缆。它的外部为一空心的金属管(或金属编织带)，作为一个导体，称为外导体；管内中心有一根导体，称为内导体。内、外导体之间用塑料之类绝缘隔开，并使每处都保持轴心重合(即同一个圆心)，故称为“同轴电缆”图6-2同轴电缆的结构２．传输线路第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1815•3）同轴漏泄电缆•一般称为漏泄电缆，是在同轴电缆的屏蔽外导体上，按特种工艺穿孔、开槽、铣缝、疏织等处理，利用外导体表面的波阻抗作用，在漏泄电缆径向建立连续均匀的漏泄电磁场，实现移动无线电收发机的天线与漏泄电缆之间无线电信号的双向耦合。图6-3各国漏泄电缆结构示意图a-英国疏织屏蔽型；b-美国穿孔螺管型；c-德国纵向开槽型，d-日本八字槽币型２．传输线路第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1816•4）光缆由像毛发一样粗细的玻璃纤维堆放在聚乙烯骨架上并包有坚固外皮而成。光纤对拉力的承受力较强，不易拉断，但对弯折的承受力较差，易折断，故在光纤外面包了两层保护层构成芯线。第一层用紫外线硬化树脂材料。将包裹后的状态称基准线。在线的外面用尼龙包裹构成第二层。尼龙着颜以便识别。芯线由一条或多条基准线排列成带状组成。带状芯线易识别，在连接时可一齐完成。将芯线堆放在聚乙烯上切开的空槽中，在聚乙烯的中心用抗拉强度高的加强件，防光缆被拉伸。外皮按不同用途设不同防护。图6-4光缆的结构示意图２．传输线路第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1817３．交换机•交换机可分为：人工交换机和自动交换机。1）人工交换机又分为磁石式电话交换机（现已淘汰）、共电式电话交换机，该机结构简单、价格低廉安装、维护简便，适用于小型煤矿使用；2）自动交换机又分为：步进制、纵横制、程控制、数控制。由于数控式功能强大，并可以发展为电话兼作数据通信等综合通信网，将逐渐取代其它制式。第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1818•由线路接口模块(LIM)和组群交换模块(GS)两种基本模块元组成３.交换机1）MD110数字式程控交换机系统组成第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1819MD110线路接口模块图6-7示意图３.交换机1）MD110数字式程控交换机系统组成第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1820•软件包括程序和数据，分别存放在程序存储器和数据存储器中。•(1)程序。分为：①系统程序即操作系统，是交换机硬件和应用程序之间的接口。主要为进程管理、作业管理、文件管理、存储管理和输入输出设备管理等。②应用程序为用户服务，包括呼叫处理、系统防护和维护管理。•（2）数据：①半固定数据为静态信息，包括话局数据和用户数据，如硬件配置、运行环境、编号方案等。②暂时性数据为动态信息，包括交换系统数据，如用户当前状态、资源当前状态等，只在每次呼叫的过程之中。不管是半固定数据还是暂时性数据，一般都以表格或文件的形式组织起来。3.交换机2）MD110数字式程控交换机的软件第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1821•MD110的软件采用全分散控制的模块化结构，程序用CPU芯片汇编语言写出。软件的总体框图如图示。按功能可分5级，有系统级1、系统级2、子系统3、功能块和功能单元。图中子系统均由硬件和软件组成。图6-7MD110软件框图3.交换机2）MD110数字式程控交换机的软件第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1822话务台的功能用户业务功能计费功能综合业务数据网（ISDN）功能组网功能MD110数字式程控交换机系统的功能3.交换机3）MD110数字式程控交换机的功能第六章煤矿通信与监控系统2019/8/18231交换机电源交换机采用直流电路工作，因此有整流柜和蓄电池两种电源。3汇接器用于井下有线固定通信与移动通信（扩音通信、载波通信、感应通信、漏泄通信）之间的汇接2分线盒地面用保安配线架或配线箱实现电缆和交换机间接线，内装试验排及保安排，供测试和保护用４．辅助设备第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1824三、KT7型矿用程控调度通信系统•１．系统组成及功能•该系统为本质安全型，用于有瓦斯、煤尘爆炸危险矿井作生产调度用。组成如图。•实现双向扩音紧急呼叫，包括话机紧呼调度台、调度台紧急（选呼、组呼、全呼）电话机，有同播、录音、会议功能、电话机检测功能等。•井上可与行政自动交换机、矿务局调度室、无线电话系统、直通电话连接，用户间通话自动交换，减轻调度员负担；井下可经矿用程控耦合器与本安电话机连接、经汇接装置与各种移动通信设备连接成调度通信网。第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1825•1）KT7003型矿用程控调度台•有如下电路组成：•（1）扩音电路：调度对井下电话扩音和对井下电话机送来语音信号扩音。•（2）调度电路：①10部调度电话与自动交换机配合实现连选。拨一引示号即自动接入空闲话机。②两条通往局调度室电话出入呼叫、显示及转换。•（3）井上直通电路：用于领导及主要生产部门的直通电话。•（4）井下直通电路：用于与井下移动电话汇接，但必须经过汇接装置。•（5）电池检测信号接收电路：检测电池，将信号给控制器储存、显示•（6）夜铃电路：夜间用户呼叫时，发出响声，提醒调度员有电话呼叫。•（7）程控控制器：①主控制器在调度台上，由微机、打印机及软件组成完成人机对话，由键盘输入命令，通知分控制器执行相应的命令，并接受分控制器送来的数据②分控制器在耦合器中，由CPU和8块I/O接口板组成。接收主控制器送来的命令或数据，并按主控制器送来的命令执行程序，接收电话机发来的信号，并送往主控制器。１．系统组成及功能第六章煤矿通信与监控系统2019/8/18262）KT8010型矿用程控耦合器实现井下本质安全型电话与地面非本质安全型电话的耦合，完成安全隔离、语音耦合、各种脉冲信号（拨号脉冲，紧急信号等）的传递。（1）铃流转换电路。将25(50）Hz的铃流，转换成300Hz铃流。（2）安全隔离电路。将非本安电路与本安电路隔开，同时传递语音信号、拨号脉冲、铃流信号、紧呼信号、摘挂机信号、电池检测信号。（3）恒流源电路。向井下本安电话机电池提供本质安全充电电流（4）摘挂机电路。反映电话机的摘挂机状态，将信息送给分控制器及主控制器，给自动交换机提供直流回路。（5）紧急呼叫接收电路。接收从本安电话机发来的紧急呼叫信号，并转送给输出电路。（6）紧呼输出电路。将紧呼信号，一路送往控制器显示、储存或打印；另一路送往紧呼转换电路，将电话机与调度台接通。（7）紧呼转换电路。紧呼信号驱动转换电路，将话机与调度台接通。１．系统组成及功能第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1827•3）KTl016型矿用程控电话机•为本质安全型，是系统的井下终端设备。该话机技术功能如下：•(1)全双工通话功能。•(2)接收扩音呼叫信号，具有扩音呼叫功能。•(3)接收同播信号，实现扩音同播功能。•(4)接收催挂机信号，实现手柄未挂好的催挂机功能。•(5)接收耦合器发来的振铃信号。•(6)电话机电池电压检测功能。•(7)向调度台发出紧急呼叫信号。•(8)实现脉冲或双音多频拨号功能。１．系统组成及功能第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1828３．使用与维护•1）使用方法•调度员用调度电路呼叫被叫用户•调度员用主控制器紧急呼叫被叫用户•调度员对若干被叫用户同时呼叫•调度员呼叫某几部电话机召开电话会议•调度员催挂未挂好的电话机•调度员呼叫直通用户•调度员呼叫矿务局调度台•本安电话机通过自动交换机呼叫调度台•本安电话机紧急呼叫调度台•直通用户呼叫调度台•矿务局调度台呼叫矿调度台•电池检测第六章煤矿通信与监控系统2019/8/18292）维护•(1)在调用功能模块时，有时出现“串行口通信故障，必须检修”的提示。这说明主控制器与分控制器之间的数据通信系统的硬件出现故障，必须停机检查。•(2)定期清理紧呼备查库和群呼备查库。由于磁盘空间有限，长期不清理可能出现不能储存的错误。•(3)定期检查耦合器本安参数是否符合规定值，并检查各级电压是否在规定值内。•(4)电话机的电池必须定期检测，电池放电电压不得低于10V，低于10V的电池必须按规定充电。•(5)各种备用插板要定期上机运行，保证各种备用插板完好，真正起到备用作用。第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1830本节小结•系统组成——由电话机，传输线路、交换机、程控调度台、及其电源、分线盒、汇接器等组成•系统功能——井上与井下有线与无线间的通讯、生产指挥。第六章煤矿通信与监控系统2019/8/1831思考与习题•6-1矿井通信分为哪几大类?各类通信的作用是什么？对矿井通信有什么特殊要求?•6-2通信系统是由哪些设备组成的?各设备所起的作用是什么?为什么数字交换机将取代其他交换机?•6-3矿井调度通信系统由哪几部分组成？矿用程控调度台与行政交换机在功能上有哪些区别?为什么?•6-4井下本安电话与井下移动电话、地面普通电话分别采用什么装置衔接