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1KJ90NB瓦斯监控系统技术说明1.1概述本次设计采用我院具有自主知识产权、符合AQ6201-2006新标准要求的KJ90NB煤矿安全监测监控系统。我院具很强的产品研制开发能力，特别是在矿井安全监测仪器仪表、各类传感器、断电控制器、计算机软件及监控系统等方面有雄厚的技术实力。所有这些产品的技术含量、产品质量、系列化、产品种类、售后服务保障及产品技术支持在国内都属一流，许多其它型号的煤矿监控系统都选配我们的产品为其配套，有很大的市场占有率。随着监测技术的不断发展，重庆研究院还在不断的研制开发新产品或已有产品的升级换代，特别是国家计委投资2500万建设的“国家煤矿安全技术工程研究中心”（建设一条仪表生产线、一条机械装备生产线、三个安全实验室）为我们提供了更好的后续发展能力。KJ90NB煤矿安全监测监控系统自配套能力强，监控系统的各类设备及监控软件均由中煤科工集团重庆研究院一家研制、生产。产品性价比高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统总体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代提供可靠保障。1.2设计依据本方案在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足矿井对监测、监控等管理信息有效获得的需要。设计依据为：《煤矿安全规程》《矿井通风安全质量标准化标准》《矿井通风安全监测装备使用管理规定》《煤矿监控系统总体设计规范》《煤矿监控系统中心站软件开发规范》《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》《煤矿安全质量标准化标准》《煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)》2006.05《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)》2007.041.3系统结构及工作原理1.3.1系统结构系统由主要由三部分组成：地面中心站地面中心站是整个系统的大脑，只要用于设置、实时显示并存储环境参数。地面中心站主要由监控主机、系统软件和其它计算机周边设备组成，并包含防雷设备。分站分站主要是为传感器提供电源和接收传感器数据，并把数据通过工业以太网传输到地面主机。传感器及控制器传感器主要是采集井下的环境参数，传感器的种类比较多，如：瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾、开停、馈电等。控制器是系统断电的执行器，在异常情况下接收分站发来的断电信号，切断井下的工作电源，防止意外事故的发生系统结构如下图：图1-1：KJ90NB煤矿安全监控系统结构示意图1.3.2工作原理本系统主要是采集井下的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、烟雾及风机运行等参数，在地面机房进行24小时不间断监测；并在以上参数异常的情况下自动报警，并切断工作电源，达到矿井安全生产的目的。系统工作原理如下图：图1-2：井下环境监测系统断电方案1.4传感器布置原则1.4.1工作面传感器布置注：如果采用两条回风巷道的采煤工作面按照T1、T2设置，增加两台瓦斯传感器T5、T6。1.4.2掘进巷道传感器布置注：采用双巷道掘进在两个掘进同时按T1、T2设置，并在两个掘进巷道回风混合巷增加一台瓦斯传感器。1.4.3采区、一翼、总回风巷传感器设置注：1、在采区回风、一翼回风、总回风巷内临时施工的电气设备上方设置瓦斯传感器。2、兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置瓦斯传感器。1.4.4机电硐室传感器设置1.4.5其他传感器设置煤仓传感器布置井下煤仓、地面选煤厂上方应设置瓦斯传感器；采用架线机车的主要运输巷道装煤点设置瓦斯传感器；封闭的地面选煤厂机房内上方设置瓦斯传感器。带式输送机传感器设置兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置瓦斯传感器；带式输送机滚筒下风侧10－15米设置烟雾传感器。注：其他传感器的布置原则请参见《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)》。1.5系统主要特点1.5.1软件方面KJ90NB安全监控系统的软件，包括其系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件等，都在随着计算机技术和软件开发技术的发展而不断升级换代，现在的运行环境为Windows2003/2008，是目前国内煤矿安全监控系统最先进的软件之一。1)操作方便、网络功能强大、可靠性好、支持C/S和B/S模式；支持异地远程访问，图形软件可支持矢量图方式；报表软件采用专业的华表处理软件，可支持错误信息剔除、数据统计、按用户需求任意编排等功能；全局联网可支持WEBGIS方式，实现矿、局、市、省等各级联网。2)在软件开发过程中采用了先进的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，系统具有更加灵活的集成方式，可适应不同用户对系统规模的要求，有很高的扩展性和开放性。3)由于系统运行于WIN2003/2008多任务环境，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术，实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接。4)地面中心站为开放式系统，软硬件均可以扩充，系统地面设备以全网络方式运行，运行协议为TCP/IP、NETBUL、SPX/IPX，可与企业计算机局域网实现网络互联，方便地与生产监控、工业电视和生产调度系统联网，在网上可运行任意台网络终端，同时支持终端通过服务代理的远程连接，实现监控信息的远程实时共享。5)系统软件能与企业构筑的INTERNET/INTRANET网络环境能很好融合，真正实现安全监控信息网络化共享（按用户权限）。6)主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证气体超限断电，万无一失。7)监控数据采用先进的变值变态分时存储技术，存储时间长，监控系统的历史数据连续存储时间可达10年以上。1.5.2硬件方面1)中煤科工集团重庆研究院是专业从事煤矿安全技术的专业研究院，有很强的技术实力，具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属一流，而且我们一直在跟踪当今先进技术，不断地完善和发展；2)自主开发了各种型号规格的智能监控分站和电源箱，形成了三代产品6种系列，可满足不同用户需求，且在产品体积、重量、性能等方面较国内同类产品具有较大优势。3)在各类传感器及断电器方面KJ90NA安全监控系统是国内自配套性较强的系统之一，其各类主要传感器及断电器由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，具有很高的性价比。4)系统分站大容量本安电源技术：设计减流型与截流型相结合的快速反应功率安全栅保护电路,实现大容量本安电源输出，并具有保护自恢复功能,提高本安输出带载能力。针对《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术条件要求》，研制开发的矿用隔爆兼本安直流稳压电源，传输距离达到2.5Km以上，为矿井远距离传输节约大量电缆。5)系统分站宽压开关电源技术：采用高效率的单片开关电源芯片，设计宽输入高效率开关电源电路，适应矿井电网电压波动，提高电源输出带载能力。6)系统分站备用电源智能充放电管理技术：针对矿井安全监控系统的要求，设计备用电源无缝隙交直流切换、合理的充放电保护电路及充放电管理程序设计，提高备用电源的可靠性和使用寿命。7)在各类传感器及断电器方面KJ90NA型煤矿安全监控系统是国内自配套性最强的系统，其各类传感器、断电器全部由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，不但如此，我们生产的各类传感器、断电器等还给国内许多系统配套，在市场上占有很大的份额，许多传感器如瓦斯、风速、烟雾、CO等属国家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”攻关成果，具有很高的性价比。8)目前中煤科工集团重庆研究院具有三代分站设备，每一代具有其独特的功能，可以满足不同用户的需求，并且我们的产品已经大量在市场应用并得到用户好评。9)全系列监控分站均具有2小时实时监控数据存储功能；均配置了标准RS485智能通讯接口，支持各种智能通讯仪器、设备直接接入系统。10)系统配备的断电器均具有断电反馈功能，系统软件具有断电回控比较指令，可完全确保断电的可靠性。11)监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。12)系统配备的各型监控分站均采用高性能32位嵌入式芯片，极大地提高了系统的运行速度和稳定性，同时全部具有监测信息“黑匣子”功能。13)各型智能监控分站选用新型非易失性存贮器，所有数据掉电不丢失；独具的断电次数、断电时间、设备开停次数，开停时间累计功能，避免了因系统通讯线路出现故障时，误计累计时间，累计次数的缺陷。14)各型智能监控分站自带高精度时钟，具有各路传感器供电电压的检测功能。15)分站具备掉电闭锁功能；当分站掉电（指交直流供电均无）时，立即切断与闭锁控制相关的设备电源并闭锁；当分站复电并工作正常、稳定运行后，自动解锁。1.6系统主要功能1.6.1地面中心站部分1)数据采集功能具有甲烷、风速、风压、CO浓度、温度等模拟量采集、显示及报警功能。具有馈电状态、风机开停工况、风筒状态、风门开关、烟雾等开关量采集、显示及报警功能。具有瓦斯抽放量监测、显示功能。2)报警及控制功能具有甲烷浓度超限及系统异常状态声光报警和自动断电/复电控制功能。系统具有地面中心站手动遥控断电/复电功能，并具有操作权限管理和操作记录功能。系统具有异地断电/复电功能。系统具有移动瓦斯泵闭锁功能：当瓦斯泵排气口下风侧甲烷浓度达到规定时，切断瓦斯泵电源并闭锁；当瓦斯泵排气口下风侧甲烷浓度低于复电浓度时，自动解锁。3)存储和查询功能系统具有以地点、名称为索引的存储和查询功能。4)显示功能系统具有列表显示功能：系统能在同一时间坐标上，同时显示模拟量曲线和开关状态图等。系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能；能在同一坐标上用不同颜色显示最大值、最小值、平均值等曲线。系统具有开关量状态图及柱状图显示功能。系统具有模拟动画显示功能。显示内容包括：通风系统模拟图、相应设备开停状态、相应模拟量数值等。具有漫游、总图加局部放大、分页显示等方式。系统具有系统设备布置图显示功能。显示内容包括：传感器、分站、电源箱、断电控制器、传输接口、和电缆等设备的设备名称、相对位置、运行状态等。5)打印功能系统具有报表、曲线、柱状图、状态图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能。报表内容包括：模拟量日（班）报表、模拟量报警日（班）报表、模拟量断电日（班）报表、模拟量馈电异常日（班）报表、开关量报警及断电日（班）报表、开关量馈电异常日（班）报表、开关量状态变动日（班）报表、监控设备故障日（班）报表、模拟量统计值历史记录查询报表等。6)人机对话功能系统具有便捷、人性化人机对话功能，便于系统生成、用户管理、参数设置修改、功能调用、控制命令输入等。7)自诊断功能系统具有自诊断功能。当系统中传感器、分站、传输通道、电源、断电控制器、传输电缆等设备发生故障时、报警并记录故障时刻和故障设备，以供查询和打印。8)双机切换功能系统具有双机切换功能。系统主机为双机备份，当工作主机发生故障时，备份主机投入工作。9)备用电源功能系统具有备用电源。当电网停电后，可保证系统持续供电时间不少于2小时。10)数据备份功能系统应具有监测数据人工和自动定时备份功能。11)软件其他功能系统监控主机、网络终端、图形工作站全面预装Windows2000/XP/Web操作系统和最新版的监控软件、图形监控软件、报表处理软件、人员管理软件及终端软件。操作采用全汉字菜单及窗口提示，配有（智能）全拼、双拼、五笔及区位码等多种汉字输入方法，人机界面友好，全面遵循Windows窗口风格，鼠标操作，通用性好，可操作性强。监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作。在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、分析运算、超限报警控制、查询、编辑、动态定义、网络通信、绘制图形和曲线并打印实时报表、超限报表和班、日、月报表等。屏幕显示为页面式，图形