矿井监控系统设计 - 图文(2)

电源电压:36、127、220、380V、660V 本安电源:18VDC或24VDC

输入信号:200-1000Hz，1-5mA、1/5mA、触点 输出信号:电平、触点

分站至传感器距离:≤2.5km 处理误差:≤±0.5％

断电容量:36V/5A、660V/0.3A 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 1) 主要功能

KJF8/KJF16型井下监控分站(以下简称分站)是一种以嵌入式芯片为核心的微机计算机系统，可挂接多种传感器，能对井下多种环境参数诸如瓦斯、风速、一氧化碳、负压、设备开停状态等进行连续监测，具有多通道，多制式的信号采集功能和通讯功能，通过工业以太网或总线方式能及时将监测道德各种环境参数、设备状态传送到地面中心站，并执行中心站发出的各种命令，及时发出报警和断电控制信号。

2) 功能特点

1为井下所挂接的各种传感器、断电器提供工作电源； ○

2采集各传感器的实测参数，设备运行状况、开停状态； ○

3通过工业以太网快速向地面的系统中心站传送巡检参数； ○

4通过RS485方式向地面中心站传递参数； ○

5执行地面中心站发往井下的各种控制命令； ○

6对异常状况超限状况进行断电控制； ○

7分站具有与传输接口双向通信及工作状态指示功能； ○

8分站具有甲烷、风速、风压、一氧化碳、温度等模拟量采集及显示功能，模拟量输入○

信号采用频率型模拟信号；

9分站具有馈电状态，风筒开关，风门开关、烟雾等开关量采集及显示功能； ○

10分站具有累计量采集及显示功能； ○

11分站具有控制风电、瓦斯闭锁功能； ○

12分站具有初始化参数设置和掉电保护功能。○初始化参数可通过中心站软件输入和修改； 13分站具有自诊断和故障指示功能； ○

14分站具有备用电源，当电网停电后，能对甲烷、风速、风压、一氧化碳、局部通风机○

开停、风筒状态等主要监控量继续监控。

d.主要技术指标：

1分站工作电压：12VDC，最大工作电流：300mA； ○

2模拟量信号：200HZ～1000HZ的频率量信号； ○

3开关量信号：1mA/5mA的电流信号； ○

4累计量输入处理误差：累计量输入处理误差不大于0.5％； ○

5数字量信号:与外接数字量信号的传感器采用RS-485方式进行数据交换，最大工作电○

压幅值≤5V，最大工作电流幅值≤150mA;

6控制量信号：采用本安高低电平或无源继电器触点输出； ○

7系统信号传输：○采用RS-485通讯方式：数据传输速率为2400bps数据传输速率为10/100采用以太网通讯方式

8分站信号端口 ○名称 模拟量信号/开关量信号输入口(通过中心站软件设置可以互相转换) 数字量输入口 KJF16型井下监控分站 16路 1路 KJF8型井下监控分站 8路 1路 信号采集端口 断电控制端口 通讯端口 脉冲量输入口 1路 近程断电输出口 2路 远程断电输出口 6路 RS-485通讯口 1路 10/100Mbps自适应以太网口 1路 注：表中的所有端口均为本安端口。 1路 1路 4路 1路 1路 3、 分站电源选择 设计选择KDW0.3/660系列矿用隔爆兼本安直流稳压电源。该适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘存在的场所或需要本质安全直流电源的地方，为矿井监控分站、防爆交换机、传感器等提供本质安全直流稳压电源。采用先进的电源模块对输入的电源进行处理，使电路有完全独立的本安输出，每路均设计有双重的过压过流以及过热保护，加之采用了先进的工艺，使效率高达90%以上。

主要技术指标： (1)电源波动适应性

输入电源电压(可选)：660/380/220V，50Hz 输出电源电压(可选)：5/12/18/24VDC等 (2)传输介质

稳压电源至分站、传感器传输介质为煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆 (3)电源类型

KDW0.3/660(A)KDW0.3/660(B)KDW0.3/660(C)KDW0.3/660(D) 4、 监测传感器选型

本设计选择与KJ73N配套的以下各类传感器，设备安装时厂家必须提供和配备与KJ73N相配套的传感器。

1) 甲烷传感器

(1) 高低浓度甲烷传感器(KG9001C型) 测量范围:0～100.00%CH4

测量精度:0.00～1.00%CH4≤±0.10%CH4

1.00～2.00%CH4≤±0.20%CH4 2.00～4.00%CH4≤±0.30%CH4 4.00～40.00%CH4≤±8.00%CH4

40.00～100.00%CH4≤±10.00%真值(相对误差)

元件检测反应速度:≤30s 调校周期:≤1个月 使用寿命:≥1.5年

信号带负载能力:0～400Ω

报警方式:二级间歇式声光报警，≥80dB(声强)，能见度>20m(光强) 报警点范围:0.5～2.5%CH4连续可调 采样方式:扩散式

整机工作电压:9～24VDC 整机工作电流:≤70mADC

传输距离:2km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆) 输出信号:200～1000Hz、1～5mADC 防爆型式:ExibdⅠ矿用本安兼隔爆型 (2) 低浓度甲烷传感器(KG9701A型) 测量范围:0～4.00%CH4(0～10.00%CH4) 测量精度:0.00～1.00%CH4≤±0.10%CH4

1.00～2.00%CH4≤±0.20%CH4

2.00～4.00%CH4≤±0.30%CH4

4.00～10.00%CH4≤±8.00%真值(相对误差)

元件检测反应速度:≤20s 调校周期:≤1个月 使用寿命:≥1.5年

信号带负载能力:0～400Ω

报警方式:二级间歇式声光报警，≥85dB(声强)，能见度＞20m(光强) 报警点范围:0.5～2.5％连续可调 采样方式:限制扩散式 整机工作电压:9～24VDC

传输距离:3km(供电18VDC使用1.5mm2截面铜芯电缆) 输出信号:200～1000Hz、1～5mADC 防爆型式:ExibdⅠ矿用本安兼隔爆型 2) 风速传感器(KGF15型) 测量范围:0.3～15m/s 基本误差:≤±0.3% 工作电压:9～24VDC 工作电流:≤70mADC

显示方式:就地显示3位LED

输出信号:1～5mADC、200～1000Hz 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

3) 风流压力传感器(GF100F(A)型) 测量范围:0～100kPa 测量误差:≤±1％F.S

输出信号:200～1000Hz、l～5mADC、0～5VDC、4～20mADC等 工作电压:9～24VDC 工作电流:≤60mADC

显示方式:三位半LED数字显示 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

4) 一氧化碳传感器(GTH500(B)型) 工作电压:9～24VDC 工作电流:＜100mADC 检测范围:0～500PPmCO

检测误差:F.S范围内5%(相对误差)

显示方式:三位红色LED显示(分辨率:1PPmCO) 输出信号:200～1000Hz、1.0～5.0mADC 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 5) 温度传感器(GW50(A)型) 电源电压:9～24VDC 最大工作电流:＜40mADC

输出信号制:200～1000Hz、1～5mADC、0～5VDC、4～20mADC等 测量范围:0～50℃ 测量误差:±0.5℃

显示方式:三位半LED显示测量值，发光二极管指示灯相应亮红灯 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

6) 液位传感器(KGU9901型) 测量范围:0～5m 基本误差:≤±1% 工作电流:≤30mADC

输出信号:电流、电压或频率信号 显示方式:三位LED显示 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

7) 瓦斯抽放多参数监测传感器(GD4型)

主要用于矿井瓦斯抽放浓度(C)负压(P)温度(T)压差(H)标准状态(温度20℃，大气压力100kPa)下的纯瓦斯流量(A)和混合量(L)等参数的检测和计算。

监测参数:浓度(CH4)负压(P)差压(H)温度(T) 测量范围:

a)甲烷浓度(4～100)%显示分辨率为0.1%CH4 b)负压(0～100)KPa显示分辨率为0.1kPa

c)压差(0～5.0)KPa显示分辨率为0.01kPa(1毫米水柱) d)温度(0～50.0)℃显示分辨率为0.1℃ 测量精度:

CH44.0～40.0%真值的±10%

40.0～100.0%测量上限的±10%

P±2%(F.S) H±2%(F.S) T±2%(F.S)

信号输出参数:浓度(CH4)负压(P)瓦斯纯流量(A) 反应时间:不大于30秒

供电电压:9V～24VDC本安电源 工作电流:不大于180mA 最大输入电压:18.5V 最大输入电流:360mA 防爆标志:ExibI

8) 设备开停传感器(GT-L(A)型)

对各种机电设备(如通风机、局扇、水泵等)开、停状态的连续实时监测。 电源电压:9～24VDC

工作电流:1/5mADC、5/-5mADC、无电位(继电器)触点、信号制时＜30mADC、其它信号制时＜15mADC

工作方式:锁固吊挂于被测电缆上，连续工作

输出信号:1/5mADC、0～5VDC、±5mADC、无电位触点 显示方式:绿色灯为电源指示、红色灯指示开停 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型 9) 烟雾传感器(GQF0.1(A)型)

预报自然发火及各种皮带火灾，能对烟雾进行就地监测、遥测和集中监视。 工作电压:9～24VDC

响应时间和报警:＜60s声报警

输出信号(无烟/有烟):1.0(4.0)/5.0(20.0)mADC、200/1000Hz可调 继电器接点(无烟/有烟):通(ON)/断(OFF) 10) 粉尘传感器(GCG500型)

总粉尘浓度测量范围:0.1～500mg/m3

测量误差:±15%

输出信号:200～1000Hz、1～5mA 采样流量:2L/min

电源:9～18ＶＤＣ(本安电源) 防爆型式:ExibⅠ矿用本安型

11) 风门开闭传感器(GML(A)型)

用于检测煤矿井下通风系统风门的开闭状态，输出多种信号制，具有现场风门“开”、“闭”状态的指示。

12) 风筒传感器(GY15型)

主要用于检测煤矿井下通风用局扇内的风压，实现对风筒内风压的连续监测，用以防止对风筒的人为损坏所造成的跑风漏风现象。杜绝事故的发生。

风压传感器为井下悬挂卡式仪器，在使用时应严格按照有关规定执行，防止发生意外事故。其防爆型式为矿用本质安全型，防爆标志为:ExibI。

13) 远程断电器(KDG2型)

主要适用于煤矿井下馈电开关控制回路的远程断电控制和馈电传感监测，为隔爆兼本安型结构，可与KJ73N等监控系统分站配套使用。主要特点有采用高压继电器控制，适用于矿井馈电开关的交、直流高低压控制回路；采用光电隔离技术，对被控开关负荷进行馈电传感监测，有效防止井下瓦斯超限“假断电”现象；具有断电控制适应性强，馈电传感监测可靠等优点。

主要技术指标:

输入控制信号:无源触点或电平控制 输出控制方式:强继电器触点

分站到断电器控制距离:≥10km(无源触点信号) ≥2km(电平控制信号)

断电控制容量:36V/5A或660V/0.5A 断电控制指标:红灯亮表示断电控制

馈电输入电压:660/380/220/127/36VAC(可选)

馈电输出信号:0/1mA/5V(分别对应断线/无电/有电状态)。

断电输入/输出:2路断电输入，2路断电输出，可实现1控2或2控2 馈电监测:2路

5、 传输设备选择

1) 传输设备及器材选型原则

传输设备应符合《中华人民共和国煤炭行业标准煤矿用信息传输装置》(MT/T899-2000)。用于监测监控系统的误码率不应大于10-8，最大巡检周期不应大于30s。安全监测监控设备之间的输入输出信号必须为本质安全型信号，设备之间必须使用专用阻燃电缆连接，严禁与调度电话线和动力电缆等共用。

2) 传输设备选择

选择与KJ73N配套的KJJ46型数据通信接口，通讯方式为DPSK/RS485，传输电缆选择MHYV型煤矿用信号电缆。接线盒为防爆三通(CZ-3)和二能(CZ-2)接线盒。

KJJ46数据通信接口是KJ73N型煤矿监控系统的关键设备，主要实现地面中心站与井下监控分站之间的数据双向通信、地面非防爆设备与矿井防爆设备之间的电气安全隔离等功能。

通讯方式：DPSK/RS485 通讯速率：2400bps 通讯距离：25km 六、 安全监测监控系统设备必须严格执行“四位一体”综合防突措施并经效果检验。 地点 设备名称 型号 单位 数量

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