监控系统构成及接线方式课件.ppt

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1、监控系统构成及接线方式,培训教程,监控系统具备的功能,根据国家有关法律法规和标准制定的通用技术要求监控系统应具备以下功能：具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能。用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。,通用传感器介绍（甲烷）,甲烷传感器：连续监测矿井环境气体中甲烷浓度的装置，一般具有显示及声光报警功能,1电源正极；2电源负极；3频率（电流）输出正极4断电信号输出,甲烷传感器的标校示例,1传

2、感器；2流量计；3调节阀；4标气瓶；5连接气管；6电缆连线；7煤矿用风电甲烷闭锁装置；,按图标气校准示意图，通入2.00CH40.20标气，流量为200mL/min，待显示数值稳定后，即可进行校准调试。,甲烷传感器主要参数,报警点：（0.004.00）CH4范围内任意设置，出厂时设定为1.00CH4。断电点：1.50CH4；复电点：1.00CH4。,输入电源：9V18V DC；最高输入电压Vi：20.0V；最大输入电流：Ii：300mA.传输电缆：三芯或四芯电缆，芯线载面积1.5mm2，电缆最大长度：2000m。,甲烷传感器的保养,新仪器的使用用户收到新仪器后，应在地面与监测系统的关联设备连接

3、，通过调校试验后确认各项性能完好，才能下井安装使用。安装地点周围应干燥无水。正常使用时的仪器维护仪器正常使用应每周校正一次，校正流量为200mL/min、用浓度为2.00CH40.2的标气，对仪器进行校正。零点校正时用新鲜空气进行调零。定期（一般为三个月）将传感器送到地面打开盖壳清扫气室和传感元件隔爆罩表面和外壳通气孔灰尘，保证通气良好减小测量误差。,通用传感器介绍（）,一氧化碳传感器是连续监测矿井中煤的自然发火区及胶带输送机等着火时产生的一氧化碳浓度的装置,图：一氧化碳传感器电缆接线图1电源正极；2电源负极；3频率（电流）输出正极4备用,一氧化碳标校示例,图：标气校准示意图1传感器；2流量计

4、；3调节阀；4标气瓶；5连接气管；6电缆连线；7煤矿用风电甲烷闭锁装置；8矿用直流稳压电源,按图标气校准示意图，通入（50050）106CO标气，流量为150 ml/min-200ml/min，待显示数值稳定后，即可进行校准调试。,一氧化碳主要参数,输出信号制式：电流：DC 1mA 5mA(负载电阻0 500)频率：2001000Hz传输距离：2000m,输入电源：最高输入电压Vi：20.0V；最大输入电流：Ii：300mA.配接设备：煤矿用风电甲烷闭锁装置。传输电缆：三芯或四芯电缆，芯线载面积1.5mm2,一氧化碳传感器的保养,用户收到新仪器后，应在地面与监测系统的关联设备连接，通过调校试验

5、后确认各项性能完好，才能下井安装使用。安装地点周围应干燥无水。正常使用时的仪器维护仪器正常使用应每周校正一次，校正流量为150 mL/min200mL/min、用浓度为（50050）106CO的标气，对仪器进行校正。零点校正时用新鲜空气进行调零。定期（一般为三个月）将传感器送到地面打开盖壳清扫气室和电化学元件隔爆罩表面和外壳通气孔灰尘，保证通气良好减小测量误差。,甲烷断电仪的使用,断电仪安装在煤矿井下进风巷中，无危岩、滴水和强度振动场所，按示意图所示进行安装；安装接线时，应按断电器中接线柱座上的标志牌，将接传感器和接电磁起启器控制回路的电缆接在相应的接线柱上，接传感器的电缆有正负极性，接电磁启

6、动器的电缆无极性，电磁启动器置于远距离控制状态,1四芯航空插座 28双芯阻燃电缆（芯径截面积1mm2），长度1Km3断电器 4矿用两芯电缆，规格21.5，电缆外径22，长度20m,图 4,5甲烷传感器,断电仪安装后的检验,安装接线完毕，接通传感器电源，在传感器自检期内，断电仪使电磁起动器处于断电闭锁，传感器上断电指示红色发光二极管发光，此时不能启动电磁起动器。自检完毕，若环境中甲烷浓度低于断电点，则断电仪使电磁起动器处于解锁状态，传感器上断电指示红色发光二极管熄灭，此时可启动电磁起动器。若不能启动电磁起动器，应检查断电器与传感器间的电缆极性是否接错，否则就是传感器发生故障。,断电仪的连接特性,

7、传感器和断电器通过二芯电缆互联。断电器在传感器控制下处于开关状态。传感器能连续监测环境中的甲烷浓度，当环境中甲烷浓度达到或超过设定的报警点值时，传感器发出声光报警信号。断电器和矿用隔爆电磁起动器（下称电磁起动器）通过电缆连用，当环境中甲烷浓度低于断电点值时，被控电磁起动器处于解锁状态，使电磁起动器所控电气设备供电。当环境中甲烷浓度达到或超过设定的断电值时，被控电磁起动器处于断电闭锁状态，电磁起动器不能启动，电磁起动器所控电气设备不能供电。,断电故障及原因分析,仪器不能调零、灵敏度低；黑白元件有断线或虚焊的情况；应更换黑白元件。数码管不能正常显示、缺笔画；数码管可能损坏；应更换数码管。仪器声音有

8、异常、吵吵声；蜂鸣器损坏；应更换蜂鸣器。仪器能接收控制信号但不能断电；远程断电器中的固态继电器损坏；应更换固态继电器。,调试注意事项,调试过程中，断电点必须高于复电点，若断电点不高于复电点，则仪器不会接受新的数据。断电器和传感器分离时，电磁起动器应断电闭锁。不使用传感器时，应撤出断电器和电磁起动器间电缆，恢复电磁起动器控制回路接线。传感器显示值达到或超过 4.00%CH4，断电仪将实现“超量程传感元件保护”功能。此时，断电器应处于闭锁状态。,井下开停传感器简介,煤矿用设备开停传感器用于监测煤矿井下设备的开停状态。本传感器与KHJ18煤矿用风电甲烷闭锁装置配套使用，可以检测显示煤矿井下设备的开停

9、状态。传感器上有开停的绿红灯显示，非常直观。适宜监测重要设备，防止其错误开停造成损失。,开停传感器工作原理,从煤矿用风电甲烷闭锁装置输入12V18V直流电源，作为开停传感器工作电源，开停传感器检测电路检测煤矿设备的开停状态，输出信号给变送电路。用绿色灯光表示设备开，红色灯光表示设备停，变送电路并输出开关量到KHJ18煤矿用风电甲烷闭锁装置，根据设定进行处理,使用方法及注意事项,将插头接入煤矿用风电甲烷闭锁装置的输入通道接口插座，开停传感器红色指示灯亮，表示传感器的电源已经接入，传感器可以正常工作。把被测电缆放入电缆槽内，用扎紧带固定好电缆，拧紧。传感器应安装在煤矿井下进风巷中，无危岩、强烈振动

10、和滴淋的场所。,仪器连接方法：两线制（1mA，5mA输出）：航插1脚接主机18V电源正，2脚接开关量信号脚。三线制（0mA，5mA输出）：航插1脚接主机18V电源正，2脚接18V电源负，3脚接开关量信号脚。,常见故障分析及排除办法,通用传感器（风速）,、防爆型式：矿用本质安全型,防爆标志：ExibI2、工作电压电流：电压：本安DC1224V,电流100mA3、风速量程：0.415 m/s4、输出信号：15mA、2001000HZ(拨码开关切换),通用传感器（烟雾）,煤矿用烟雾传感器（以下简称传感器）用于监测煤矿井下因机械磨擦、电缆发热、煤层自燃等原因引起的火灾事故。本产品为矿用本质安全型，可安

11、装在煤矿井下的皮带运输巷、机电峒室、采空区和工作面。传感器可配接断电装置及声光报警装置，实现报警及断电控制；也可与各种生产、安全监控系统配套使用。,传感器实时检测周围环境的烟雾,当周围烟雾浓度达一定值时，烟雾传感器便可发出开关量控制信号。技术参数1供电电源：本安电源DC12V24V；2工作电流：60mA；3响应时间：60s；4输出信号：a)输出开关量电流信号5mA/0mA；b)输出电流信号允许偏差5%；c)输出信号传输距离1km,烟雾传感器图例,通用传感器（风筒）,主要用于检测煤矿井下通风局扇内的风量,实现对风筒内风量的检测。该传感器为井下定置仪器,其防爆型式为矿用安全型。产品性能指标 测量范

12、围 015m/s 测量误差 2%永磁铁 8*4,磁场强度大于500高斯 触点容量 12V100mADC,通用传感器（风压）,连续监测矿井通风机、风门、密闭巷道、通风巷道等地点通风压力的装置,通用传感器（温度）,主要参数 a.输入电压：9V18VDC；b.工作电流：80mA；c.测量范围：0100；d.基本误差：2%；e.输出信号制式:1mA5mA（恒流），200Hz1000Hz（频率）；f.负载的能力：0500；g.信号传输距离：1500m；i.遥控器设置参数。,标准,.甲烷传感器的设置甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁、屋顶）不得大于mm,距巷道侧壁（墙壁）不得小于mm,并应安装维护方便，不

13、影响行人和行车。报警浓度、断电浓度、复电浓度、断电范围必须符合标准中表1的描述26,一氧化碳传感器的设置一氧化碳传器应垂直悬挂,距顶板(顶梁)不得大于300mm,距巷壁不得小于200mm,并应安装维护方便开采容易自燃、自燃煤层的矿井、采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置CO传感器，报警浓度为0.0024%CO,风速传感器的设置采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支风流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。当风速低于或超过煤矿安全规程的规定值时应发出声、光报警信号。,风压传感器主要通风机的风硐应设置风压传感器烟雾传感器带

14、式输送机滚筒下风侧10-15m处应设置烟雾传感器温度传感器温度传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm,距巷壁不得小于200mm,并应不影响行人和行车，安装维护方便开采容易自燃，自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为30机电硐室内应设置温度传感器，报警值为34,开关量传感器的设置主要通风机、局部通风机必须设置设备开停传感器矿井和采区主要进回风巷中的主要风门必须设置风门开关传感器。当两道风门同时打开时，发出声光报警信号掘进工作面局部通风机的风筒末端宜设置风筒传感器为监测被控设备瓦斯超限是否断电，被控开关的负荷侧必须设置馈电传感器,井下分站介绍,矿井需要确

15、定模拟量传感器的数量，结合本矿井井下各工作面的分布情况，决定选择井下分站的类型和数量。通用分站（8路模拟量输入、8路开关量输入、8路控制量输出）用于实时监测掘面或采面八处监测点的参数变化和该区域主要风门的开关状态，监控主扇和局扇运行状态及闭锁和该区域非本安设备的断电闭锁要求；基本分站（4路模拟量输入、4路开关量输入、4路控制量输出）用于实时监测掘面或采面四处监测点的参数变化和该区域主要风门的开关状态，监控局扇运行状态及闭锁和该区域非本安设备的断电闭锁要求。,KJFT-2基本分站的维护,KJFT-2基本分站(以下简称分站)属于矿用隔爆兼本质安全型井下分站，是根据矿井安全监控新标准、新规程以及相关

16、的煤炭行业标准设计的；是抚顺分院专门为KJF2000矿井安全生产综合监控系统配套使用而设计的智能型分站。该分站性能稳定、工作可靠、操作维护简便、信号传输能力强；置于煤矿井下，用于监测井下工作面的各种环境参数、设备开停状态和风机状态，实现对被控电气设备的起动、断电以及闭锁的控制。该分站可实现风电瓦斯闭锁和断电仪功能（一点至四点）,即可独立工作、又可与KJF2000矿井安全生产综合监控系统联网通信，接受地面安全场所中监控主机发出的各种控制命令，反馈回采集来的各种数据和被控设备状态，实现自动在线监控功能。,基本分站,分站由380V/660V交流供电，输出四组本质安全型直流供电电源，一组为分站自身供电

17、，其余三组为配接的各种模拟量传感器和开关量传感器供电。内部设有两组容量为4Ah的可充电电池组，保证交流供电电源掉电时，自动投入到电池组的工作，使分站及其配接的传感器能够不间断连续工作。产品防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型 产品防爆标志：dib（150）配接设备名称：各种2001000HZ频率信号制模拟量传感器各种接点型、两状态0/+5mA型开关量传感器,基本分站,分 站 容 量：模拟量输入 4路开关量输入 4路控制量输出 4组常开接点（可更改为4组常闭接点）模拟量类型：频率型（2001000Hz）电流脉冲信号I10mA负载电阻1K最高电压10V开关量类型：接点型或电流型控制量类型：四路无源接点或

18、321V（DC）,基本分站,显 示 位 数：四位；通道号1位，数值显示 0.0099.9交流电源电压：AC380V/660V10%、50VA、50Hz为配接设备输出本安电源：3组本安输出电压 21V（DC）最高开路电压 23V（DC）过流保护电流值 320mA最大短路电流值 350mA本安电源供电距离：1.5km电缆分布参数：分布电阻13.5/km分布电感470H/km分布电容0.047F/km通信速率：1200bps（FSK移频键控串行异步通信）传输介质：两芯无极性电缆最大传输距离：分站至地面中心站连接电缆最大长度15km,基本分站,基本分站,基本分站,分站主要由4路模拟量数据采集、4路开关

19、量输入、4路控制量输出、数据显示、分站地址码选择、数据通信和单片微机等各功能模块组成。配接的各种传感器的种类、数量、量程、断电点、复电点、报警点等均由地面中心站监控主机自动生成、自动记忆、免编程；分站的应用功能完全由地面中心站监控主机设置和操纵，一旦地面中心站或系统瘫痪，分站仍可按中心站的定义独立工作。模拟量输入模块对各参数实时采集；开关量输入模块实时反映设备开停、风门开关等状态；控制量输出模块可在必要情况下由中心站和分站发出控制命令，切断部分或全部可控制范围内的设备电源。,基本分站,1、模拟量输入分站具有极强的模拟量数据采集适应能力，凡是与本说明书信号制式相符的2001000Hz频率信号矿用

20、传感器，均可直接接入，由分站和地面中心站自动设定其量程、断电门限、报警门限和复电门限。2、开关量输入分站可接入四路开关量输入信号。每一路信号输入类型有三种：有源接点型、无源接点型和电流型，可通过分站母板上的拨码开关IC1和IC2设置实现,基本分站,3、控制量输出分站可接四组常开接点或四组常闭接点控制量输出，接点容量为36V/5A(AC)。有四组常开接点控制量在出厂时已与分站内部自身的四个继电器已连接好，可分别控制四台机电设备断电或闭锁。该分站用于远距离控制时，可将控制量输出串接在分站内任一本安电源回路中，为KJFD1远程断电器提供本安电源，进而实现远程控制。,基本分站,4、数据显示分站数据显示

21、方式如图3所示：通道号数值显示J1断电J2断电J3断电J4断电电池状态指示报警指示灯发送幅值指示接收幅值指示 图3：KJFT-2基本分站显示方式通道号：以数值1、2、3、4表示通道1至通道4采集到的模拟量参数显示值通道次序。电池状态指示：指示分站供电方式；灯灭为交流供电状态，灯亮为备用电池直流供电。,基本分站,报警指示灯：报警指示灯用一个白发红二极管显示，任一通道的模拟量超过报警上限时，均由该发光管指示；由分站软件或中心站自动控制。数值显示：用三位数字显示，测量值10时显示“x.xx”,大于10时显示“xx.x”。发送和接收幅度指示灯：指示分站与井上中心站通信时分站发送信号和分站接收信号的幅值

22、强弱。J1、J2、J3、J4断电指示灯：表示四个控制量的状态，灯灭表示对应通道断电或闭锁。,基本分站,5、分站地址码选择地址码开关用于设定分站物理编号，便于地面中心站寻址。在KJF2000系统中，设定各分站物理编号不允许有重复，否则系统将出现信号时有时无的后果。分站地址码开关以十六进制形式设定，如图4所示。在KJF2000系统中，中心站的寻址范围为64个分站，相应地址码为01H30H，因此地址码的7和8在正常工作中必须设定在OFF状态（用于风电瓦斯闭锁时需要设定）。,基本分站,五、分站的安装、维护：1、电源变压器的一次侧可引入380V或660V，方便井上调试和井下使用；安装时注意检查变压器引线

23、到电源接线桩是380V，还是660V，要针对井下电源实际相值调整好，避免电源接错烧坏变压器；取电源时要引出两根相线和一根地线，接入电源引入装置后再引入基本分站。,基本分站,基本分站,2、分站接线时要对照上端盖内的接线图（如上图5所示），看清接线柱旁线路板上的标记灵活接线（分站提供“V1”“V3”三路21V/370mA本安电源，远距离传感器、高低浓度传感器和工作电流大的传感器最好独立占用一路电源；在探头数少于四只的情况下，最好分开对探头供电；“V2”、“V3”各有三个接线桩，“GND”有七个接线桩，可根据接线实际灵活分配“V”和“GND”接线桩）；接线完成后，要仔细检查分站各固定螺丝和喇叭嘴是否

24、合乎规程要求：固定螺丝、弹簧垫圈均已拧紧不能短缺；未引线的喇叭嘴保证胶圈、堵片、垫圈不缺少且拧紧到位；有引线的喇叭嘴保证胶圈与电缆匹配，接线规范不失爆；引入动力电源的大喇叭嘴更要细心检查：电缆接入规范，压片压线牢靠，接地线可靠接入箱内接地桩。,基本分站,3、安装时注意检查拨码开关设置成几号分站；开关量输入的4路拨码开关出厂设置为配接开停传感器模式，即DIP1均拨在ON的位置，DIP2均拨在OFF的位置；若要配接风门传感器，需把DIP2拨码开关的相应该路拨到ON位置，DIP1拨码开关不需拨动，仍在ON的位置。4、箱内设有两组4Ah容量的镍氢充电电池组作为备用电源，交流供电工作时处于浮充电状态，一

25、旦交流电源因故停电，电池组自动投入放电工作，以保证不间断供电；井上调试完毕合盖前，要把箱内右下角的电池控制开关按一下，切断电池供电，以避免带电下井。,基本分站,5、分站接线完毕送电后，如果显示窗没有显示，应先断电再开箱，在CH4%0.5%的条件下送电检查：检查分站内上、下两块电路板和显示板上的插拔线和插拔件是否插接牢靠或插错位置；用万用表测量接线桩的交流电压是否为380V或660V，如果没有，说明动力电源的引入有问题；在上一项的基础上，测量变压器一次侧的电压是否为380V或660V，如果没有，检查变压器与接线桩之间的连接线是否断接或虚连；在上两项的基础上，测量变压器二次侧的两组电压是否为22V

26、、27V，如果没有或偏差较大，说明变压器已经烧坏。,基本分站,6、如图3所示：显示窗口左侧的四个LD指示灯自上而下显示电源工作指示、报警指示、通信发送幅值指示、通信接收幅值指示；显示窗口下面的四个LD指示灯自左而右依次显示J1J4四路继电器的吸合状态，灯亮为接点吸合，灯灭为接点断开。分站挂接探头如有报警发生时，报警指示灯灭，若没有报警发生，报警指示灯亮；通信线连接无误情况下，发送幅值指示灯、接收幅值指示灯有微亮或不亮情况时，则相应调整箱内WT、WR电位器，WT电位器顺时针放大，WR电位器逆时针放大。,基本分站,7、分站安装通电后，如果两个通信指示灯均不闪亮，则说明：分站通信线接错位置或与通信主

27、干线没有连接正确；微机室接口装置没有送电。如果只是发送幅值指示灯不闪亮,可能是：分站号定义错误；微机室监控软件没有打开；通信线有一根断线或短路。,基本分站,8、如果分站某一路模拟量或某一路开关量的探头不工作，可能原因是：分站下层的电路板对应的电源电路1A保险丝管熔断；从分站引出到探头的电源线接线错误或分站内接线错误；探头电缆断线或短路；探头本身有问题，可用好探头换下试验。,基本分站,9、如果分站某一路模拟量或某一路开关量的探头已正常工作，分站和中心站却接收不到信号，可能原因是：分站处或探头处的信号线接错位置；从分站引出电缆到探头的信号线断路或短路；分站内上层的电路板对应该路模拟信号的0.2A保

28、险丝管熔断、对应该路开关量的拨码开关DIP1、DIP2拨错位置；探头本身有问题，可用好探头换下试验。,基本分站,10、检查基本分站的模拟量输入、开关量输入、断电输出是否正常的简易方法：模拟量输入检验方法：用万用表直流电压档测量接线柱的V1、V2、V3与GND之间的电压为DC2022V，与信号之间的电压为DC1921V；开关量输入检验方法：用万用表直流电压档测量接线柱的V1、V2、V3与GND和各信号之间的电压为DC2022V；断电输出检验方法：用万用表通断蜂鸣档测量J11与J1K、J21与J2K、J31与J3K、J41与J4K为导通。上述方法亦可灵活应用于查找电缆的线路是否断路或短路：电源+与

29、地和信号之间均无电压，则为电源+断线或整根电缆断线；,基本分站,电源+与地之间有电压，与信号之间无电压，则为信号线断线；电源+与地之间无电压，与信号之间有电压，则为地线断线；电源+与地和信号之间的电压完全相等，则为地线和信号线短路；电源+与地线之间只有几伏电压，与信号线之间无电压，地线与信号线之间也有几伏电压，则为电源+与信号线短路。,基本分站,11、基本分站脱离主机独立工作时，14路探头对应控制14路的断电输出，因此应考虑探头接在哪几路来决定接在第几路断电输出上,用于控制磁力开关2、9脚的36V控制电源；如果用两路或更多路探头一起控制断电输出，则把遥控探头相应的几个断电器接点串联一起后再接在

30、磁力开关的2、9脚上，这样做比中心站测点定义控制更为可靠；如果配接远程断电器进行远距离控制，应把基本分站内的V1、V2或V3任一路引线到J1KJ4K上，然后从J11J41引线到远程断电器的电源+接线柱上，从GND引线到远程断电器的电源-接线柱上即可。,基本分站,六、注意事项1、建立专业维修队，参照井下安全监测系统维修管理体系，健全维修管理制度；必须指定专人维护、维修本分站。2、分站下井前必须在地面进行通电检查和功能试验，试验无误后方可下井安装。3、调试时首先检查接线是否正确，确认无误后方可送电。如无异常现象，预热几分钟即可调试。调试前先调整配接的传感器零点和标定其灵敏度；再检查分站的各项功能。

31、分站由中心站定义为一般监控时，检查其监测功能是否与中心站定义功能一致。4、分站完成地面调试后，方可进行井下安装，并需重新进行井下复查和调整。一般情况下，在正常运行时，每周进行一次传感器的零点与灵敏度的标定（或参照传感器说明书规定进行）。5、井上调试、井下安装时，防止剧烈震动和碰撞；要注意保护隔爆面，防止磕碰或划伤；接线完成合盖前，隔爆面要清洁干净、涂204防锈油、凡士林或黄甘油，以增强隔爆性能和防锈性能。6、分站故障时，应按电路原理分析、判断原因和故障位置，有故障的印刷电路板维修时应避免带电插拔电路板或带电焊接。7、维修时不得改变本安电路的元器件型号、参数，以免影响产品本安性能。8、分站地址由主机板地址开关设定，便于地面中,