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煤矿安全生产监控系统技术说明书北京博扬德科技有限公司2008-03-01目录 第一章煤矿安全生产监控系统2第一章煤矿安全生产监控系统2一、监控系统的优势与特点3二、系统软件主要功能3三、技术参数4第二章前端基本设备介绍：6一、智能遥控甲烷传感器6二、瓦斯检测仪7三、矿用智能风量传感器7四、数字式温度传感器8五、负压(压力)传感器9六、投入式液位传感器9七、一氧化碳传感器10八、矿用机电设备开停传感器11九、矿用风门开关传感器12十、馈电开关传感器13十一、矿用智能超声物位仪14十二、监控分站14十三、信号转换器15十四、风电甲烷闭锁装置16十五、智能数据传输接口17十六、矿用隔爆兼本安电源17十七、电力参数变送器18十八、煤矿用烟雾传感器19第一章 煤矿安全生产监控系统本系统是集国内外煤矿监控技术优势并针对我国煤矿现状而开发的一套软、硬件结合的全矿井安全生产综合监控系统。具有功能齐全、软件丰富、可靠性高、操作使用方便、配置灵活、经济实用等特点，可全面监控矿井上下的瓦斯、风速、一氧化碳、温度、负压、水位、等安全参数，以及设备开、停、供电状态以及煤仓煤位等生产参数，可汇接多个安全与生产环节子系统，适用于各类大、中、小型及地方煤矿使用，是煤矿安全生产的必备，也是国家安全部门推荐的煤矿安全生产监控系统之一。一、 监控系统的优势与特点l 系统全面执行新版防爆标准、监控标准及新版的煤矿安全规程。l 监控软件选用先进成熟的组态软件为平台进行开发，操作简单，功能强大。l 特有的软件容错纠错技术，提高了系统的可靠性。l 功能齐全，人机界面友好，操作方便；具有语音报警功能，可配接各种子系统。l 系统采用差分平衡式无地线传输方式，数据传输质量高，符合欧洲工业标准，抗干扰能力强。l 全隔离式监控分站，由大容量多路不间断电源集中供电；l 分站在接传感器时可不区分开关量、模拟量；分站在配接各种传感器时能适应频率、电压、电流等多种信号制，使用方便灵活。l 馈电状态、设备开停等传感器既可一对一连接，也可采用总线连接；l 分站具有第二传输接口，可以接子站或智能传感器。l 大容量多路不间断电源，备用时间可达4小时。l 监控设备、矿用传感器、执行器全系列配套，配置灵活，能满足大、中、小型不同类型矿井的监控装备需要；系列智能化遥控传感器调校方便，使用寿命长。l 具有异地、远程手动控制及自动断电功能。能实现风电瓦斯闭锁及断电仪的所有功能；风电瓦斯闭锁及断电仪可脱离系统独立运行。二、 系统软件主要功能l 系统软件分为单机版和网络版，用于全矿井安全生产的监测监控，组成全矿井监测信息管理中心；并可通过网络实现监测信息适时共享。l 系统软件平台采用先进的组态王软件，具有人机界面友好，操作简单方便，功能强大等优点。系统具有容错纠错功能，人为的误操作不影响系统的正常运行。l 所有功能操作均具有在线帮助功能；根据需要可随时显示监测数据、图形、曲线和报警点及数值。图形功能丰富直观，点击图形即得所需测点信息。l 具有自检及自诊断功能，系统能自动切除故障区域，非故障区域仍能正常运行；传感器、区域故障等均能自动诊断并报警提示。l 具有模拟量、开关量的实时曲线，历史曲线功能。l 具有班、日、月报表功能。l 所有数据、图形、曲线、表格等都可在监测主机、大屏幕及工作站上显示，显示部分可分为多个画面，每个画面的设置及画面的监测内容可以随意划分和添加，不同的内容可以任意组成一个画面。l 系统控制功能强，中心站计算机可对任一监控分站进行控制断电，异地断电直至整个矿井范围的异地组合断电，根据控制逻辑关系，系统自动对被控设备进行控制。主界面在线监控界面图三、 技术参数l 系统容量： 16128个分站l 分站容量：16路模拟量或开关量输入,6路开关量输出；8路模拟量或开关量输入,4路开关量输出l 数据传输方式:中心站与接口：9600 bit/s，异步时分制，RS232接口传输接口与分站： 1200 bit/s，异步时分制，半双工RS485接口传输l 误码率:中心站到接口，接口到分站，分站到传感器传输误码率均不大于10-9l 传输距离：接口与分站距离不小于10km；分站与传感器距离不小于2kml 巡检周期：不大于30sl 可接入的传感器信号制：2001000Hz（优选） 频率15mA 或420mA 电流05V 电压开关量: 0/5mA、5/+5mA、无电位触点第二章 前端基本设备介绍一、 智能遥控甲烷传感器 智能遥控甲烷传感器用于检测煤矿井下主要由黑白元件、检测电桥、运算放大器、A/D转换、单片机以及显示、输出等部分组成。该传感器是一种智能型检测仪表，具有自动调零、自动调灵敏度、非线性补偿等功能（所有功能可通过遥控器来实现），具有使用方便、稳定可靠等优点。能与国内外各种煤矿监测系统配套使用。 主要技术指标:测量范围0-4%CH4测量误差0-1%CH4 误差范围:0.1%CH41-2%CH4 误差范围:0.2%CH42-4%CH4 误差范围:0.3%CH4响应时间小于30S报警点0.5-1.5%CH4可任意设置报警方式红色灯光闪烁，蜂鸣器鸣叫输出信号2001000Hz/515Hz或420 mA /15 mA断电输出0/5mA电流脉冲工作电压本安DC918V工作电流50mA外形尺寸280*160*68(mm)质量约1kg二、 瓦斯检测仪 瓦斯检测仪用于检测煤矿井下空气中的瓦斯含量，它是一种智能型检测仪表，具有自动调零、自动调整线性、非线性补偿和密码功能。且所有功能都能用按键实现，具有体积小、密封好、精度高、稳定可靠、使用方便等特点。主要技术指标:测量范围0-4%CH4测量误差0-1%CH4 0.1%CH41-2%CH4 0.2%CH42-4%CH4 0.3%CH4响应时间小于30S报警点0.5-2.5%CH4可任意设置报警方式蜂鸣器鸣叫电源三节HQ-AA1400电池工作电流小于110mA工作时间小于110mA电池欠压值3.0V外形尺寸965722(mm) 三、 矿用智能风量传感器 矿用智能风量传感器，采用超声波测量原理，具有技术先进、使用方便、长期使用稳定可靠、免维护等特点。主要用于煤矿井下各种坑道、风口、扇风机井口等处的风速、风量的检测，以确保煤矿的井下通风安全。可与国内外各种煤矿监测系统配套使用。主要技术指标测量范围风速0.315m/s坑道断面积小于30m2；(任意设置)允许误差小于0.3m/s重复性误差读数值+1%输出信号2001000Hz/515Hz或420mA/15mA风速、风量三位LED就地显示工作电压本安DC1218V工作电流不大于100mA 换能器工作频率140150KHz外形尺寸及重量370*160*55（mm） 1.5Kg 四、 数字式温度传感器 矿用数字式温度传感器为矿用本质安全型产品，用于测量煤矿井下的环境温度，该传感器由温度探头、单片机、显示、输出电路等几部分组成。 本机实时3位数字显示并输出标准模拟信号,该传感器具有使用简便、稳定可靠等特点。能与国内各监控系统配套使用。 主要技术指标:防爆型式矿用本质安全型“ExibI”测量范围-5+45或0+40或35+65或0100测量精度1.5输出信号200100Hz工作电压DC8V24V工作电流小于40mA外形尺寸及重量190*125*55(mm) 1.5Kg 五、 负压(压力)传感器 负压传感器用于检测负压的大小，为本质安全型产品，可用于煤矿井下。该传感器采用高稳定性微型扩散硅压力传感元件，具有精度高、稳定可靠、使用方便等特点。传感器能与各种煤矿安全及生产监测监系统配套使用。主要技术指标防爆型式本质安全型“ExibI”测量范围0-5Kpa、/0-10Kpa等可选过载能力200%测量范围上限基本误差2%输出信号200-1000Hz频率/1-5mA恒流4-20mA恒流工作电压DC 12 - 18 V工作电流小于80mA外形尺寸及重量182*135*42（mm） 1.5Kg 六、 投入式液位传感器投入式液位传感器选用进口不锈钢隔离膜片敏感元件，将芯片装入一不锈钢壳体内。采用特制的防水通气电缆将信号引出。传感头投入被测液体内，电缆接入仪表盒。由于采用特制的防水通气电缆，使感压膜片的背压腔与大气良好相通,测量液位不受外界大气压的影响，测量准确，长期稳定性好，并具有优良的密封和防腐性能，可直接投入水、油等液体长期使用。主要技术指标:测量范围05m过载能力200%最大测量值精度0.5级工作电压DC1218V工作电流80mA输出信号2001000Hz/15mA/420mA传输距离2km测量介质与不锈钢兼容的所有介质外形尺寸及重量182*123*42（mm） 2.5Kg 七、 一氧化碳传感器一氧化碳传感器为矿用本质安全型，用于连续测量井下空气中的一氧化碳浓度，该传感器选用进口电化学检测元件，该传感器具有寿命长、稳定性高的优点。能与国内外各种监控系统配套使用。主要技术指标:防爆型式矿用本质安全型“ExibI”测量范围0-200ppm/0-500ppm/0-1000ppm基本误差0-50ppm 4ppm0-200ppm (4+3%测量值ppm)200-1000ppm (4+5%测量值ppm)反应时间小于40S显示方式3位LED输出信号200100Hz/515Hz或 15mA/420mA电流工作电压DC8V18V工作电流小于50mA外形尺寸及重量266*126*50（mm）,1Kg八、 矿用机电设备开停传感器 开停传感器主要用于监测煤矿井下各种交流驱动机电设备（如采煤机、运输机、提升机、破碎机、局扇、泵站、风机等）的开停状态，并把检测到的设备开停信号转换成各种标准信号传输给矿井监测系统。 该传感器系矿用本质安全型，利用测定磁场的方式，间接地测定设备的工作状态。采用新型抗干扰结构设计，具有结构新颖、安装使用方便、功耗低、适应性强、性能稳定可靠、维护工作量小等特点，输出形式已形成系列，适合与国内外各种监测监控系统配套。主要技术指标防爆型式矿用本质安全型，标志为“ExibI输入电源工作电压：本安DC824V工作电流：10mA大气压力80106Kpa被测设备供电电缆范围外径： 16 80mm输出信号电缆品种:橡套、钢网、铠装及屏蔽TTL电平恒流：5mA/-5mA;5mA/1mA；5mA/0mA;1mA/0mA无电位接点常开/常闭输出信号传输距离2Km运行显示LED亮灭进出线口 7 12mm，24芯电缆外形尺寸及重量105*60*44mm 约0.4Kg- 24 -九、 矿用风门开关传感器 风门开关传感器是磁性驱动的位置开关传感器，系矿用本质安全型产品。该产品可在煤矿井下有甲烷及煤尘爆炸危险的环境中，安装在井下巷道的各级风门上，用来监测风门的开闭状态，为通风管理提供风门状态信号。可与各种矿井监测监控系统配套使用，其无源开关触点信号或电流信 号可直接提供给矿井监控采集、处理。主要技术指标:防爆型式矿用本质安全型“ExibI输入电源DC1024V、10mA（电流输出型）动作距离不小于30 mm，不大于70 mm输出型式型：一组转换接点（不需输入电源）型：恒流-5mA/+5mA型：恒流0/5mA输出信号传输距离2Km触发磁钢材质氧化物磁钢触发磁钢特点抗老化、抗杂散磁场、全密封外型尺寸mm开关组件：1385231触发磁钢：1385231十、 馈电开关传感器 馈电开关传感器属矿用本质安全型，采用抗干扰结构设计，具有结构新颖，安装使用方便，功耗低，性能稳定可靠，维护工作量小等点。传感器输出信号已形成系列，可与国内外各种监测监控系统配套使用。主要技术指标:防爆型式矿用本质安全型标志为“ExibI”输入电源本安DC12-24V ，15mA检测电压范围AC127V-3000V工作方式连续工作输出信号（可任选下列一种）a. 恒流：+5mA/-5 mA b. 恒流：5mA/0 mAc. 恒流 ：5mA/1 mA（二线可四线）d. 恒流：10mA/5 mA（二线可四线）e. 无电位接点：常开或常闭 输出信号传输距离2Km外形尺寸及重量105*60*44(mm) 0.4Kg 十一、 矿用智能超声物位仪 随着煤炭工业自动化水平的不断提高，如何能随时准确了解和控制井下料仓（煤仓、水仓等）的仓位及数量情况，在高效生产及自动化管理中显得越来越重要。为了适应煤矿井下恶劣环境及井下料仓的实际条件，我们在十多年从事煤矿井下料位检测实践的基础上，对产品的技术性能、安全性能、软件功能、实用性、可靠性等进行了全面的改进升级，最新向用户推出新一代矿用智能型超声物位仪。它可用于煤炭等行业具有爆炸性危险的环境下，对颗粒、块状、液体等物料料仓料位进行非接触自动连续检测。主要技术指标测量范围30型1.530m(盲区:1.5m)50型2.050m(盲区：2.0m)测量误差1%(满量程，镜面反射波束角约10（dB)工作频率1825KHz物料平均颗料直径mm控制输出高低位报警继电器本安触点(常开)输出电源AC127V 50Hz,30VA模拟输出电流信号：420mA, R250或1 5mA, R1000频率信号：2001000Hz,R1000外形尺寸及重量换能器（170*170*190mm 4Kg) 物位仪箱体（335*362*130mm 20Kg）显示器（364*224*78mm 3Kg）十二、 监控分站 监控分站是一种矿用数据采集和控制装置。它以微处理机为核心，配置多个模拟量及开关量入口，与矿用传感器配接，采集各种测量数据。监控分站的开关量输出口与执行器配接即可实行自动断电控制。监控分站通过传输接口与计算机数据通讯。主要技术指标:传输方式异步时分制RS485传输 传输速率1200、2400、4800bit/s传输距离不小于10Km（传输电缆PUYVR31）输入输出口16路模拟量或开关量输入6路开关量输出输入输出信号a.模拟量输入信号：200Hz-1000Hz频率信号，电压不小于3.5V b.开关量输入信号：无电位接点或高、低电平信号，高电平不小于3V，低电平不大于0.7V，电流不大于0.5mA c.开关量输出信号：高电平大于3V,低电平小于0.7V，电流不大于0.2mA ，拉出脉冲电流不小于2mA 转换误差满量程时不大于0.5%(不包括传感器的测量误差) 供电电源矿用本安电源15V3V ,电流300mA（含附件）外形尺寸及重量354*282*125(mm) 约5Kg十三、 信号转换器信号转换器监控分站的配套部分之一，用于各种非频率信号输出的传感器与监控站的转接，亦可作为各种监控系统的配套产品，它可将传感器输出的电流或电压信号转换成2001000Hz的频率信号。主要技术指标:防爆型式矿用本安型“ExibI”工作电压DC1218V工作电流30mA输入信号420mA/15mA电流信号输出信号2001000Hz频率信号 根据用户系统不同，可进行不同的配接电流型（0/5mA)集电极开路（OC)型光耦输出十四、 风电甲烷闭锁装置 风电甲烷闭锁装置为矿用本质安全型，适用于采煤或掘进工作面等煤矿井下环境。既可以独立使用，也可与监控系统配置使用。作为独立的风电甲烷闭锁装置用于掘进工作面及关联巷道，根据局部通风机运行状态及关联巷道内的甲烷浓度，实现局部通风机与关联巷道电器设备的闭锁、复电控制。作为具有风电甲烷闭锁功能的分站和监测系统配套使用时，装置介绍系统的配置，并将其所采集的各种参数传递给上一级监控主机。装置组成序号型号及名称数量1控制主机（简称主机）1台2电源继电器箱（简称电源）1台3断电器2台4智能遥控甲烷传感器3台5风筒风量开关1台注：在实际使用过程中还可接入其他传感器，但不影响装置的功能。十五、 智能数据传输接口 智能数据传输接口是系统的主要配套设备之一。防爆型式为地面一般型兼本安输出；接口与监控分站之间的传输信号为本安信号。它以微处理机为核心，配置多个RS232和RS485接口，可与井下分站、地面主计算机、模拟盘等进行数据通讯。十六、 矿用隔爆兼本安电源 矿用隔爆兼本安电源是一种允许在瓦斯、煤尘爆炸危险环境中使用的通用型隔爆兼本质安全型不间断电源，三路1224V本安电源输出，并有二组继电器控制隔离输出回路。用于向本质安全型设备提供本安直流电源，同时可用于断电控制。 工作原理为电压经变压器降压及隔离式AC/DC转换，输出稳定的直流电压，此电压经充电电路对备用蓄电池充电，储存电能。同时，经稳压环节得到稳定的电压输出。为满足本安性能要求，采用双重过流过压保护，使输出满足本安性能要求。主要技术指标:电源输入AC127V/220V/660V 频率50Hz电压变化范围80%115%电源输出三种直流本质安全型电源，可任意组合三路输出注意：在使用中三路输出不得并联或共地输出 （具体参数如下）输出电压