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项目名称 KJ216煤矿顶板动态监测系统 提纲 一 系统的结构与组成二 系统的工作原理与过程三 新旧系统的技术特点对比四 技术参数与指标五 系统硬件的安装与操作使用方法六 各种信息 显示 的解释七 KJ216顶板动态监测系统的3种通讯方式 一 系统的结构与组成 KJ216A型 基带传输方式 结构图 1 系统的结构图 KJ216B型 光纤 NPORT传输方式 结构图 一 系统的结构与组成 2 系统的组成 2 1 KJ216A型系统的组成 由计算机 防雷器 KJ216 J矿用数据通讯接口 KJ216 Z矿用本安型监测主站 KJ216 F2矿用本安型分站 KJ216 F矿用本安型顶板压力监测分站 GYW300围岩移动传感器 GYM400锚杆 索应力传感器 GYW25围岩应力传感器及其他必要设备组成 2 2 KJ216B型系统的组成 由计算机 KJ216 J矿用数据通讯接口 KJ216 J1矿用本安型数据光端机 KJ216 Z矿用本安型监测主站 KJ216 F2矿用本安型分站 KJ216 F矿用本安型顶板压力监测分站 GYW300围岩移动传感器 GYM400锚杆 索应力传感器 GYW25围岩应力传感器及其他必要设备组成 二 工作原理与过程 电源接通后 系统各部分开始工作 压力监测分站实时检测液压支架压力的变化值 包括前支柱压力 后支柱压力和前伸梁压力 并把当前压力值传输给本安型分站 一个本安型分站既可以监测离层传感器的实时数据也可以实时监测锚杆应力数据 钻孔应力数据 并通过显示器翻屏显示出传感器的当前工作状态及监测数据 当采集到的数据超过设定的报警值时分站可以进行声光报警 当监测主站巡测本安型分站时 本安型分站将采集到的信息通过RS485总线回传到监测主站 监测主站将数据通过光纤 电话线或环网连接到井上通讯接口 接口将收到的数据通过RS232口传输到监控服务器 监控服务器就可以实时显示井下压力传感器 离层传感器 锚杆应力 钻孔应力的数据信息 并可以将数据存储 形成历史数据 另外 监测主站在上传的同时 本机的数据库还可以储存近一个星期 或更长时间 的数据 所以当传输光缆或电缆出现故障时 可通过USB口人工取出数据 彩色示意图如下 三 新旧系统的技术特点对比 1 KJ216 J通讯接口的技术特点对比 2 KJ216 Z监测主站的技术特点对比 3 KJ216 J1矿用本安型数据光端机与NPORT单站的技术特点对比 4 KJ216 F2本安型分站的技术特点对比 5 KJ216 F顶板压力监测分站技术特点对比 6 GYM400锚杆 索应力传感器技术特点对比 7 GYW300围岩应力传感器的技术特点对比 8 KJ216 J接收单元的技术特点对比 四 技术参数与指标 系统综合技术指标1 站点容量 1000点2 系统最大巡测周期 20秒 典型配置 3 传输接口 a RDS 100 SRM 串行异步电话线 适用于KJ216A型系统 b 光纤专线 单模 适用于KJ216B型系统 c NPORT以太网 TCP IP RJ45接口 适用于KJ216B型系统 4 系统通讯距离 20km 电缆 20km 单模光纤 5 通讯速率1200 19200BPS6 参数量程 工作阻力 0 60MPa离层位移 0 300mm锚杆应力 0 400KN钻孔应力 0 25MPa离层测量深度 0 20m钻孔应力测量深度 0 30m 四 技术参数与指标 通讯接口1 输入通道1 3路2 输入接口RDS 100SC STRS4853 输出接口RS 2324 显示方式LCD20 4LED背光5 安全隔离方式光电耦合 2500V 6 缓存容量5KB7 数据库容量 1MB8 电源AC220V 30VA 四 技术参数与指标 通讯主站1 站点容量1 72 显示方式LCD20 4LED背光3 通讯方式RDS1200bps光纤 9600bps4 通讯距离5km 工作面 5 数据库容量 1MB6 电源DC18V 本安电源 150mA7 防爆形式本质安全型Exib 通讯分站1 站点容量1 2562 显示方式LCD20 4LED背光3 通讯方式RS 4851200bps4 通讯距离5Km 工作面 5 报警声音响度 不低于90dB6 电源DC18V 本安电源 150mA7 防爆形式本质安全型Exibl 四 技术参数与指标 四 技术参数与指标 数据光端机1 接口数量1 SC ST RJ45 2 显示方式LED3 通讯方式RS 4859600bps4 通讯距离20Km5 光发射功率 20dBm 10dBm 单模 光波长1310nm 6 电源DC18V 本安电源 150mA7 防爆形式本质安全型Exibl 四 技术参数与指标 压力监测分站1 压力通道数32 量程0 60Mpa3 精度1 5 4 显示方式LCD20 4LED背光5 通讯接口RS4852400bps6 报警声音响度 不低于90dB7 电源DC18V 本安电源 55mA8 防爆形式本质安全型Exibl 四 技术参数与指标 顶板离层传感器1 安装深度1 20米2 量程0 300mm3 测量精度1 4 电源7 18V20mA5 输出RS 4857 报警方式 声 光报警8 防爆形式本质安全型Exibl 四 技术参数与指标 锚杆应力传感器1 量程0 400KN2 测量精度5 3 显示方式 3为LED4 输出信号RS4851200BPS5 电源7 18V7 报警方式 光报警6 防爆形式本质安全型Exibl 四 技术参数与指标 围岩应力传感器1 量程0 25MPa2 测量精度5 3 显示方式 3为LED4 输出信号RS4851200BPS5 电源7 18V6 防爆形式本质安全型Exibl 五 系统硬件的安装 操作使用方法 综采支架工作阻力子系统综采支架工作阻力监测系统用于煤矿综采工作面的支护工作阻力在线监测 系统现场总线采用标准RS485数据总线 总线可连接64台压力监测分站 压力监测分站可现场实时显示支架工作阻力 最大工作阻力 通讯分站控制巡测下位压力监测分站 通讯分站的数据发送到上位通讯主站 综采支架工作阻力监测系统采用配套KDW28型矿用防爆电源供电 每台供电电源可负载一台通讯分站和15台压力监测分 每超过15台压力监测分站增加一台供电电源 综采监测分站的安装 由于综采支架分为四柱式和两柱式两种支架 所以监测的支架也不同 在四柱式综采支架的监测中 综采监测分站的第一 二 三通道分别监测前柱 后柱 前探梁 侧拉千斤顶 在两柱式综采支架的监测中 综采监测分站的第一 二 三通道分别监测左柱 右柱 前探梁 侧拉千斤顶 分站的压力监测通道为国标KJ10的矿用连接插孔 用 10mm的高压油管与支架立柱高压强连接即可 电源的连接本系统中电源的接入方法有两种 一是从本安型分站接入 电源接入本安型分站后 本安型分站下位总线接口将信号和电源合并为一条电缆输出 二是从工作面内末端压力监测分站接入 除非工作面安装压力分站的数量超过15台 否则不建议采用工作面末端供电方式 五 系统硬件的安装 操作使用方法 顶板离层监测子系统顶板离层报警监测子系统主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测 也可以用于其它相似结构的涵洞 人防工程顶板垮落危险监测 系统采用分布式总线技术和智能一体化传感器技术 每台下位通讯分站可连接64个智能传感器 多台通讯分站可组成多个采区的监测网络 通讯分站与上位主站连接将监测数据传送到井上监测服务器 顶板离层系统采用隔爆兼本安型电源供电 每台电源可同时供电20个离层监测传感器 离层传感器的安装 在顶板上打钻孔 一般用风动锚杆钻机打孔 打孔钻头选 28mm为宜 用安装杆将A B两个基点的锚爪推到所需的深度 将传感器的固定管推入钻孔 分别拉紧两个基点的钢丝绳并将紧固螺钉固定 将信号线与总线接线盒连接 接通电源后 用编程测试仪将传感器编号 校零 设定报警值 电源的接入方法有两种 一是从本安型分站接入电源 接入通讯分站后 通讯分站下位总线接口将信号和电源合并为一条电缆输出 通讯分站输出电源的容量最大可负载20个离层传感器 1500m范围内 二是从线路中间通过三通接线盒接入 当从工作面接入电源时 建议采用KDW28型电源供电 除非使用的离层传感器的数量20台 否则不建议采用线路中间供电方式 五 系统硬件的安装 操作使用方法 锚杆监测子系统锚杆支护应力监测子系统主要用于煤矿巷道顶板及两帮锚杆或锚索受力监测 也可以用于岩土工程锚杆 锚索应力监测 系统采用分布式总线技术和一体化传感器技术 每台下位通讯分站可连接64个应力传感器 多台通讯分站可组成多个采区的监测网络 通讯分站与上位主站连接将监测数据传送到井上监测服务器 锚杆 锚索应力监测系统采用隔爆兼本安型电源供电 每台电源可同时供电20个锚杆 锚索应力传感器 每增加20个传感器时 增加一台本安供电电源 五 系统硬件的安装 操作使用方法 锚杆 锚索 传感器的安装 先放入托盘 将传感器穿入锚杆或锚索中 保持传感器居中 旋紧锚杆的紧固螺母 若是锚索用涨拉机将锚索涨紧 将锚杆 锚索传感器的输出信号电缆 按信号顺序接入到三通接线盒 若需要修改编码则需要把显示窗口打开 进行拨码编号 五 系统硬件的安装 操作使用方法 钻孔应力监测子系统煤岩钻孔应力监测子系统主要用于煤矿井下煤层或岩层应力作用 例如工作面前方煤层超前支撑应力 预留煤柱的支撑应力等 钻孔应力监测是测量因采动影响煤层或岩层内部应力场的变化 是研究采场动压作用规律的重要手段之一 可用于采场冲击地压初期预测和趋势分析 系统采用分布式总线技术和一体化传感器技术 每台下位本安型分站可连接64个应力传感器 多台本安型分站可组成多个采区的监测网络 本安型分站与上位主站连接将监测数据传送到井上监测服务器 煤岩钻孔应力监测系统采用隔爆兼本安型电源供电 每台电源可同时供电20个钻孔应力传感器 每增加20个传感器时 增加一台供电电源 五 系统硬件的安装 操作使用方法 煤岩钻孔应力传感器的安装 采用 42mm 46mm水平钻孔探入安装首先通过钻机将钻孔打出 用风或水压清洗钻孔 先将显示窗口中的电缆线拆出 将传感器的受力面朝上用推杆将传感器缓慢推入 之后再将电缆线接入显示窗口 注意 在推入传感器时不可将推杆旋转 应保持一个方向 将传感器的输出信号电缆 按信号顺序接入到三通接线盒 五 系统硬件的安装 操作使用方法 本安型分站的安装通讯分站采用固定式安装 一般安装在巷道出口处 有条件的可安装在峒室内 给通讯分站供电的综保开关要保证供电的连续性 在经常短时停电的供电条件下 建议采用带后备延时供电的KDW28型本安防爆电源供电 KDW28 KDW22供电电源尽可能与通讯分站靠近安装 监测主站安装通讯主站采用固定式安装 安装时应避开强振动源和淋水处 首先用系统附带的信号连接电缆将上位通讯和下位通讯电缆连接好 确认正确后再将18V电源插头接入 在接入电源前一定要检查电源的输出极性和输出电压 KDW28 KDW22供电电源尽可能与监测主站靠近安装 五 系统硬件的安装 操作使用方法 多个测区的监测子系统可以通过本安型分站上位总线级连扩展多个本安型分站 组成多分站的监测子系统 五 系统硬件的安装 操作使用方法 矿用数据光端机的安装光端机采用固定式安装 安装时应避开强振动源和淋水处 首先用系统附带的信号连接电缆 光缆或者网线将上位通讯和下位通讯连接好 确认正确后再将18V电源插头接入 在接入电源前一定要检查电源的输出极性和输出电压 注意 熔接后的光缆应连接在光纤转换器的TXD插座上 KDW28 KDW22供电电源尽可能与监测主站靠近安装矿用通讯接口的安装通讯接口与PC计算机通过RS 232 COM 连接 注意连接电缆应在接口和计算机不开电源的状态下进行 井下通讯插座与井下来的通讯线路连接 包括RDS信号 光纤信号 当采用RDS信号时 通讯接口的RXD灯一直亮时说明井下上传信号极性 R1 R2 接反 将信号线反接即可 熔接好后的光纤应接在RXD插座上 六 各种信息 显示 的解释 1 接收主机 通讯接口 接收单元 确定接线无误后通电接口通电后显示 1 接收主机 通讯接口 接收单元 系统自检通过后显示如下主界面 当接收到井下主站的数据时 RXD JX 接收井下 的右侧会显示 同时面板上的TXD指示灯闪烁 当方式为 存储 时 接口接收到的数据会自动存储在通讯接口中 待下次监测软件再次运行时通讯接口自动把历史数据发送给监测计算机 当通讯接口的RXD灯一直亮时说明井下上传信号极性 R1 R2 接反 将信号线反接即可 接口向PC机发送历史数据当监测软件打开且运行在接收数据界面时 也即方式为在线时 2分钟后接口会自动把历史数据发送给监测软件 同时界面上会显示剩余XX 还没发送完 界面如下 监测软件界面上会出现如下提示 需要说明的是当接收完历史数据后 监测服务器并没有把接收到的历史数据保存在数据库中 而是放在缓充区中 此时你点击关闭监测服务器按键 会出现如下框 点 是 则保存历史数据 通讯接口波特率切换通讯接口的波特率切换采用DIP开关设置 DIP开关采用2位拨码开关进行 当1 2都拨到OFF时 波特率为1200同时显示界面上的波特率显示1200 当1 2都拨到ON上时 波特率为9600同时显示界面上的波特率显示9600 通讯接口在出厂时波特率已经设置 如果需要修改接口波特率时请参考以上方法进行 关于校准时间及设置记录时间在监测软件上会讲到 存储周期当显示已用100 时 假如这时接口又接收到新的监测数据 此时系统就会把第一组数据擦除接着往下存储 12345678910存储周期 以综采为例 15台压力分站 记录周期为5分钟 则到100 时可以存储大约16天的数据 六 各种信息 显示 的解释 2 KJ216 Z型监测主站确保接线无误的情况下 通电后显示如下 同时面板上的PWR指示灯点亮 监测主界面 当巡测下位分站时 面板上的TXD指示灯闪烁 如果收到下位分站的数据 则出现 同时面板上的SEN指示灯闪烁 如下为指示灯面板 监测主站的参数设置及优盘取数同时按下面板上的左键和右键超过3秒 进入输入密码选项 左键按一次加一 右键选择 确定 密码为010130 密码不能修改 如下图 六 各种信息 显示 的解释 如果密码输入正确 进入系统参数设置选项 第一屏 如下 剩余时间为延时计数 当无按键操作时自动减计数 当计数值为零时自动返回运行监控状态 第二屏 如下 第三屏 如下 如果选择第二屏的设置记录 存储 时间 则按右键进入如下界面 按左键选择要设置的项 按右键则对应的选项的时间加1 如果选择第二屏的初始化存储器 则按右键进入如下界面 即把已存储的数据清空 如果用户想把当前的数据清空掉 则按右键即可清除数据 一般在第一次安装的时候需要初始化存储器 如果选择第二屏的设置时间 则按右键进入如下界面 按左键选择要设置的项 按右键则对应的选项的时间加1 如果选择第三屏的设置主站编号 则按右键进入如下界面 设置当前主站的编号 当同一个矿有好几台主站时就需要设置主站编号了 可以设成1至9 当设成3时 那么用优盘取数时 在优盘中的文件名是KJ216 3 TXT 如果选择第二屏的优盘取数 则按右键出现如下界面且面板上的USB红色指示灯亮 前提是U盘已连接上 显示屏上的字依次变为优盘已检测到 正在创建新文件 正在取数等 同时伴随面板上的USB指示灯在闪烁 优盘取完数据后自动返回到监测主界面 如果选择第一屏的退出 则按右键退出系统设置菜单 按16进制码设置站点容量 ON 1 OFF 0 例 后4位 5 6 7 8 为 0101 表示站点容量为5 分站站点容量可设置为可能用到的最大值其中第3位代表设置波特率 与上位设备通讯波特率 ON 9600bpsOFF 1200bps其中第4位设置系统带不带存储 即带U盘取数否 ON 带存储OFF 不带存储如果主站不带存储 则不存在系统设置参数这项 监测主界面如下 拨码开关的设置 分站站点容量设置 16 KJ216 F2本安型分站确保接线无误的情况下 通电后显示如下 同时面板上的PWR指示灯点亮 系统自检通过后显示如下监测主界面 其中如果设置了 锚杆 钻孔 综采 传感器的起始 结束编号 则主界面依次循环监测锚杆 钻孔 综采传感器 当前监测分机指的是当前监测传感器 如锚杆传感器 钻孔传感器等 本安型分站的参数设置进入设置菜单 同时将左键 右键按键按下超过3秒 进入输入密码项 如下 密码为 010130 密码不能更改 如果密码输入正确 则进入系统设置选项 第一屏 第二屏 第三屏 按左键选择要设置的项 按右键确定进入设置项 以设置离层起始号 离层结束号 离层报警值位例 按左键翻到第二屏 选择 离层起始号 这项 按右键确定进入如下界面 按左键修改起始编码 按右键存入设置编码 返回运行监控状态 按左键选择 离层结束号 再按右键 进入传感器结束编码设置 显示如下 按左键修改结束编码 按右键存入设置编码 返回运行监控状态 结束编号要大于起始编号 最多可以设置成64个 按左键选择 离层报警值 再按右键 进入传感器报警值设置 显示如下 按左键修改报警值 按右键保存报警参数并将参数依次传送到下位传感器 传送正确显示如下信息 离层传感器的报警值的设置也可以通过采集器设置 锚杆报警值不可以 按左键选择退出 则退出设置菜单 也可等9秒系统自动退出设置菜单 返回到监控界面 说明 起始编码设置是测区分站首 末地址编码 不一定与下位监测分机地址编码一一对应 下位监测分机的编码都是从1开始设置的 但设置的下位监测分机的数量必须与实际连接的监测测分站数量相同 例如 当设置的首 末地址编码为20 30 下位监测分机的实际地址编码应为1 10 对于综采 离层 锚杆 钻孔传感器都使用 本分站是集成了4种传感器 综采 离层 锚杆 钻孔 如有某一项不用可以把此项的起始编号设置成 结束编号 则此项就不巡测同时按下左键 右键再上电 则系统自动把各项的起始编号和结束编号设置成1 20 本安型分站的地址码设置本安型分站的地址码采用DIP开关设置 DIP开关采用8位16进制编码 设置范围1 00000001 7 00000111 按16进制码设置站点容量 ON 1 OFF 0 例 00000101 表示地址编码为5 本安型分站在出厂时地址码已经设置 地址码标记在分站外壳上 注意 原通讯分站是采用4位拨码开关设置的 本安型分站的监测主界面 当巡测传感器的时候 面板上的TXD指示灯闪烁 如果没收到传感器的数据则显示 相反如果收到则显示 O 同时面板上的RXD指示灯闪烁 此时如果分站接收到主站来的信号则REC指示灯闪烁 如果收到主站的信号与本分站的地址相符合 则分站把当前的监测数据发送给监测主站 同时面板上的SEN指示灯点亮 发送完后继续巡测传感器的数据 如果当前的数据大于报警值 则产生声光报警且LCD上显示 报警 两个字 传感器工作状态指示按左键进入传感器工作状态指示页面 如下图 按右键进入传感器数据显示页面 以锚杆为例如下图 按左右键进行上下查看 KJ216 J1矿用数据光端机只有2个灯 一个是电源指示灯PWR 红色 一个是通讯指示灯COM 绿色 当有信号时COM灯闪烁 KJ216 F矿用顶板压力监测分站确保接线无误后 接通电源后 按下左键 显示如下画面 按下右键 显示如下画面 双键同时按下超过3秒 显示如下画面 如果此时采集的电压小于4 75V就会显示如下画 状态显示在显示器下面有一行状态指示灯 LED 分别代表电源指示 接收指示 发送指示 指示灯表示压力分站的工作状态 PWR 电源指示 供电正常时指示灯亮 RXD 接收指示 收到上位通讯分站的指令时指示灯亮 TXD 发送指示 向上位通讯分站发送数据时指示灯亮 ALM 报警指示 当压力值超过设定的报警阈值时 指示灯闪烁 压力监测分站地址码设置压力监测分站的地址码采用DIP开关设置 DIP开关采用8位16进制编码 设置范围1 00000001 64 01000000 按16进制码设置站点容量 ON 1 OFF 0 例 00000101 表示地址编码为5 顶板离层传感器顶板离层传感器采用3位红色高亮数码管显示配合2个红色LED指示灯以及一个报警指示灯 离层传感器的编号 校零 锁定 解锁等通过采集器设置 锚杆 索传感器采用3位红色高亮数码管显示锚杆 索的受力值 单位是千牛 KN 通讯指示灯由红色指示灯指示 接收分站命令时指示灯亮的较暗 给分站数据时指示灯较亮 区别很明显 当锚杆 索的数据超过设定的报警值时 黄色指示灯就会闪烁 围岩应力传感器采用3位红色高亮数码管显示围岩应力的受力值 单位是MPa通讯指示灯由红色指示灯指示 接收分站命令时指示灯亮的较暗 给分站数据时指示灯较亮 区别很明显 锚杆 索传感器 围岩应力传感器的地址码设置地址码采用DIP开关设置 DIP开关采用8位16进制编码 设置范围1 00000001 64 01000000 按16进制码设置站点容量 ON 1 OFF 0 例 00000101 表示地址编码为5 U盘数据导入监测服务器数据库查看文件属性把U盘插至计算机的USB接口 双击 我的电脑 找到 可移动磁盘 双击打开后找到文件名为KJ216 x TXT的文件 其中x代表的是主站编号 如果主站编号为1号则文件名为KJ216 1 TXT 可以点击右键查看该文件的属性如下图 文件名为KJ216 3 TXT 其中 修改时间 2009年10月31日 16 43 56 指的是工作人员拿着U盘到井下主站采集数据的时间 把数据导入系统打开KJ216煤矿顶板动态监测系统 在菜单中找到 系统设置 移动介质数据传输 出现如下界面 输入相应的盘符和文件名后 单击 开始传输数据 即开始导入数据 通讯接口的参数设置打开KJ216煤矿顶板动态监测系统 在菜单中找到 系统设置 接收主机参数设置 点击且下拉通讯通道 打开如下对话框 选择相应通讯通道 此时通讯接口 接收主机 把当前的参数发送给监测软件 监测软件在当前的对话框上显示出来 如果参数不合适可以进行修改 修改参数时记得把前面的框打上勾 需要说明的是 设置重新开始存储数据 即把已存储的数据清空 如果用户想把通讯接口中当前存的历史数据清空掉 则把前面的 打上勾 一般在第一次安装的时候需要重新开始存储数据 设置接收主机的存储