监测监控系统的组成及工作原理

1、 一、监测监控系统组成 矿井监控系统一般由四个功能部分组成。 1）传感器和执行器包括声光报警器、控制器 工作电源等。 2）信息传输装置包括传输接口、分站、传输线、 接线盒和电源等。 3）中心站或主站的硬件包括计算机、外围设备 及电源等。 4）中心站或主站的计算机软件包括应用程序、 操作系统（或监控程序）及存储介质等。 二、监测监控系统结构图 三、我国监控系统主要技 术指标 1）中心站到最远测点的距离不小于20km。 2）传感器到分站的传输距离不大于1km。 3）系统误差不大于1%。 4）时分制监测系统的误差率不大于10-6。 5）系统巡检时间不超过30s。 6）控制执行时间不超过2s 四、 工

2、作原理 传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声 光报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报 警）。 执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转 换为被控物理量。 分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用 方式远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收 来自主站（或传输接口）多路复用信号。分站还具有 线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能 力、对传感器输入的信号和主站（或传输接口）传输 来的信号进行处理，控制执行机构工作。 电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全 型流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2小 时蓄电池。 传输接口接收分站远距离发送的信号，并送主机

3、处 理；接收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有 控制分站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调， 系统自检等功能。 主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、 双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、 报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、 人机对话、输出控制、控制打印输出、联网等。 五、 特点 煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可 燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网 电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。 因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井 监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点： (1)电气防爆。一般工业监控系统均工作在非爆

4、炸性 环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性 环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是 防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环 境中的工厂用防爆型电气设备。 (2)传输距离远。一般工业监控对系统的传输距 离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿 井监控系统的传输距离至少要达到10千米。 (3)网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系 统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆 沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线 形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿 巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结 构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于 系统安装维护、节约传输电缆、降低系

5、统成本 宜采用树形结构。 (4)监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对 象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下， 对系统的传输速率要求不高。 (5)电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿 井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停 和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。 (6)工作环境恶劣。煤矿井下除有甲烷、一氧化 碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性 气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因 此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防 霉、抗机械冲击等措施。 (7)传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监 控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限 制。矿井监控系统的电源供给，受电气

6、防爆要求的限 制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣 环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采 用分站远距离供电。 (8)不宜采用中继器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离 远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由 于中继器是有源设备，故障率较无中继器系统高，并 且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继 器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加 供电芯线。因此，不宜采用中继器。 通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出， 矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此， 直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监 控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要 求，就是传输距离太近

7、，或网络结构不适合用 于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节 点容量太小等等。因此，有必要研究适合矿井 监控系统的理论和技术。 六、 系统作用及使用 2. 作用 （1）当瓦斯超限或局部通风机停止运行或掘进巷道 停风时，煤矿安全监控系统自动切断相关区域的电源 并闭锁同时报警：避免或减少由于电气设备失爆、 违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯 爆炸；避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩 擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；提醒领导、 生产调度等及时将人员撤至安全处。提醒领导、生 产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯爆炸等事故发 生。 （2）还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放 系统、通

8、风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。 （3）煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查 中也发挥着重要作用，当煤矿井下发生瓦斯 （煤尘）爆炸等事故后，系统的监测记录是确 定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。 七、 使用与维护要点 1）选用符合AQ6201-2006煤矿安全监控系统通 用技术要求等，取得矿用产品安全标志准用 证和防爆合格证的系统。 （2）按照煤矿安全规程和AQ1029- 2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规 范设计、安装、使用、管理与维护系统。 （3）甲烷、风速、风压、风筒、风门、局部通 风机开停、主通风机开停、馈电状态等传感器 要按规定的数量和地点正确安装与维护。 （4）根据被控对象的不同，正确连接甲烷断电 闭锁和风电闭锁。 （5）根据工作面和回风巷等不同地点，正确设