【正文】 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)本身的安全性不可忽視，系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行是煤礦安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確無(wú)誤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的前提，因此系統(tǒng)的軟硬件均要達(dá)到這一要求。煤礦井下各種設(shè)備種類(lèi)繁多，電磁環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)所有設(shè)備必須具備很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)系統(tǒng)采取單獨(dú)接地從而最大程度提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。軟件方面，堅(jiān)持使用正版操作系統(tǒng)和防病毒軟件，為系統(tǒng)運(yùn)行提供優(yōu)良的運(yùn)行平臺(tái)。 擴(kuò)展性 隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，井下巷道逐步延伸，用戶(hù)所需的監(jiān)測(cè)點(diǎn)隨之 增加，因此系統(tǒng)必須具備良好的擴(kuò)展性，方便用戶(hù)隨時(shí)添加監(jiān)測(cè)分站及各類(lèi)傳感器。 開(kāi)放性 系統(tǒng)所有設(shè)備符合通用標(biāo)準(zhǔn)，分站、傳感器均符合 2001000Hz、 15mA 信號(hào)制式，具有良好的開(kāi)放性；另外我公司獨(dú)有的 RS485 總線(xiàn)型傳感器，可直接接入系統(tǒng)主傳輸，安裝更靈活。軟件方面，監(jiān)控主程序具備多種接口模塊，能兼容人員定位、瓦斯抽放、核子秤、提升裝置等系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有良好的兼容性和通用性。 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 5 最新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 必寫(xiě)內(nèi)容（其他根據(jù)用戶(hù)技術(shù)規(guī)格書(shū)列出） （ 1）煤礦安全規(guī)程（ 20xx） （ 2） 《煤 礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（ AQ620120xx）》 （ 3）《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)儀器使用規(guī)范》 AQ102920xx （ 4） － 20xx 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 1 部分：通用要求 （ 5） － 20xx 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 2 部分：隔爆型“ d” （ 6） － 20xx 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 4 部分：本質(zhì)安全型“ i” （ 7） GB/－ 20xx 低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 總則 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 6 第 3 章 設(shè)計(jì) 思想 根據(jù)上述技術(shù)需求和設(shè)計(jì)原則，本次設(shè)計(jì)選用我公司生產(chǎn)的 KJ95N 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 KJ95N 煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用集散式多級(jí)體系結(jié)構(gòu)，配置靈活，可滿(mǎn)足煤礦不同情況的需要。 KJ95N 礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控部分采用三級(jí)結(jié)構(gòu)：第一級(jí)為地面監(jiān)控中心；第二級(jí)為主干傳輸鏈路；第三級(jí)為 前端數(shù)據(jù)采集、控制部分，包括監(jiān)測(cè)分站、各類(lèi)傳感器、控制器等設(shè)備。 地面監(jiān)控中心設(shè)計(jì) 地面監(jiān)控中心是安全監(jiān)控系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的管理、定義配置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析處理、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)、屏幕顯示、查詢(xún)打印、實(shí)時(shí) 控制、遠(yuǎn)程傳輸、畫(huà)面編輯等任務(wù)。 對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供電及信號(hào)電纜采用防雷裝置進(jìn)行隔離，防止因雷擊而造成系統(tǒng)癱瘓。 系統(tǒng)主干傳輸方式設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主干傳輸方式是指系統(tǒng)內(nèi)第一級(jí)地面監(jiān)控主機(jī)與第三級(jí)井下各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分站組成的系統(tǒng)總線(xiàn)之間的數(shù)據(jù)采集通道的通訊方式。如圖所示： 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 7 目前國(guó)內(nèi)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)與分站的通訊方式根據(jù)傳輸介質(zhì)、信號(hào)制式的不同，大體可以分為以下三種： 采用通訊電纜 系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)接口與監(jiān)測(cè)分站的 RS485 總線(xiàn)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，成本低， 抗干擾能力較弱 采用光纜 監(jiān)測(cè)分站的 RS485 總線(xiàn)接入本安數(shù)據(jù)光端機(jī)，光端機(jī)將其轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)并通過(guò)光纜傳輸，系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)地面綜合數(shù)據(jù)光端機(jī)與井下本安數(shù)據(jù)光端機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集。 特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸需要光端機(jī)、需進(jìn)行井下光纜熔接操作 采用工業(yè)以太網(wǎng)（工業(yè)環(huán)網(wǎng)、 GEPON 系統(tǒng)） 井下分站可通過(guò)多條線(xiàn)路單獨(dú)接入就近的以太網(wǎng)設(shè)備，各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由各地點(diǎn)以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng)，系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)貫穿整個(gè)礦井的工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)各分站通訊。 特點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)備接入方便靈活 ，巡檢周期短，成本較高 如圖所示： 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 8 前端數(shù)據(jù)采集、控制部分 根據(jù) 華美奧興陶礦 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求，系統(tǒng)在 主副井、 掘進(jìn)面、 回風(fēng)井 等 范圍內(nèi)配置監(jiān)測(cè)分站。各類(lèi)傳感器將采集到的各種環(huán)境及生產(chǎn)信息傳送給分站，分站將預(yù)處理過(guò)的各類(lèi)傳感器信息上傳給監(jiān)測(cè)主機(jī)實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)、并實(shí)現(xiàn)控制、報(bào)警等。通過(guò)各類(lèi)執(zhí)行器來(lái)完成超限時(shí)的瓦斯電、風(fēng)電閉鎖功能和區(qū)域聲光報(bào)警功能。 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 9 第 4 章 系統(tǒng)解決方案 方案設(shè)計(jì) 地面監(jiān)控中心設(shè)備配置 地面監(jiān)控中心的監(jiān)測(cè)主機(jī)選擇 2 臺(tái)工控機(jī)作 為主控、熱備機(jī)， 傳輸接口 1 臺(tái)，主機(jī)通過(guò) 地面交換機(jī) 與地面、井下分站通訊。 機(jī)房配置服務(wù)器一臺(tái)，聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端瀏覽安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 中心站可在監(jiān)控主機(jī)實(shí)時(shí)顯示環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)工況參數(shù)、動(dòng)、靜態(tài)圖形、數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)、采掘工程平面圖、模擬量配置圖等。 如上所述，中心機(jī)房由下列設(shè)備組成： 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量 1 監(jiān)控主機(jī) 2 2 服務(wù)器 1 3 聲光報(bào)警器 1 主干傳輸部分 系統(tǒng)主干傳輸根據(jù) 王家?guī)X煤礦 實(shí)際情況和技術(shù)要求，本次設(shè)計(jì)選擇方式 二 ：光纜 傳輸 。 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 數(shù)量 1 傳輸接口 1 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 10 系統(tǒng)構(gòu)架 系統(tǒng)邏輯示意圖 光纜 方式： 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 11 系統(tǒng)構(gòu)架綜述 監(jiān)控中心： 包括監(jiān)控主機(jī)、 地面交換機(jī)、 服務(wù)器 等設(shè)備。 主干傳輸： 光纜 纜從 主井 及風(fēng)井 敷設(shè)至 機(jī)房 。 前端數(shù)據(jù)采集： 地面、井下分站總線(xiàn)分別接入 交換機(jī) 實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控主機(jī)通訊。 系統(tǒng)主要功能 KJ95N 安全監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的監(jiān)控系統(tǒng)，它可以將安全與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信息等各種信息綜合在一起，實(shí)現(xiàn)了信息的綜合利用，同時(shí)系統(tǒng)還可以方便匯接其他監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ KJ69，提升裝置等），實(shí)現(xiàn)了信息共享和局部環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制。整個(gè)系統(tǒng)是典型三級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是一 種先進(jìn)的集散型微處理機(jī)系統(tǒng)。先進(jìn)可靠的軟件，總線(xiàn)型的分站和傳感器使系統(tǒng)保持領(lǐng)先的技術(shù)水平，局部傳感器及其連接線(xiàn)的故障不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，從而確保整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行可靠、故障分散、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 1）系統(tǒng)的操作平臺(tái)采用 Windows XP 軟件 , 所有功能操作均具有在線(xiàn)幫助功能，在中文菜單提示下完成，并可方便地點(diǎn)擊圖形，即點(diǎn)即得所需信息?？呻S時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、圖形、曲線(xiàn)和報(bào)警點(diǎn)及數(shù)值。并且系統(tǒng)具有自診斷功能。 2）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可在監(jiān)測(cè)主機(jī)、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統(tǒng) 一的報(bào)表，打印輸出。 3）在顯示器上可顯示動(dòng)、靜態(tài)模擬圖形、數(shù)據(jù)表格、歷史曲線(xiàn)、顯示采掘平面圖、測(cè)點(diǎn)配置， 并可打開(kāi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口。 4）由于 WINDOWS XP 操作系統(tǒng)的人機(jī)界面十分友好，因此系統(tǒng)的所有顯示和打印全部是中文，操作人員在操作過(guò)程中只要用鼠標(biāo)器進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊即可 ,任何人都可方便使用。為了確保系統(tǒng)配置等信息不被破壞，為專(zhuān)門(mén)從事系統(tǒng)配置的礦方主管人員配備口令 (或密碼 )，只有口令正確才能進(jìn)入系統(tǒng)配置等的操作。 5）系統(tǒng)配備有簡(jiǎn)便的繪圖工具。所有動(dòng)態(tài)、靜態(tài)圖形都可由礦上一般操作人員繪制，繪圖時(shí)不影 響主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，系統(tǒng)支持多種圖形格式（ bmp、 jpg、gif、 avi 等等）。 6）系統(tǒng)通過(guò)顯示器可同時(shí)顯示任選四個(gè)被測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)；所有被測(cè)參數(shù)每 5 分鐘存一次盤(pán) (硬盤(pán) )，開(kāi) /停信息及累計(jì)量按小時(shí)累計(jì)、存儲(chǔ)，并可連續(xù)保持一年，如有特殊情況可保存更長(zhǎng)的時(shí)間，這些數(shù)據(jù)可隨時(shí)用表格、曲線(xiàn)、矩天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 12 形圖 (二維、三維 )、圓餅圖等形式顯示出來(lái)，也可打印保存。對(duì)重要設(shè)備用戶(hù)能夠調(diào)整模擬量或設(shè)備開(kāi)停信息和存儲(chǔ)時(shí)間。 7）在各種顯示模式下均有主菜單顯示，主菜單應(yīng)包括參數(shù)設(shè)置、頁(yè)面編輯、控制（遠(yuǎn)程控制）列表顯示、曲線(xiàn)顯 示、狀態(tài)圖、柱狀圖顯示、模擬圖顯示、打印、查詢(xún)、幫助、其他功能。 8）根據(jù)輸入的查詢(xún)時(shí)間，將查詢(xún)期間內(nèi)斷電狀態(tài)、報(bào)警信息、饋電異常狀態(tài)的全部模擬量和開(kāi)關(guān)量列表顯示或打印。 9）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可在監(jiān)測(cè)主機(jī)、大屏幕及工作站上顯示，也可編制統(tǒng)一的報(bào)表，打印輸出。通過(guò)主機(jī)能顯示如下信息： 用戶(hù)登陸界面 系統(tǒng)生成及操作 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 13 系統(tǒng)分站設(shè)置 系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)設(shè)置 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 14 分站端口顯示 模擬量曲線(xiàn)查詢(xún) 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 15 模擬量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示 開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化查詢(xún) 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 16 開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化統(tǒng)計(jì) 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 17 設(shè)備運(yùn)行三 班統(tǒng)計(jì)查詢(xún) 系統(tǒng)報(bào)警查詢(xún) 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 18 系統(tǒng)故障查詢(xún) 控制設(shè)備綜合顯示 報(bào)表查詢(xún) 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 19 系統(tǒng)總圖 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 20 系統(tǒng)特點(diǎn) 綜合管理礦用不間斷多路電源 監(jiān)控分站、傳感器供電的不間斷電源具有電壓、電流、電池容量、電池工作狀態(tài)等參數(shù)顯示，同時(shí)參數(shù)上傳到監(jiān)控主機(jī)，記錄的電壓電流曲線(xiàn)便于分析電源線(xiàn)路等產(chǎn)生的故障，同時(shí)顯示的電池容量使調(diào)度人員明確掌握在斷電情況下電源可持續(xù)供電時(shí)間，電路還具有對(duì)電池維護(hù)功能，電源定期自動(dòng)對(duì)電池充放電，延長(zhǎng)電池壽命。 地面監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件中實(shí)時(shí)顯示 的電源的當(dāng)前信息，在顯示的同時(shí)并能存儲(chǔ)。地面主機(jī)存儲(chǔ)的電流歷史曲線(xiàn)，通過(guò)歷史曲線(xiàn)可以方便的查找和分析電源的故障。 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 —— 安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控 系統(tǒng) 21 多串口并發(fā)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)支持多種連接方式，總線(xiàn)式、星型式或混合式還可以分站為中心的局部星型式。在工業(yè)以太網(wǎng)傳輸模式下，可通過(guò)多條總線(xiàn)接入各地點(diǎn)以太網(wǎng)設(shè)備，在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬串口并發(fā)，系統(tǒng)對(duì)各串口同時(shí)掃面，從而大大減少系統(tǒng)巡檢周期，且一個(gè)串口故障不影響其他線(xiàn)路傳輸，降低系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)。 獨(dú)特的傳感器在線(xiàn)標(biāo)校功能 目前大多數(shù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器標(biāo)校狀態(tài)方法 : 步驟一：申請(qǐng)第二個(gè)工作日需要標(biāo)校的傳感器； 步驟二：下井之前在監(jiān)控主機(jī)上設(shè)置某傳感器處于標(biāo)校狀態(tài)； 步驟三：下井標(biāo)校傳感器； 步驟四：上井在監(jiān)控主機(jī)上解除傳感器標(biāo)校狀態(tài) 以上方法存在的問(wèn)題：標(biāo)校時(shí)間跨度大，如在未標(biāo)校過(guò)程中出現(xiàn)瓦斯超高容易同標(biāo)校測(cè)試混淆，造成系統(tǒng)漏報(bào)的重大隱患。 KJ95N 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)到瓦斯在線(xiàn)標(biāo)校法： 能夠?qū)崿F(xiàn)地面安全監(jiān)控軟件和監(jiān)控分站自動(dòng)識(shí)別井下對(duì)應(yīng)地點(diǎn)的傳感器的當(dāng)前是否處于標(biāo)校狀態(tài)，并在地面安全監(jiān)控軟件中自動(dòng)記錄相應(yīng)地點(diǎn)的標(biāo)校時(shí)間起始時(shí)間 和結(jié)束時(shí)間等標(biāo)校信息。采取這種方式減少了單獨(dú)依靠地面監(jiān)控主機(jī)設(shè)置標(biāo)校狀態(tài)而可能造成的瓦斯等氣體超限與標(biāo)校混淆的狀況，保證了煤礦生產(chǎn)安全。 此功能已獲得國(guó)家專(zhuān)利 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司