煤矿安全监控系统
一、煤矿安全监控系统KJ169概述
1.1 煤矿安全监控系统KJ169设计原则及依据
煤矿安全监控系统KJ169是郑州创威煤安科技有限公司根据临县胜利煤焦有限责任公司在建设期间及投入生产之后所需求设计的KJ169安全监控系统，在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性、 性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监测、监控等管理信息有效获得的需要。
煤矿安全监控系统KJ169设计依据为：
《煤矿安全规程》
《矿井通风安全质量标准化标准》
《矿井通风安全监测装备使用管理规定》
《煤矿监控系统总体设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》
《煤矿监控系统KJ169产品标准》
《煤矿安全质量标准化标准》
1.2 煤矿安全监控系统KJ169结构
由于煤矿安全监控系统KJ169采用 的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。因此煤矿安全监控系统KJ169设计为分层结构，具体组成如下：
A．地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据，监测信息可以在调度大屏上轮换显示。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；地面监控中心主要有主控机(备用机)、网络交换机、打印机、UPS电源、避雷器等设备；系统监控地面中心站采用全网络化结构，便于实时监测信息、图象信息及文件共享。网络构成为Ethernet以太局域网，通信协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。
B．系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等；
C.各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。
1.3 煤矿安全监控系统KJ169接入
（1）分站设备
目前煤矿安全监控系统KJ169的KJ169-F分站支持就近直接接入井下防爆光纤交换机或通过CAN总线通讯板接入。分站支持TCP/IP以太网协议。
（2）地面监控主机
将安全监控系统主机通过其以太网口直接接入控制中心的工业以太网平台。监控数据进入双机热备接入服务器。
二、煤矿安全监控系统KJ169功能特点
煤矿安全监控系统KJ169作为整个全矿井综合信息系统的一部分，主要用来监测井上、下各测点的环境参数(瓦斯、一氧化碳、风速等)。在一些重要的地点安装传感器后，一些环境参数可以直接在地面中心站及网络工作站上反映出来，减少了井下有关的检查和值班人员，帮助 和调度员及时掌握安全生产情况，发现安全隐患时及时通知有关人员处理，使值班人员能够及时了解工作面的有安全环境参数的变化情况，对于存在的隐患能够迅速作出处理决策，避免可能发生的事故。因此整个系统在保障安全，提高生产效率等方面将发挥重要作用。具体表现如下：
2.1 在系统软件方面
煤矿安全监控系统KJ169的软件，包括其系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件等。随着计算机技术和软件开发技术的发展而不断升级换代，是目前国内煤矿监控系统 的监控软件之一。
1）由于在软件开发过程中采用了 的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，可适应不同用户对系统规模的要求，有很高的扩展性和开放性；
2）煤矿安全监控系统KJ169采用C/S(B/S辅助)的软件体系结构，服务器采用WINDOWS2003 + SQL SERVER2000. 客户端采用WINDOWS/NT/2003/XP,浏览器采用IE6.0，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术。实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接；
3）软件完全适应基于工业以太网+现场总线通讯技术，一改传统的主从巡检通讯为多主并发通讯模式，使系统反应时间有质的提高；
4）监控数据采用 的变值变态存储技术，存储时间长，可达2年以上；
5）主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证气体超限断电，万无一失；
6） 煤矿安全监控系统KJ169对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表；
7）联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器；
8）软件支持强大的语音报警功能和短信报警功能。
2.2 在煤矿安全监控系统KJ169硬件方面
1）郑州创威煤安科技有限公司是专业从事煤矿安全技术的公司，有很强的技术实力，具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属 ，而且我们一直在跟踪当今 技术，不断地完善和发展；
2）煤矿安全监控系统KJ169监控分站、电源，可满足不同需求，且在产品体积，重量，性能方面较同类产品具有较大优势。
3）在各类传感器及断电器方面煤矿安全监控系统KJ169是国内自配套性比较强的系统，其各类传感器、断电器全部由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。
4）分站含备用电源，当交流断电时，分站与传感器由备用电源供电，可连续供电4小时以上。
5）煤矿安全监控系统KJ169分站有多种系列供用户优化配置，分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置，而且分站可以就地通过红外遥控器进行手动初始化。
6）在井下分站完全断电情况之后恢复供电，即使井下分站与地面中心站失去通讯联络，分站也能够继续、独立地进行工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯超限断电报警、断电和复电控制功能，断电逻辑可实现瓦斯风电闭锁装置和瓦斯断电仪的全部功能。断电距离大于2.5Km，分站断电时间小于2S。
7）井下监控分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能，在分站出现故障时，可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行；即使分站仍不能正常运行，也可自动脱离系统，不影响其它分站正常工作。
8）分站模拟量与开关量可以随意互换。不受口的限制，充分提高了分站端口的利用率，使系统设计更加优化。
9）监控分站支持一根四芯电缆带2台传感器的应用，可节省大量电缆，减少施工量和维护量。
10）煤矿安全监控系统KJ169与井下失去通讯联络时，分站能存储 两小时数据，恢复通讯后可将此数据传回中心站主机，以弥补历史数据。
11）分站具备故障闭锁功能；当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或故障时，立即切断相关电源并闭锁；当与闭锁控制有关的监控设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。
12）电路设计时，对分站所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得系统的可靠性得以进一步提高。
13）下使用的各类传感器全是矿用本质安全型产品，智能低浓度瓦斯传感器采用红外遥控调校，工作电流≤70mA，催化元件的寿命大于1年，调校期大于一个月，传输距离可达2.5Km且可以不带新鲜空气在井下进行调零。具有抗H2S中毒的功能。
14）公司推出了 的红外瓦斯传感器，其使用寿命、调校周期、检测反应时间等关键参数较传统的热催化检测原理有显著提高。
15）为煤矿加强对瓦斯检测员的有效管理，系统支持接入瓦斯电子显示排版装置，在地面监控软件上实时记录每个瓦检员每班的工作情况。
16）煤矿安全监控系统KJ169配接有断电馈电传感器，使系统控制断电的执行情况有反馈，一旦发生断电执行有误，系统将立即实现报警提示。
三、煤矿安全监控系统KJ169主要技术指标
1）煤矿安全监控系统KJ169的容量：256个以上分站，输入端口：4096点，控制输出：2048点；
2）传输方式：CAN或TCP/IP；
3）传输距离：地面中心站至分站≥15Km，分站至传感器≥2.5Km；
4）传输电缆：模拟量传感器电缆4芯（可接两个传感器），开关量传感器电缆2芯；
5）煤矿安全监控系统KJ169精度：≤±0.5%，反应时间：≤5S；
6）分站电源箱容量（模拟量、开关量任意互换）
KJ169-F分站：输入端口：16点；控制输出：8点，总线口：1
7）分站电源箱输入输出电压交流输入电压：36V、127V、220V、380V、660V （-25%，+15%）可选，本安直流输出电压：18V/350mA 12V/450mA；
8）分站电源箱整机 功率：小于50W；
9）传感器信号制：
模拟量：（200-1000）Hz，1-5mA或4-20mA
开关量：1mA(停)/5mA(开)或触点
总线数字信号：CAN
10）断电容量: 36V/5A、660V/0.3A；
11）主要监测参数：
低沼---（0~4）%或（0~10）%
高低沼---（0~40）%或（0~100）%
一氧化碳---（0~500）ppm
风速---（0.3~15）m/s
温度---（0~50）℃
负压---（-5~0）Kpa
水位---（0~5）m
电流、电压、功率等模拟量类传感器。
此外，还可监测设备开停、风门、馈电状态、风筒、烟雾、电网刀闸等开关量参数。
1.1 煤矿安全监控系统KJ169设计原则及依据
煤矿安全监控系统KJ169是郑州创威煤安科技有限公司根据临县胜利煤焦有限责任公司在建设期间及投入生产之后所需求设计的KJ169安全监控系统，在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性、 性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监测、监控等管理信息有效获得的需要。
煤矿安全监控系统KJ169设计依据为：
《煤矿安全规程》
《矿井通风安全质量标准化标准》
《矿井通风安全监测装备使用管理规定》
《煤矿监控系统总体设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》
《煤矿监控系统KJ169产品标准》
《煤矿安全质量标准化标准》
1.2 煤矿安全监控系统KJ169结构
由于煤矿安全监控系统KJ169采用 的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。因此煤矿安全监控系统KJ169设计为分层结构，具体组成如下：
A．地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据，监测信息可以在调度大屏上轮换显示。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；地面监控中心主要有主控机(备用机)、网络交换机、打印机、UPS电源、避雷器等设备；系统监控地面中心站采用全网络化结构，便于实时监测信息、图象信息及文件共享。网络构成为Ethernet以太局域网，通信协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。
B．系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等；
C.各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。
1.3 煤矿安全监控系统KJ169接入
（1）分站设备
目前煤矿安全监控系统KJ169的KJ169-F分站支持就近直接接入井下防爆光纤交换机或通过CAN总线通讯板接入。分站支持TCP/IP以太网协议。
（2）地面监控主机
将安全监控系统主机通过其以太网口直接接入控制中心的工业以太网平台。监控数据进入双机热备接入服务器。
二、煤矿安全监控系统KJ169功能特点
煤矿安全监控系统KJ169作为整个全矿井综合信息系统的一部分，主要用来监测井上、下各测点的环境参数(瓦斯、一氧化碳、风速等)。在一些重要的地点安装传感器后，一些环境参数可以直接在地面中心站及网络工作站上反映出来，减少了井下有关的检查和值班人员，帮助 和调度员及时掌握安全生产情况，发现安全隐患时及时通知有关人员处理，使值班人员能够及时了解工作面的有安全环境参数的变化情况，对于存在的隐患能够迅速作出处理决策，避免可能发生的事故。因此整个系统在保障安全，提高生产效率等方面将发挥重要作用。具体表现如下：
2.1 在系统软件方面
煤矿安全监控系统KJ169的软件，包括其系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件等。随着计算机技术和软件开发技术的发展而不断升级换代，是目前国内煤矿监控系统 的监控软件之一。
1）由于在软件开发过程中采用了 的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，可适应不同用户对系统规模的要求，有很高的扩展性和开放性；
2）煤矿安全监控系统KJ169采用C/S(B/S辅助)的软件体系结构，服务器采用WINDOWS2003 + SQL SERVER2000. 客户端采用WINDOWS/NT/2003/XP,浏览器采用IE6.0，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术。实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接；
3）软件完全适应基于工业以太网+现场总线通讯技术，一改传统的主从巡检通讯为多主并发通讯模式，使系统反应时间有质的提高；
4）监控数据采用 的变值变态存储技术，存储时间长，可达2年以上；
5）主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证气体超限断电，万无一失；
6） 煤矿安全监控系统KJ169对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表；
7）联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器；
8）软件支持强大的语音报警功能和短信报警功能。
2.2 在煤矿安全监控系统KJ169硬件方面
1）郑州创威煤安科技有限公司是专业从事煤矿安全技术的公司，有很强的技术实力，具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属 ，而且我们一直在跟踪当今 技术，不断地完善和发展；
2）煤矿安全监控系统KJ169监控分站、电源，可满足不同需求，且在产品体积，重量，性能方面较同类产品具有较大优势。
3）在各类传感器及断电器方面煤矿安全监控系统KJ169是国内自配套性比较强的系统，其各类传感器、断电器全部由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。
4）分站含备用电源，当交流断电时，分站与传感器由备用电源供电，可连续供电4小时以上。
5）煤矿安全监控系统KJ169分站有多种系列供用户优化配置，分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置，而且分站可以就地通过红外遥控器进行手动初始化。
6）在井下分站完全断电情况之后恢复供电，即使井下分站与地面中心站失去通讯联络，分站也能够继续、独立地进行工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯超限断电报警、断电和复电控制功能，断电逻辑可实现瓦斯风电闭锁装置和瓦斯断电仪的全部功能。断电距离大于2.5Km，分站断电时间小于2S。
7）井下监控分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能，在分站出现故障时，可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行；即使分站仍不能正常运行，也可自动脱离系统，不影响其它分站正常工作。
8）分站模拟量与开关量可以随意互换。不受口的限制，充分提高了分站端口的利用率，使系统设计更加优化。
9）监控分站支持一根四芯电缆带2台传感器的应用，可节省大量电缆，减少施工量和维护量。
10）煤矿安全监控系统KJ169与井下失去通讯联络时，分站能存储 两小时数据，恢复通讯后可将此数据传回中心站主机，以弥补历史数据。
11）分站具备故障闭锁功能；当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或故障时，立即切断相关电源并闭锁；当与闭锁控制有关的监控设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。
12）电路设计时，对分站所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得系统的可靠性得以进一步提高。
13）下使用的各类传感器全是矿用本质安全型产品，智能低浓度瓦斯传感器采用红外遥控调校，工作电流≤70mA，催化元件的寿命大于1年，调校期大于一个月，传输距离可达2.5Km且可以不带新鲜空气在井下进行调零。具有抗H2S中毒的功能。
14）公司推出了 的红外瓦斯传感器，其使用寿命、调校周期、检测反应时间等关键参数较传统的热催化检测原理有显著提高。
15）为煤矿加强对瓦斯检测员的有效管理，系统支持接入瓦斯电子显示排版装置，在地面监控软件上实时记录每个瓦检员每班的工作情况。
16）煤矿安全监控系统KJ169配接有断电馈电传感器，使系统控制断电的执行情况有反馈，一旦发生断电执行有误，系统将立即实现报警提示。
三、煤矿安全监控系统KJ169主要技术指标
1）煤矿安全监控系统KJ169的容量：256个以上分站，输入端口：4096点，控制输出：2048点；
2）传输方式：CAN或TCP/IP；
3）传输距离：地面中心站至分站≥15Km，分站至传感器≥2.5Km；
4）传输电缆：模拟量传感器电缆4芯（可接两个传感器），开关量传感器电缆2芯；
5）煤矿安全监控系统KJ169精度：≤±0.5%，反应时间：≤5S；
6）分站电源箱容量（模拟量、开关量任意互换）
KJ169-F分站：输入端口：16点；控制输出：8点，总线口：1
7）分站电源箱输入输出电压交流输入电压：36V、127V、220V、380V、660V （-25%，+15%）可选，本安直流输出电压：18V/350mA 12V/450mA；
8）分站电源箱整机 功率：小于50W；
9）传感器信号制：
模拟量：（200-1000）Hz，1-5mA或4-20mA
开关量：1mA(停)/5mA(开)或触点
总线数字信号：CAN
10）断电容量: 36V/5A、660V/0.3A；
11）主要监测参数：
低沼---（0~4）%或（0~10）%
高低沼---（0~40）%或（0~100）%
一氧化碳---（0~500）ppm
风速---（0.3~15）m/s
温度---（0~50）℃
负压---（-5~0）Kpa
水位---（0~5）m
电流、电压、功率等模拟量类传感器。
此外，还可监测设备开停、风门、馈电状态、风筒、烟雾、电网刀闸等开关量参数。
