安全監(jiān)測系統(tǒng)升級改造

李修法

摘要：安全監(jiān)測系統(tǒng)中監(jiān)測分站供應傳感器距離短，不能為傳感器提供足夠的電量，監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差較大，無法滿足實際生產(chǎn)需要。為了實現(xiàn)長距離供電，解決監(jiān)測信號不穩(wěn)定，保證足夠能量，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際，對監(jiān)測系統(tǒng)進行升級改造。本文介紹KJ70N型監(jiān)控分站工作原理和功能、KDW17型電源原理及監(jiān)測系統(tǒng)改造方法。

關鍵詞：安全監(jiān)測;數(shù)據(jù)采集;升級改造

中圖分類號：TN99 文獻標識碼：A

安全監(jiān)測系統(tǒng)是運用通信技術、傳感器技術和計算機技術，通過傳感器采集數(shù)據(jù)，對環(huán)境安全、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝控制進行集中、自動和連續(xù)的監(jiān)測。目前，國內煤礦監(jiān)測系統(tǒng)應用較多的是KJ70N-J型監(jiān)控分站，KJ70N-J型監(jiān)控分站（以下簡稱分站）是安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分之一，它以微處理器為核心進行數(shù)據(jù)信息采集和控制裝置，但該型安全監(jiān)測系統(tǒng)中的分站供應傳感器距離有限，無法為傳感器提供足夠的電量，且監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差較大，無法滿足現(xiàn)場需要。為了實現(xiàn)長距離供電，解決監(jiān)測信號不穩(wěn)定的問題，對監(jiān)測系統(tǒng)進行了升級改造。

1 KJ70N-J型監(jiān)控分站

1.1 工作原理

分站上電的瞬間，讀取用戶設置的地址、工作方式或開出電平設置。分站正常工作時，按照上位計算機的配置檢測輸入口的數(shù)據(jù)大小或設備狀態(tài)并上傳，并根據(jù)1輸入口數(shù)據(jù)的大小或設備狀態(tài)及時切斷/打開電源開關?？蓲旖佣嗯_傳感器，模擬量和開關量設備可任意接入[1-3]。

1.2 基本功能

KJ70N-F型監(jiān)控分站具有與傳輸接口雙向通信及工作狀態(tài)指標功能，可對模擬量、開關量、累計量進行采集，具有指示、控制、顯示、聲光報警、自診斷和故障指示功能，能實現(xiàn)斷電/復位電控制、甲烷風電閉鎖和掉電保護，可外接電源。

1.3 使用方法

分站地址設置：根據(jù)線路板上編號SW1撥動開關設置，如圖1中的第1～6位撥動開關用于設置分站地址號（第7位、第8位用于設置分站工作方式和輸出口電平常態(tài)），設定地址采用6位二進制編碼，每一位撥向“ON”表示“0”，反之為“1”。撥動開關的第1～6位分別代表“1，2，4，8，16，32”。主機實時讀取SW1的地址，地址設置完后不需重新上電。如需撥地址為6#分站時，只需把第2位和第3位開關撥至“ON”相反（即向下）的位置。

主機電源可由3組電源供電，在使用過程中若電源容量允許時，可將主機板上相應接線端子的正負極進行短接，具體接線如圖2所示。

主通信線接入：將連接KJ70N-J傳輸接口的兩根通信線分別接入主機線路板的“TX+”和“TX-”，具體接線如圖2所示。

工作方式設置：第7位開關向下，此時的第8位開關用于選擇輸出口的電平常態(tài)，當?shù)?位開關向上時，輸出口正常的電平為低電平（常開），當分站發(fā)出斷電控制時的電平為高電平;當?shù)?位開關向下時，輸出口正常的電平為高電平（常閉），當分站發(fā)出斷電控制時的電平為低電平。

開關量傳感器接線：電流輸出的傳感器接入（以接線端“X7”為例）如圖3所示。

兩線制無電位觸點接入（以接線端“X8”為例）如圖4所示。

模擬量傳感器接入（以接線端“X1”為例）：傳感器輸出信號200～1000 Hz正、負端分別接入“IN1+”和“IN1-”如圖5所示;輸出口接線（以接線端“X31”為例）如圖6所示。

主機的6個輸出口，與KDG2.5/127型斷電器、KXH18型聲光報警器及KDW0.7/18-J電源繼電器箱相接，可實現(xiàn)斷電閉鎖/復電解鎖或報警功能。

2 KDW17電源

KDW17型電源是一種允許在瓦斯、煤塵爆炸危險環(huán)境中使用的通用型隔爆兼本質安全型不間斷電源，用于為設備提供電源，具有2組繼電器控制隔離輸出回路，可用于斷電控制[4]。

2.1 工作原理

電壓經(jīng)由變壓器降壓經(jīng)隔離式AD/DC轉換輸出穩(wěn)定的直流電壓，此電壓經(jīng)充電電路對備用蓄電池充電，儲存電能。同時，經(jīng)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)得到穩(wěn)定的電壓輸出。為滿足本安性能要求，采用雙重過流過壓保護。

2.2 內部布置

電源內部示意，如圖7所示。

2.3 接線

在前級電源斷開后，參考圖8接線。本電源設有供電信號輸出，可供系統(tǒng)識別是交流供電或是電池供電，接線端子JX103輸出相應信號，用戶可通過撥動充電控制板上SW103開關選擇輸出信號。當開關撥向左時，交流供電為低電平;當開關撥向右時，交流供電為高電平。

3 監(jiān)測系統(tǒng)的升級改造

3.1 電纜選用

監(jiān)控分站到傳感器延長線采用MHYVR通信電纜，截面積不小于1.5 mm2。監(jiān)控分站到斷電器采用MHYVR通信電纜，截面積不小于1.5 mm2;監(jiān)控分站到聲光報警器采用MHYVR通信電纜，截面積不小于1.5 mm2;數(shù)據(jù)傳輸接口到監(jiān)控分站采用MHY32通信電纜，截面積不小于1.5 mm2。采用采集模塊降低成本，采用純粹屏蔽電纜傳輸，并設計接線盒進行線纜的連接，減少外界對信號的干擾。

3.2 擴大監(jiān)控容量

分站能接入傳感器數(shù)量增大為16路，并且不區(qū)分模擬量和開關量;擴大分站接入執(zhí)行器路數(shù)。通過擴大監(jiān)控容量減少分站使用數(shù)量，確保數(shù)據(jù)信息采集和通信同步，對環(huán)境安全、生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝控制進行集中、自動和連續(xù)的監(jiān)測，減少監(jiān)測數(shù)據(jù)偏差;增強自動識別斷電/復位性能，動作及時準確，減少延誤，提高監(jiān)測準確性。

3.3 電源選用

采用KDW17型電源為設備提供電源，同時具有2組繼電器控制隔離輸出回路，可用于斷電控制，從KDW17電源中另接一路插板，使之能提供18 V直流電源，再引入分站中長距離傳感器插槽的電源接入口，專門用于加強長距離傳感器的電量供應，為傳感器提供足夠的電量，保證傳感器能夠正常工作，電網(wǎng)停電后可對主要監(jiān)控量繼續(xù)監(jiān)控[5]。

3.4 施工要求

在接線焊接時，應使用≤35 W的內熱式電烙鐵，且只能用松香焊錫絲及松香助焊劑，嚴禁使用焊錫膏助焊劑。在焊接傳感器信號線和信號電纜時，應將與主機相連接的插頭拔下，且電烙鐵外殼必須接地。所有傳感器信號線的屏蔽層及主機外殼不能直接接地，只能通過主機的接地點接地，減少外界干擾。

4 總結

通過對監(jiān)測系統(tǒng)升級改造后，具有運行準確、抗干擾能力強、無溫飄和時飄，消除安全隱患，確保了安全，經(jīng)過現(xiàn)場使用后證明，升級后的監(jiān)控系統(tǒng)是一種簡單、實用、性能可靠的產(chǎn)品。此種改進的成功，使分站能為長距離傳感器提供足夠的電量，保證了監(jiān)測信號穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)需要，提高設備的可靠性和運行質量，減少事故，確保安全，最終提高了經(jīng)濟效益，節(jié)省了材料成本。

參考文獻

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