KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的應用分析

【摘 要】本文重點介紹了KJ90NB型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的功能及特點，并對其在使用中出現(xiàn)的幾個主要問題進行了系統(tǒng)分析，針對問題產(chǎn)生的原因， 并結(jié)合現(xiàn)場實踐提出了解決辦法。

【關(guān)鍵詞】瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)；KJ90NB；系統(tǒng)維護

1、概述

寺河礦是晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司下屬的生產(chǎn)礦井，礦井屬于高瓦斯礦井。寺河礦裝備了KJ90NB型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)及時，斷電功能可靠，有效的提高了我礦井下的安全性。

KJ90NB型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)主要用于連續(xù)監(jiān)測井下各種環(huán)境參數(shù)及設(shè)備開停狀態(tài)，如瓦斯、風速、負壓、溫度和CO等參數(shù)，當瓦斯超限時能在監(jiān)控機上發(fā)出報警信息，并自動切斷本地瓦斯超限區(qū)域電氣設(shè)備的電源，實現(xiàn)風電和瓦斯電雙閉鎖，另外還可以對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行實時處理，自動生成各類報表及時為地面和井下的生產(chǎn)、管理人員提供工作面生產(chǎn)及安全信息，是一套功能完善的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。

2、KJ90NB系統(tǒng)工作原理

2.1系統(tǒng)組成

安全監(jiān)控系統(tǒng)由主備機、終端、打印機、交換機、分站、傳感器、執(zhí)行器(含斷電器、聲光報警器)、電源箱、電纜、接線盒、避雷器和其它必要設(shè)備組成。

2.2工作原理

(1)傳感器將被測物理量（瓦斯、風速、溫度等）轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)傳輸電纜將信號送入監(jiān)控分站系統(tǒng)進行處理，然后再將處理后的信息傳送至地面中心站，經(jīng)監(jiān)控主機對信號進行處理，發(fā)出相應的控制信號后再送給監(jiān)控分站控制開關(guān)，實現(xiàn)系統(tǒng)的斷電及報警功能。

(2)監(jiān)控分站系統(tǒng)為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)釆集的第一級處理單位，是一種數(shù)據(jù)釆集和控制裝置，井下分站可以連續(xù)監(jiān)測井下的各種環(huán)境參數(shù)及設(shè)備開停狀態(tài)，并將瓦斯、負壓、風速和CO等環(huán)境參數(shù)傳送給地面監(jiān)控主機，同時還執(zhí)行監(jiān)控主機發(fā)送的各種命令。

(3)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)采用“工業(yè)以太網(wǎng)+485總線”網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多主并發(fā)通訊方式進行通訊，提高了系統(tǒng)容量并縮短系統(tǒng)的巡檢周期。

2.3系統(tǒng)功能

(1)數(shù)據(jù)采集和存儲。數(shù)據(jù)采集包括井下各個監(jiān)控地點的信息、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存在中心數(shù)據(jù)服務器中，礦各單位等相關(guān)終端用戶可以隨時查看系統(tǒng)的運行情況，查看各個地點監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)。

(2)數(shù)據(jù)報表與查詢。自定義查詢各種監(jiān)測設(shè)備的使用數(shù)量統(tǒng)計，支持事件統(tǒng)計功能，如統(tǒng)計各單位在指定時間段內(nèi)的報警、斷電次數(shù)和報警累計時間。

(3)數(shù)據(jù)顯示。支持實時數(shù)據(jù)實時顯示和歷史數(shù)據(jù)生成曲線等功能。

(4)報警。系統(tǒng)在對各種瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理的基礎(chǔ)上，對瓦斯超限及傳感器邏輯關(guān)系不符合可能出現(xiàn)的瓦斯安全隱患提供實時報警。

(5)統(tǒng)計分析。根據(jù)用戶的需要，系統(tǒng)可采用報表和曲線兩種方式進行統(tǒng)計分析。

(6)數(shù)據(jù)上傳。根據(jù)管理要求，將瓦斯實時數(shù)據(jù)與集團公司聯(lián)網(wǎng)。

3、KJ90NB系統(tǒng)現(xiàn)場應用及問題處理

3.1供電管理

（1）中心站供電

系統(tǒng)中心站是整個系統(tǒng)的核心，供電穩(wěn)定尤其關(guān)鍵，中心站供電按照兩路市電+在線UPS電源三路電源設(shè)置，安裝可靠的防雷接地設(shè)備，為中心站服務器等設(shè)備供電。服務器采用冗余電源供電，且使用專用供電線路及防雷插座，保證在一路電源掉電時不停機。

在使用過程中出現(xiàn)過因使用帶有漏電保護的斷路器，在交流電源停電，后備電源切換時出現(xiàn)有漏電保護的斷路器跳閘故障，更換普通斷路器后正常運行。

（2）井下分站供電

井下監(jiān)測分站供電嚴禁接在斷電范圍內(nèi)，在工作面及變電所安裝雙電源自動切換供電設(shè)備，采用雙回路電源給分站供電。

在使用中出現(xiàn)過由于井下電網(wǎng)電壓波動或停送電過程中瞬時電流較大，燒毀分站電源保險管的故障。針對這種情況將井下分站電源保險管跟換為具有延時特性的保險管，此類故障不再發(fā)生。

3.2中心站軟件

監(jiān)控主備機采用DELL R710系列服務器，運行過程中操作系統(tǒng)軟件未出現(xiàn)過故障，但監(jiān)控軟件長時間運行后出現(xiàn)操作反應速度慢的現(xiàn)象。經(jīng)過觀察試驗，每半月對監(jiān)控軟件進行一次重新啟動，能夠有效避免反應慢的問題。

3.3監(jiān)控分站運行

井下監(jiān)控分站在保證供電正常的情況下，能夠正常穩(wěn)定運行。寺河礦整個系統(tǒng)投入運行三年來，出現(xiàn)過一次分站程序運行出錯引起的傳感器誤報警。后對監(jiān)控分站采取每月停電復位一次的措施后，分站運行未出現(xiàn)過故障。

3.4傳感器誤報警

由于井下使用環(huán)境惡劣且現(xiàn)場條件復雜，傳感器在現(xiàn)場使用不當容易出現(xiàn)誤報警等現(xiàn)象。主要原因有：

（1）在掘進頭和工作面線路經(jīng)常挪動，引起傳感器磕碰、尾線接頭松動等問題，可能出現(xiàn)誤報警。

（2）由于井下環(huán)境比較復雜，有時傳感器或接線盒進水也可能出現(xiàn)誤報警。

（3）當為監(jiān)測分站或瓦斯傳感器供電的電源發(fā)生故障或有較大的波動時，偶爾會產(chǎn)生誤值。

（4）有部分瓦斯傳感器由于個別電子元器件原因，當為其接通電源時，在送電瞬間會產(chǎn)生一個高值。

（5）目前煤礦機械化程度很高，各種大功率設(shè)備、變頻控制技術(shù)的廣泛應用，由此而引起的強電場、強磁場會對傳輸線路產(chǎn)生干擾。

主要采取措施有：

（1）使用傳感器保護架，對傳感器及尾線接口進行保護。

（2）加強現(xiàn)場標準化管理，對傳感器、接線盒、線路吊掛到位，經(jīng)常進行巡檢。

（3）為監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備提供專用電源和開關(guān)，從而確保監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)供電的可靠性、穩(wěn)定性。

（4）加強傳感器校驗及維修工作，嚴格控制傳感器使用周期?，F(xiàn)場對傳感器進行定點掛牌管理，出現(xiàn)過問題的傳感器及時返廠維修。

（5）井下傳感器信號傳輸主要采用頻率型信號，同時采用屏蔽電纜進行連接。

4、系統(tǒng)改進方向

4.1監(jiān)控軟件

目前國內(nèi)主要廠家的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)軟件均為數(shù)據(jù)通訊、顯示、處理、存儲一體式結(jié)構(gòu)，由于軟件結(jié)構(gòu)問題在實際運行過程中會出現(xiàn)運行效率下降，軟件反應速度慢等情況。應該對系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保證軟件的正常穩(wěn)定運行。

4.2監(jiān)測分站

（1）分站測點容量增加

目前監(jiān)測分站輸入容量一般為16路端口，隨著井下需要監(jiān)測的設(shè)備及參數(shù)增多，一臺分站不能滿足使用，應該考慮增加分站容量。

（2）分站控制模塊升級

瓦斯監(jiān)測分站主要使用單片機作為核心進行數(shù)據(jù)處理，目前工業(yè)PLC控制器已經(jīng)普及應用，應該工業(yè)PLC控制器引入瓦斯監(jiān)控分站作為核心處理器，加強分站的處理速度并提高擴展功能。

（3）顯示功能

目前常用分站主要采用一組7段數(shù)碼管輪流顯示分站運行信息，存在信息顯示速度慢、不直觀的問題。對于現(xiàn)場使用來說建議配備大屏顯示，同時將分站運行情況集中進行顯示。

4.3傳感器

傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能正確反映被測環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)的傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國外同類產(chǎn)品相比還有很大差距，需要不斷提高傳感器的性能指標。

5、結(jié)語

近年來，隨著現(xiàn)代化管理意識的增強和以計算機為核心的煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的日益成熟，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在全國各類礦井中已得到廣泛的應用。但是，在實際使用過程中，由于技術(shù)原因、管理原因、操作原因等多種主客觀因素，使得監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題。當然，這些問題大部分都是偶然的、突發(fā)的，而且能夠通過管理手段來解決。但是，也有一些問題是由于設(shè)計缺陷或現(xiàn)場條件變化多端帶來的，且不能通過現(xiàn)場管理來解決，這就需要生產(chǎn)廠家不斷進行技術(shù)改進。