矿井安全监控系统安装设计(3)

2019-01-12 13:13

开采容易自燃,自燃煤层及地温高的矿井采煤工作面应设置温度传感器。温度传感器的报警值为30℃。

机电硐室内应设置温度传感器,报警值为34℃。

3.10一氧化碳传感器

一氧化碳传感器安设于主斜井皮带机机尾、总回风巷内、采区运输巷皮带机机尾、采区回风巷、采区回风巷、采区运输巷各一个,报警浓度为0.0024%CO。

自然发火观测点、封闭火区防火墙栅栏外宜设置一氧化碳传感器,报警浓度为0.0024%CO。开采容易自燃、自燃煤层的矿井,采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷应设置一氧化碳传感器,报警浓度为0.0024%CO。

4、安装的技术参数要求+

1)分站工作电压;12VDC,最大工作电流300mA

2)模拟量信号;奋战的模拟量信号为200Hz--1000Hz的频率范围内的脉冲宽度不小于0.3ms;其高电平电压应不小于2.5V,底电平电压应不小于1.0V,输入与输出处理误差应不小于0.5%。

开关量信号;分站的开关量信号为1mA/5mA 的电流信号。电流≤1.5mA时表示为停,电流:≥4mA时表示为开。

3)系统信号传输

a)分站与数据接口的信号通讯方式为RS-485通讯方式,数据传送速率为2400bps,最大工作电压幅值≤1.5V,最大工作电流幅值≤150mA。

b)分站与矿用网络交换机的信号通讯方式为以太网通讯方式:数据传输速率为10/100Mbpa自适应,最大工作电压幅值≤1.5V,最大工作电流幅值≤150mA。

4)分站到数据通讯接口采用煤矿用聚乙烯绝缘聚乙烯护套通信电缆。 a)电缆信号;MHYVRP 1×2×7/0.52; b)线缆直流电阻;≤12.8Ω/km c)线缆分布电容:≤0.06μF/km; d)线缆分布电感;≤0.8mH/km

5)分站到数据交换机采用聚乙烯绝缘聚乙烯护套超五类双绞线。 6)分站到模拟量传感器用煤矿用聚乙烯绝缘聚乙烯护套通讯屏蔽电缆。

a线缆直流电阻;≤12.8Ω/km b线缆分布电容:≤0.06μF/km; c线缆分布电感;≤0.8mH/km

7)分站到开关量、数字量传感器采用煤矿用聚乙烯绝缘聚 乙烯护套通讯屏蔽电缆。

a)电缆信号;MHYVRP 1×2×7/0.43; b)线缆直流电阻;≤45Ω/km c)线缆分布电容:≤0.06μF/km; d)线缆分布电感;≤0.6mH/km

8)分站到断电执行器采用煤矿用聚乙烯绝缘聚护套通讯屏蔽电缆。 a)线缆直流电阻;≤45Ω/km b)线缆分布电容:≤0.06μF/km; c)线缆分布电感;≤0.6mH/km 9)最大传送距离

a)在传输电缆满足9)的条件下分站到数据接口之间的最大传输距离不小于10km;

b)在传输电缆满足9)的条件下分站到网络交换机之间的最大传输距离不小于100m;

c)在传输电缆满足9)的条件下分站到传感器之间的信号传输距离不小于2km;

d)在传输电缆满足9)的条件下分站到控制执行器之间的信号传输距离应不小于2km。

10)电网停电后,备用电源连续工作时间应不小于是2h

5、安装过程中的防干扰措施

5.1地面中心站抗干扰措施

5.1.1接地

地面中心站包括:系统主机、生产管理微机、模拟显示屏、图形显示器及打印机等。为了使中心站设备不受外界电磁场和电力网各种噪声干扰,KJ90采用设备外壳一律接地方式,要求设备接地电阻不大于2Ω。对于关键设备要求用稳

压、稳频不间断电源供电。

5.1.2缩短连线

为减步设备信号线相互之间以及与其它设备信号线之间的窜扰。地面中心站尽量缩短设备之间的连线长度,对受窜扰反应敏感的设备,如图形显示器.采用双线扁平信号电缆与主机相连。

5.1.3耦合器隔离

地面中心站模拟显示屏一般大于十几平方米,显示屏上有很多振萄电路和显示电路.连线较多、较长。若直接与系统相接,会像一个平面天线一样,将空间的电磁波和显示屏上的各种干扰引入系统,为此,我们在模拟显示屏控制微机上设置了一组光电耦合器,用以

阻断其与显示屏之间的电路连接。有效地避免设备之间的共模干扰和噪声干扰.

5.2模系统的抗干扰措施

5.2.1减少误码

为了减少误码,KJ90系统采用矿用阻燃屏蔽信号电缆。严格要求在地面中心站的数传信号入口处,将电缆屏蔽线一点接地.接地电阻不大于0.5欧。信号电缆屏蔽接地应是微机监控系统中最 干净 的一个地段。因此要求单独使用。接地极选位时应注意与其它接地极保持一定距离。通过以上措施,可有效地清除地端回路干扰和其它设备的漏流干扰及静电场干扰给信号传输造成的误码。

5.2.2传输速率可变

调制解调器的传输速率可变,给用户提供了一个可根据环境条件确定传输速率的机会 。一般煤矿条件可选用较高波特率传送数据,非常环境条件可选用较低波特率传送数据 ,不需调制解调器变换任何器件。只要计算机管理人员重新设置系统主机传输建率。

5.2.3解调与调制分开

为使发送信号与接收信号之间的相互干抗减到最小,在双线调制解调器的电路板设计时将调制器件和解调器件分开布置是十分必要的 这样可有效避免因窜扰所造成的误码。瞬态电流噪声是取决于电路负载状态及瞬时导通等因素而产生于电源线上的干抗。为减少调制电路与

解调电路之间瞬态电流噪声的交叉干扰。双线调制解调器的电路设计分别对调制

和解调的关键器件采用了电源隔离离措施。 其作法是将关键器件电源与主电源之间用二极管和电阻进行隔离。

5.3井下分站抗干扰措施

井下分站是KJ90系统的关键部件。是由单片机及大量的逻辑电路构成的。由于井下分站电路复杂、器件多,同时还接有各种信号电缆,因此由逻辑电路产生的信号反射、窜扰、瞬态电流噪声以及由开入(开关量输入,下同)口、模拟量输入口和电源线引入的各种高次谐波干扰都是可能的。若不消除,必然引起信号的延迟、过冲、震荡和缺口等。严重时将造成信号逻辑错误,甚至分站死机 因此,必须在井下分站逻辑关系设计完全合理的同时,考虑到各种干扰对可靠性的影响。对此KJ90系统采取了以下措施。

5.3.1接地问题

井下分站电源直接与660V交流电网相接。使得分站外壳有高于60V的电位,对分站正常工作构成威胁,为此在井下分站外壳明显处设有接地标志,严格要求每个站用多股编织铜线良好接地。

5.3.2去耦

为有效滤波和去耦,井下分站的电源总线被设计多一个带有分段电容的滤波馈线,具体作法是在每个主要器件的附近设置一只0.1微法的小电容。使这些器件的电源对地有一个较低的阻抗。即可减少电源纹波,又可展开瞬态电流噪声。为了展平变化周期较长的瞬态电流噪声,在分站+5v 电源入口处设置了一只lO微法电容。通过以上措施,可使电源上的各种干扰削弱到不影响井下分站正常工作的程度。

5.3.3反射干扰的预防

井下分站电路的数字信号互连,不可能是完全匹配的。因此,当信号互连接线的传输延迟时间大于信号的转换时间时,必然产生传输反射干扰,为此,在井下分站印刷电路板设计时。尽量缩短元件间的连线长度。对于不可避免的较长连线。采取只在连线终端连接逻辑门的措施 。这样,可避免因反射干抗而造成信号畸变,一条信号线上始端与终端的信号波形一致,而引起的逻辑错误。

5.3.4数字电路与模拟电路分开

井下分站即有模拟采样电路,又有数字脉冲电路,都在一块主电路板上。因此,数字电路对模拟采样电路的干抗不可轻视。这种干扰可使模拟采样值跳变,使A/D转换值出现非线性和转换码乱跳等现象。为此井下分站电路印制板设计时,将模拟采样电路与教字脉冲电路分开布置,将两种信号各走一边.严格避免两种信号线条的平行。在尽量加宽地线的基础上,将模拟地与数字地分开布线,最后在电源入口处一点相接。

6、矿井安全管理制度

1、井下监测控制网络管理制度 2、地面中心站及网络终端管理制度 3、主机房管理制度 4、监控人员岗位责任制 5、编制系统操作规程

6、编制维修人员岗位责任制

总 结

首先谢谢丁老师对我们无私的教导,正确的引导我们去怎样学习,怎样做课程设计,怎样做好,避免了走一些不必要的弯路。对于我不仅仅学会了知识,更重要的是掌握了一种方法,领略到学习的乐趣。

通过这两个星期的课程设计,把煤矿安全监测与监控技术又重新学习了一遍,自己感觉很充实,收获很大。不过刚开始也失落过,感觉什么都不会,无法下手去做这个课程设计,但是后来有一种无形的力量促使我要去完成这个任务,一夜之间来了灵感,把课本又重新看了一遍,通过查资料。开始有了头绪。最后,通过设计经理论上的计算证明是正确的,满足了设计的要求,达到了课程设计的目的。

生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计,能够感觉到同学之间友谊的存在,大家有问题共同讨论,互相帮助,从而问题也就不算问题了,同时也提高大家学习的积极性。我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。设计中只有一个人知道原理是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们这次设计成功的一项非常重要的保

证。而这次课程设计也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的。 参考文献:(1)姜汉军,矿井辅助运输设备,中国矿业大学,2008。

(2)钱建生,蔡利海,矿井井下斜巷道运输综合监控系统,煤矿安全。 (3)陈维建,齐秀丽,矿井运输与提升设备,中国矿业大学,2007.


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