监测监控系统的组成及工作原理 (课堂PPT)

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• 通过上面对矿井监控系统的分析，可以看出， 矿井监控系统不同于一般工业监控系统。因此， 直接用一般工业监控的理论和技术解决矿井监 控的问题是行不通的。不是不符合电气防爆要 求，就是传输距离太近，或网络结构不适合用 于矿井监控系统，或不能进行总线供电，或节 点容量太小等等。因此，有必要研究适合矿井 监控系统的理论和技术。
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（2）还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放
系统、通风系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。
（3）煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查 中也发挥着重要作用，当煤矿井下发生瓦斯 （煤尘）爆炸等事故后，系统的监测记录是确 定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。
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七、 使用与维护要点
1）选用符合《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通 用技术要求》等，取得矿用产品安全标志准用 证和防爆合格证的系统。 （2）按照《煤矿安全规程》和《AQ10292007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规 范》设计、安装、使用、管理与维护系统。
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六、 系统作用及使用
2. 作用
（1）当瓦斯超限或局部通风机停止运行或掘进巷道 停风时，煤矿安全监控系统自动切断相关区域的电源 并闭锁同时报警：①避免或减少由于电气设备失爆、 违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起瓦斯 爆炸；②避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩 擦碰撞火花及危险温度等引起瓦斯爆炸；③提醒领导、 生产调度等及时将人员撤至安全处。④提醒领导、生 产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯爆炸等事故发 生。
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(2)传输距离远。一般工业监控对系统的传输距 离要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿 井监控系统的传输距离至少要达到10千米。
(3)网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系 统电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆 沟、电杆的位置选择星形、环形、树形，总线 形等结构。而矿井监控系统的传输电缆必须沿 巷道敷设，挂在巷道壁上。由于巷道为分支结 构，并且分支长度可达数千米。因此，为便于 系统安装维护、节约传输电缆、降低系统成本 宜采用树形结构。
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四、 工作原理
传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声 光报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报 警）。
执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转 换为被控物理量。
分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用 方式远距离传送给主站（或传输接口），同时，接收 来自主站（或传输接口）多路复用信号。分站还具有 线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理能 力、对传感器输入的信号和主站（或传输接口）传输 来的信号进行处理，控制执行机构工作。
监测监控系统的组成及工 作原理
主讲：孙全智 高级讲师
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一、监测监控系统组成
矿井监控系统一般由四个功能部分组成。 1）传感器和执行器包括声光报警器、控制器
工作电源等。 2）信息传输装置包括传输接口、分站、传输线、
接线盒和电源等。 3）中心站或主站的硬件包括计算机、外围设备
及电源等。 4）中心站或主站的计算机软件包括应用程序、
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（3）甲烷、风速、风压、风筒、风门、局部通 风机开停、主通风机开停、馈电状态等传感器 要按规定的数量和地点正确安装与维护。
（4）根据被控对象的不同，正确连接甲烷断电 闭锁和风电闭锁。
（5）根据工作面和回风巷等不同地点，正确设 置报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电区域。
操作系统（或监控程序）及存储介质等。
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二、监测监控系统结构图
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三、我国监控系统主要技 术指标
1）中心站到最远测点的距离不小于20km。 2）传感器到分站的传输距离不大于1km。 3）系统误差不大于1%。 4）时分制监测系统的误差率不大于10-6。 5）系统巡检时间不超过30s。 6）控制执行时间不超过2s
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(4)监控对象变化缓慢。矿井监控系统的监控对 象主要为缓变量，因此，在同样监控容量下， 对系统的传输速率要求不高。
(5)电网电压波动大，电磁干扰严重。由于煤矿 井下空间小，采煤机、运输机等大型设备启停 和架线电机车火花等造成电磁干扰严重。
(6)工作环境恶劣。煤矿井下除有甲烷、一氧化 碳等易燃易爆性气体外，还有硫化氢等腐蚀性 气体，矿尘大、潮湿、有淋水、空间狭小。因 此，矿井监控设备要有防尘、防潮、防腐、防 霉、抗机械冲击等措施。
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(7)传感器（或执行机构）宜采用远程供电。一般工业监 控系统的电源供给比较容易，不受电气防爆要求的限 制。矿井监控系统的电源供给，受电气防爆要求的限 制。由于传感器及执行机构往往设置在工作面等恶劣 环境，因此，不宜就地供电。现有矿井监控系统多采 用分站远距离供电。
(8)不宜采用中继器。煤矿井下工作环境恶劣，监控距离 远，维护困难，若采用中继器延长系统传输距离，由 于中继器是有源设备，故障率较无中继器系统高，并 且在煤矿井下电源的供给受电气防爆的限制，在中继 器处不一定好取电源，若采用远距离供电还需要增加 供电芯线。因此，不宜采用中继器。
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电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全 型流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2小 时蓄电池。
传输接口接收分站远距离发送的信号，并送主机处 理；接收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有 控制分站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调， 系统自检等功能。
主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、 双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、 报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、 人机对话、输出控制、控制打印输出、联网等。
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五、 特点
煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆可 燃性气体和腐蚀性气体，潮湿、淋水、矿尘大、电网 电压波动大、电磁干扰严重、空间狭小、监控距离远。 因此，矿井监控系统不同于一般工业监控系统，矿井 监控系统同一般工业监控系统相比具有如下特点：
(1)电气防爆。一般工业监控系统均工作在非爆炸性 环境中，而矿井监控系统工作在有瓦斯和煤尘爆炸性 环境的煤矿井下。因此，矿井监控系统的设备必须是 防爆型电气设备，并且不同于化工、石油等爆炸性环 境中的工厂用防爆型电气设备。