KJ70N安全监测监控系统在焦家金矿的应用
摘 要： 焦家金矿KJ70N安全监测监控系统是以“工业以太环网+CAN总线”为平台，集环境安全、生产监控、信息管理、网络运用、工业电视及主扇风机在线监测等多个子系统为一体的综合监控系统。系统中CAN总线贯穿从监控中心到现场每一个传感器、监控器、执行器。现场采集设备就近接于CAN总线上，独立完成模-数转换、显示、报警、断电等功能。同时，监控中心通过工业以太环网，不间断接收系统数据并可随时发送执行命令进行远程控制。整个系统传输速率高，巡检周期短，复用率高，结构简单，维护量小，避免一个传感器配置一台分站的现象。
1 系统概述
安全监测监控系统大体上经历了三个阶段：空分制系统、频分制系统、时分制系统。时分制系统又分为两种系统：分站式系统、现场总线式综合系统。众所周知，矿井信息分布的特点是距离远、既分散又相对集中。焦家金矿根据实际情况，应用KJ70N安全监测监控系统，实现矿山安全系统建设。KJ70N安全监测监控系统把分站的模/数转换功能转移到传感器等关联设备上，把传感器模拟量输出设计成智能数字量输出，使监控中心计算机直接与现场传感器监控器、执行器通讯，进行远程控制。所有设备直接与总线相连，所有的信息都在同一条总线上传送，在信息相对集中或需就地独立控制的地方设区域控制器（分站），区域控制器与传感器之间也是总线方式连接，使系统传输效率大大提高，现场安装、使用、管理方便。
2 系统结构
KJ70N安全监测监控系统是集环境安全、生产监控、信息管理、网络运用、工业电视及主扇风机在线监测等多个子系统为一体的综合监控系统。整个平台分为信息层、控制层和设备层三层结构。其中信息层为矿地面已有的局域网，控制层采用高速工业以太环网，设备层采用现场总线，保证了现场子系统的实时性和可靠性。
现场总线综合式结构，具体组成如下：
1）信息层——地面监控中心站：地面监控中心站包括主机、备机、图形终端、系统软件、打印机、不间断电源、电源防雷保护器等组成。
2）控制层——信息传输系统：系统由传输接口、以太网交换机、总线扩展器、干线电源扩展控制器、信号转换器、多功能监控器、干线电缆等组成。
3）设备层——现场传感器、执行器：现场传感器执行器包括：甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、负压传感器、风门传感器、风筒传感器、温度传感器、开停传感器、水位传感器、风压传感器、馈电传感器、断电器等。
3 系统功能
1）系统中心站及网络终端以局域网方式联网运行，网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，网络通信协议支持TCP/IP、NETBUI等。
2）系统可监测矿井瓦斯、一氧化碳、风速、温度、湿度、负压、烟雾、水仓水位煤仓煤位等模拟量值，也可监测风门、风筒、主扇、局扇等设备的开停状态，可实现部分设备及生产环节的远程调度和实时控制。
3）系统具有强大的数据分析、处理能力，可自动生成统计报表，并可以以动态图形、曲线、表格等方式输出显示，根据历史统计数据实现历史查询，方便表格、图形及曲线的查询和打印。
4）实时存盘功能，不必担心因无手动操作而忘记存储引发的数据丢失事件，巨大的存储空间，可存储大概十年时间的历史数据，随时可以供相关领导及技术人员查阅和打印。
5）人机对话功能，分层菜单操作，能够非常方便的进行系统生成，其中的参数修改功能，可以方便的修改系统中的各种传感器、控制器的类型、安装位置及控制通道。
6）系统操作采用全汉字菜单及窗口提示，操作简单、人性化。
7）系统软件设有多级口令保护，只有授权人员才能登录操作，以防止随意进入系统进行误操作，有效防止了系统数据的损坏和病毒感染。
8）监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断监测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。
9）系统具有强大的自检诊断功能，能及时了解系统配置、运行机构、电缆等设备的设备名称、位置和运行状态等，还能及时发现系统中现运行设备的事故，监控平台上能够直观的出现故障提示并同时发出声光报警，相关人员可以根据系统，在最短时间内找出故障位置和原因。
10）系统能直观、准确地反映设备开机情况，显示内容包括地点、名称、最后一次开/停时刻和状态、开/停次数、传感器状态等。
11）中心站手动、自动、异地远程断电/复电功能。
12）具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活，用户可根据实际需要进行扩展。
13）系统具有防雷功能，有效地防止雷电击毁设备，也避免引起井下瓦斯事故。
14）系统具有抗干扰功能，特殊情况应采取特定措施，防止系统受到大型机电设备启停和无线通讯设备电磁的干扰。
15）系统具备IE浏览方式实时显示动态数据、动态图形、动态曲线等内容。
4 系统特点
1）采用现场总线综合结构方式：采用先进的“CAN总线+工业以太环网”的通讯传输技术，采用现场总线结构方式，总线贯穿自监控中心到每一个传感器、监控器，传感器、监控器就近接于干线上，独立完成模-数转换、显示、报警、断电。
2）采用智能化数字化多功能传感器：传感器，监控器采用新型单片机，集模/数转换、串/并行通讯、EEPROM等功能可实现在线编程。智能化传感器直接接到总线上，共享总线，实现与系统主机的信息交换。
3）传输速率高，巡检周期短，实时性强、传输精度高、误码率低。
4）系统备具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁；当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。
5）系统容量大，协议标准，可扩展性强：系统采用数据库方式存储数据，数据库具有网络共享、便于数据保存和管理、便于用户二次数据开发、为专家系统提供开放式的数据结构。
6）系统控制功能强，控制方式多样：具有自动、手动断电，可实现本地、异地、区域断电。系统可以实现一对多、多对一及多对多的断电控制方式。
7）系统主机实现双机热备份，24h不间断运行。当工作主机发生故障时，备份主机可以在5min内投入工作。在突发断电情况下，系统能够继续正常运行工作不少于2小时。
8）系统结构简单、维护量小、可靠性高。
5 结语
焦家金矿根据金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”建设要求，经过实地调研，并结合矿山实际情况，选用KJ70N安全监测监控系统为我矿服务。KJ70N安全监测监控系统集安全监控、生产调度、信息管理、工业电视、以太环网、计算机应用等于一体，将生产过程、安全监测监控过程人性化结合，打造出属于焦家金矿，适合焦家金矿的综合监测监控系统，为矿山的安全生产发挥着巨大的作用。焦家金矿监测监控系统成功的案例值得其他金属非金属矿山借鉴，相信会产生更大的经济效益和社会效益。
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