KJ2000煤矿瓦斯监控系统原理及常见故障处理

2019-11-30贾祥

电子技术与软件工程 2019年1期

文/贾祥

KJ2000系统是由地面中心站、调制解调器、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ2000安全生产监测软件构成的。这一系统是中心站和分站之间通过5对或10对通讯电缆和橡胶套电缆进行连接的。经过改良后的KJ2000监控系统，能够有效避免在同种系统中存在的检测参数显示页直接打印难度大，不利于工作人员操作、设置所统计到的参数量，无法直接计算机械开关的时间，，不能自动记录在一定时间段内的报警和断电次数，历史与实时曲线的显示不直观，不能观察到瓦斯实际浓度值和无故断电的情况。但是在KJ2000系统运行过程中也存在一些故障，本文将对KJ2000煤矿瓦斯监控系统原理及常见故障处理进行探究。

1 KJ2000煤矿瓦斯监控系统构成及原理

1.1 中心站

中心站通过利用高性能工业来对计算机进行控制，从而实现对监控数据的收集、储存、显示和打印。利用网络实现运行终端和主机之间的连接，从而可以在中心站中收集到信号。中心站计算机电路主要通过KC6001D型调制解调器将各分站进行联系，并接收井下各个分站的FSK数字调频信号，将其解调成标准RS 232C信号，将信号发送回中心站后，通过计算机外围芯将中心站控制的命令转化为标准RS232C信号，再次经过调制解调器解调后，利用耦合变压器将形成FSK信号传输至井下，达到控制命令的目的。

1.2 KJ2007G型站

KJ2007G型站是以MC68003单片机为核心而构成的微型计算机系统，一般来说分站八个端口的数据采集是在单片机的管理控制下实现的，因而能发出断电指令或控制继电器，也可以监控通讯板内传送带信息内容。在检查每个分站过程中，地址码在经过借调后通过鉴别器进行鉴认后，打开寄存器，将来自主机所接受的信息传送到单片机，当主机读取了信息之后，利用单片机操控开关，将系统端口的检测数据发送，发送状态结束后便将调制通道闭合，恢复解调通道接收主机所交流的分站信息的状态。

1.3 KG200型甲烷传感器

KG200型甲烷传感器的工作原理是通过测量元件，将信号放大后形成逻辑组合，最终实现信号输出、显示输出和声光报警。甲烷通过载体实现催化元件与模拟信号的转换，通过电压与电流放大后，再利用逻辑电路进行组合，一路直接从LED上显示，一路利用频率信号传送给其他分站，另一路送给声光报警电路，若瓦斯浓度比标准的安全阀值高，探头就发出相应的警报声音。传感器通过三芯电缆接插件接通电源，三脚分别为电源正负极和输出瓦斯浓度的信号，当体现瓦斯浓度信号断线时，红色指示灯相应熄灭。

2 KJ2000煤矿瓦斯监控系统常见故障及相关处理措施

2.1 中心站计算机系统中出现所有分站的通讯被切断

通常，造成在监控系统中出现所有分站通讯被切断这一情况的原因具体包括调制解调器出现故障、传输电路短路等。因此，出现这一情况时，一方面，需要检查调制调节器是否运行正常，通过观察其指示灯的明灭情况来分析。若指示灯正常发亮，则说明调制解调器工作正常，若指示灯不亮，则需要检查电源是否接通，在电源接通的前提下，可确定调制调节器无法正常工作，需调换调制解调器；另一方面，中心站分线盒的开关状态可以有效测出出现短路现象的电流区域。当关闭某一电流区域的开关时，若故障修复，则说明该区域的传输线出现了短路情况。通过观察监控系统运行正常与否，来判断该传输线中是否有短路点。通过这两种方式，对故障点进行逐一排除。

2.2 分站指示灯绿色灯亮，黄色灯不亮

在监控系统中出现分站指示灯绿色灯亮，黄色灯不亮这种情况时，故障通常是由于分站至传输线干线之间断损所导致的，因此要消除这一故障，需要仔细查找传输线之间的断点，重新接好后才能正常运行。

2.3 中心站计算机系统中出现的分站信息紊乱，许多分站的通讯被切断

出现上述情况时，故障原因可能是由于某一个分站的通讯板出现问题或传输线路出现问题，从而导致故障出现。因此，在出现这类故障过程中，一方面应检查出现故障的分站点，从而调换其通讯板。若分站正常工作，则绿色指示灯发亮，表明分站可以接受主机咨询；若主机在巡视检查某一分站时，出现黄色指示灯发亮，而绿色指示灯不亮，在向主机发送数据这一动作完成后，黄色指示灯常亮，则表示通讯板存在问题，导致向中心主机发送数据时出现了系统消息紊乱的现象；另一方面，应查找存在故障的传输线路，由于地面瓦斯泵传输线与电话线在一根多芯通讯电缆中，因此当电缆接头浸入水时，容易出现传输线路短路的现象。