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1、KJ216顶板动态在线监测系统培训顶板动态在线监测系统培训 尤洛卡矿业安全工程股份有限公司尤洛卡矿业安全工程股份有限公司 2012/10/23 R KJ216 培训主要内容 1、系统结构及组成说明 2、 监测系统实现的功能 3、 产品技术特点 4、 系统监测方法及工作原理 5、 系统现场布置及安装说明 6、 故障排查 7、 软件安装及设置等井上部分硬件结构与组成 监测服务器监测服务器 数据处理计算机数据处理计算机 矿井办公局域网矿井办公局域网 GPRS/CDMAGPRS/CDMA报警模块报警模块 CMPSESCMPSES监测分析软件系统监测分析软件系统 1、系统结构及组成说明(井上和井下)井上
2、监测信息与报警网络包括：1）数据接口（中心站）；2）监测服务器；3）矿井办公局域网和客户端（已建立）； KJ216A/B系统的监测分析软件采用了SQL sever数据库和 C/S+B/S结构，本系统监测分析软件CMPSES运行Windows 2003 server 平台，支持Web模式访问。 KJ216B监测系统关联设备KJ216-J1环网光端机分站带有网口（RJ45）和光口（SC.S30-100），可与标准的环网交换机直接连接，接入地点可选就近环网交换机接入（例如采区变电所）。 井下部分硬件组成 KJ216顶板动态监测系统井下部分包括：通讯主站、测区通讯分站、测区压力监测分站、顶板离层监测传
3、感器、锚杆/锚索应力监测传感器、钻孔应力传感器以及防爆型供电电源、通讯电缆组成。 井下部分采用两级隔离485总线，通讯主站下位总线连接测区通讯分站，最大可连接16个测区分站。测区通讯分站下位总线可连接压力监测分站(压力分机)、离层总线式传感器、锚杆总线式传感器、钻孔应力总线式传感器。KJ216BKJ216B型系统的组成：型系统的组成：型系统的组成：型系统的组成： 由计算机、由计算机、由计算机、由计算机、KJ216-JKJ216-J矿用数据通讯接口、矿用数据通讯接口、矿用数据通讯接口、矿用数据通讯接口、KJ216-J1KJ216-J1矿用本安型数据光端机、矿用本安型数据光端机、矿用本安型数据光端
4、机、矿用本安型数据光端机、KJ216-ZKJ216-Z矿用本安型监测主站、矿用本安型监测主站、矿用本安型监测主站、矿用本安型监测主站、KJ216-F2KJ216-F2矿用本安型分站、矿用本安型分站、矿用本安型分站、矿用本安型分站、KJ216-FKJ216-F矿用本安型顶板压矿用本安型顶板压矿用本安型顶板压矿用本安型顶板压力监测分站、力监测分站、力监测分站、力监测分站、GYW300GYW300围岩移动传感器、围岩移动传感器、围岩移动传感器、围岩移动传感器、GYM400GYM400锚杆锚杆锚杆锚杆/ /索应力传感器、索应力传感器、索应力传感器、索应力传感器、GYW25GYW25围岩应力传感器及其他
5、必要设围岩应力传感器及其他必要设围岩应力传感器及其他必要设围岩应力传感器及其他必要设备组成。备组成。备组成。备组成。围岩移动传感器矿用本安型分站矿用本安型顶板压力监测分站KJ95工业光纤以太 环网监控系统井上井下回采工作面及巷道监测掘进巷道监测图KJ216顶板动态监测系统接入KJ95监控系统实例Web 服务器PC用户监测服务器矿井局域网1） 监测主站在系统中起集中控制通讯和总线扩展功能。监测主站监测分站监测分站监测分站1#2#16#监测主站的总线连接2、 监测系统实现的功能1井上计算机动态模拟显示监测参数、报警 监测服务器和客户端可实时显示监测点的 数据和直方图，当监测数据超限时能自动声音报警
6、并记录报警事件。2井下现场显示数据和报警 井下的压力监测分站、离层传感器可实时监测数据，能根据设定报警参数报警指示，通讯分站可实时显示每个测点的数据并有报警状态指示并可以在设备列车上实现对矿压数据的实时监测、柱状图显示、数据查询、曲线生成等功能。3监测数据自动记录存储 井上监测服务器能根据设置记录周期将数据存储到数据库，数据采用动态存储技术，数据库采用SQL海量数据库。4. 分站及接收系统后备存储功能，当通讯线路或计算机出现故障时自动启动后备存储，可用”U”盘取出数据导入计算机5连续监测曲线显示、分析 软件支持服务器端和客户端的历史曲线和测线加权数据分析。6监测数据综合专业化分析；CMPSES
7、监测分析软件综合了矿压理论数学模型，支持综合专业化数据分析。工作面支架循环工作阻力分析测线（或上、中、下部）顶板运动规律分析工作面顶板压力分布分析支架液压系统故障诊断 工作面周期来压步距、强度分析等 多元参数关联分析及预警7历史数据查询及报表输出历史数据时间区间查询，历史曲线查询和输出，统计分析，输出标准综合分析报表。8局、矿顶板动态监测网络功能软件采用C/S +B/S结构，支持局域网、广域网客户端监测模式和Web用户浏览器模式数据共享。9GPRS群发短信报警（可选）监测报警数据（事件）可通过GPRS公用无线数据网络群发到用户手机中（该项目用户可选择）。 3、 产品技术特点 1.“KJ216煤
8、矿顶板动态监测系统”该系统支持多个子系统和多元矿压参数监测，系统支持最多达16个独立采区（测区）的矿压监测。系统容量达1000个测点。 3系统根据采场地质条件采用了两级总线设计，总线之间完全隔离，提高了系统环境适应性，与其他的煤矿安全监控系统有本质的区别。 4.传感器采用总线技术，监测分站最大可连接128个传感器，相比集散式（分站+模拟信号传感器）结构可靠性更高，成本更低。 5.系统数据传输支持多种传输模式：1）以太环网总线传输模式 6.智能一体化监测分站和传感器，有微处理器控制，内置总线接口，具有现实的独立报警设置功能，监测分站带后备存储功能，可使用U盘读取存储数据。 7、监测分析软件采用矿
9、压专家提出的数据分析处理思想，分析功能更具专业化，分析结果更具科学性，指导安全生产的效果更好。 4、 系统监测方法及工作原理1.综采工作面支架工作阻力监测综采工作面支架工作阻力监测 综采压力监测分站是最基本的测量单元，每台监测分站包含三个压力监测通道，支架的高压腔由管路连接到压力通道。压力监测分站在供电状态独立工作，每1S监测一次三个通道的压力数据，由程序自动判断初撑力、最大工作阻力，LCD显示器显示三个通道的数据，通过面板控制键可启动背光显示。当压力监测分站收到总线请求发送数据指令时，自动将数据发送到总线。 综采监测子系统使用专用的数据通讯分站控制，每台通讯分站最大可巡测128台压力监测分站
10、，每台监测分站有独立的地址编码，通讯分站与压力监测分站通过RS-485总线构成上下位关系，通讯分站按编码顺序巡测压力监测分站数据，存储并循环显示数据。通讯分站可诊断并显示下位压力监测的工作状态（正常/故障）。2.井下数据通讯系统井下数据通讯系统 矿用本安型监测主站与多台矿用本安型分站构成上下位主从关系，矿用本安型主站与矿用本安型分站之间通过一级总线连接。矿用本安型分站固定设置地址编码，矿用本安型监测主站依次巡测每个矿用本安型分站，矿用本安型分站接收巡测指令后，将矿用本安型分站已经存储的数据帧发送到矿用本安型监测主站。矿用本安型监测主站将每次巡测的数据通过主传输系统发送到井上矿用数据通讯接口。主
11、传输系统有三种接口：方式1，RDS-100有线电缆通讯方式（电话线）；方式2，单模光纤通讯方式SC.S30-100(光纤1310um)；方式3，符合TCP/IP协议的以太环网通讯方式(光口或RJ45网口)。以上传送方式均支持串行异步透明传送。3. 井上接收及数据处理系统井上接收及数据处理系统 矿用数据通讯接口以上述三种方式之一接收到井下传送的数据，容错后直接发送到监测服务器，监测服务器安装CMPSES监测分析软件（C/S），将数据存储到数据库，并根据用户的要求进行不同的数据分析和报警。局域网用户可安装或下载客户端软件，实现在线同步监测。若局域网建立了Web服务器，可安装B/S监测软件，局域网或
12、互联网用户可通过IE浏览器方式共享监测信息。 5、 系统现场布置及安装说明综采工作面安装26台矿用本安型顶板压力监测分站，按均匀布置，矿用本安型顶板压力监测分站固定安装在支架的顶梁下面，工作面通讯电缆采用吊挂式安装，压力分机的1、2 压力通道采用KJ1-10高压油管与综采支架的左右立柱连接，第3通道与支架平衡千斤顶或前探梁油缸连接。矿用本安型分站安装在开关列车上，矿用本安型分站通过一条防护式电缆与工作面压力监测分机连接，工作面推进时矿用本安型分站及电源、电缆随开关列车一起移动。 高压油管控制阀支架立柱监测分站立柱高压腔平衡千斤顶前探梁1. 压力监测分机KJ10高压油管图综才压力监测分机安装示意
13、图本安型分站的安装 通讯分站采用固定式安装，一般安装在巷道出口处，有条通讯分站采用固定式安装，一般安装在巷道出口处，有条件的可安装在峒室内。给通讯分站供电的综保开关要保证件的可安装在峒室内。给通讯分站供电的综保开关要保证供电的连续性，在经常短时停电的供电条件下，建议采用供电的连续性，在经常短时停电的供电条件下，建议采用带后备延时供电的带后备延时供电的KDW28KDW28型本安防爆电源供电。型本安防爆电源供电。 KDW28/KDW22KDW28/KDW22供电电源尽可能与通讯分站靠近安装。供电电源尽可能与通讯分站靠近安装。 监测主站安装 通讯主站采用固定式安装，安装时应避开强振动源和淋水处。首先
14、通讯主站采用固定式安装，安装时应避开强振动源和淋水处。首先用系统附带的信号连接电缆将上位通讯和下位通讯电缆连接好，确认用系统附带的信号连接电缆将上位通讯和下位通讯电缆连接好，确认正确后再将正确后再将18V18V电源插头接入，在接入电源前一定要检查电源的输出电源插头接入，在接入电源前一定要检查电源的输出极性和输出电压。极性和输出电压。 KDW28/KDW22KDW28/KDW22供电电源尽可能与监测主站靠近安装供电电源尽可能与监测主站靠近安装 离层传感器的安装：离层传感器的安装： 在顶板上打钻孔，一般用风动锚杆钻机打孔，打孔钻头选在顶板上打钻孔，一般用风动锚杆钻机打孔，打孔钻头选28mm28mm
15、为宜。用安装为宜。用安装杆将杆将A A、B B两个基点的锚爪推到所需的深度。将传感器的固定管推入钻孔，分别拉两个基点的锚爪推到所需的深度。将传感器的固定管推入钻孔，分别拉紧两个基点的钢丝绳并将紧固螺钉固定。将信号线与总线接线盒连接。接通电源紧两个基点的钢丝绳并将紧固螺钉固定。将信号线与总线接线盒连接。接通电源后，用编程测试仪将传感器编号、校零、设定报警值。后，用编程测试仪将传感器编号、校零、设定报警值。 电源的接入方法有两种：一是从本安型分站接入电源，接入通讯分站后，通讯分电源的接入方法有两种：一是从本安型分站接入电源，接入通讯分站后，通讯分站下位总线接口将信号和电源合并为一条电缆输出，通讯分
16、站输出电源的容量最站下位总线接口将信号和电源合并为一条电缆输出，通讯分站输出电源的容量最大可负载大可负载2020个离层传感器（个离层传感器（1500m 1500m 范围内）。二是从线路中间通过三通接线盒接范围内）。二是从线路中间通过三通接线盒接入，当从工作面接入电源时，建议采用入，当从工作面接入电源时，建议采用KDW28KDW28型电源供电。除非使用的离层传感型电源供电。除非使用的离层传感器的数量器的数量2020台，否则不建议采用线路中间供电方式。台，否则不建议采用线路中间供电方式。 顶板离层传感器的安装 深基点浅基点传感器接线盒煤矿巷道电缆顶板安装要求： 钻孔深度 100mm 基点安装深度
17、300mm 图10 KGE30传感器安装示意图深基点A浅基点B离层仪锚索锚杆锚固段顶板顶板离层测点安装示意图 顶板离层监测子系统顶板离层监测子系统 顶板离层报警监测子系统主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测，顶板离层报警监测子系统主要用于煤矿巷道顶板及围岩深部松动和离层监测，也可以用于其它相似结构的涵洞、人防工程顶板垮落危险监测。系统采用分也可以用于其它相似结构的涵洞、人防工程顶板垮落危险监测。系统采用分布式总线技术和智能一体化传感器技术，每台下位通讯分站可连接布式总线技术和智能一体化传感器技术，每台下位通讯分站可连接6464个智个智能传感器，多台通讯分站可组成多个采区的监测网络。通讯
18、分站与上位主站能传感器，多台通讯分站可组成多个采区的监测网络。通讯分站与上位主站连接将监测数据传送到井上监测服务器。连接将监测数据传送到井上监测服务器。 顶板离层系统采用隔爆兼本安型电源供电，每台电源可同时供电顶板离层系统采用隔爆兼本安型电源供电，每台电源可同时供电2020个离层个离层监测传感器。监测传感器。 6、 故障排查接收主机故障检测流程接收主机故障检测流程电源显示是否正常电源显示是否正常正常正常不正常不正常RXDRXD是否闪烁是否闪烁信号线故障信号线故障更换保险更换保险是是是是是是否否否否长亮长亮TXDTXD是否闪烁是否闪烁保险是否熔断保险是否熔断否否是是数据是否数据是否到计算机到计算
19、机否否计算机故障计算机故障硬件故障送硬件故障送厂家维修厂家维修将接收主机右侧极性将接收主机右侧极性开关拨到相反方向开关拨到相反方向信号线故障检测流程信号线故障检测流程测信号线电压测信号线电压/ /电阻电阻测电话线间电阻测电话线间电阻计算机能否接收数据计算机能否接收数据正常正常不正常不正常能能不能不能软件设置问题软件设置问题计算机问题计算机问题电话线故障电话线故障主站信号电压主站信号电压正常正常不正常不正常电话线电话线/ /主站主站2K2K0.1-0.1-0.9V(RDS)0.9V(RDS)是是127V127V输入是否正常输入是否正常电电源源故故障障检检修修流流程程图图电源有红、黄、绿三个指示灯
20、，红灯表示电源有红、黄、绿三个指示灯，红灯表示127V输入电压工作状态，黄灯表示充电电池工作状态，输入电压工作状态，黄灯表示充电电池工作状态，绿灯表示绿灯表示18V输出工作状态，正常情况下三个指示灯都亮。输出工作状态，正常情况下三个指示灯都亮。三个指示灯都不亮三个指示灯都不亮本安电源损坏本安电源损坏红、黄灯亮，绿灯不亮或闪烁红、黄灯亮，绿灯不亮或闪烁拧下分站电源插头，观察绿灯是否亮拧下分站电源插头，观察绿灯是否亮是是否否分站后电缆有短路故障分站后电缆有短路故障检查电源保险丝检查电源保险丝已熔断已熔断未熔断未熔断更换保更换保险丝险丝本安电本安电源损坏源损坏黄、绿灯亮，红灯不亮黄、绿灯亮，红灯不亮
21、此时此时127V输入电源停电，系统输入电源停电，系统设备由本安电源内备用电池供电设备由本安电源内备用电池供电红、绿灯亮，黄灯不亮红、绿灯亮，黄灯不亮断掉断掉127V输入后打开电源上盖输入后打开电源上盖观察后备电池的开关是否打开观察后备电池的开关是否打开是是后备电池损坏后备电池损坏通讯主站故障检修流程通讯主站故障检修流程通讯主站故障通讯主站故障 显示器不显示显示器不显示或显示异常或显示异常 主站接收不到通主站接收不到通讯分站的数据讯分站的数据 主站接收不到某个主站接收不到某个通讯分站的数据通讯分站的数据 主站接收通讯分主站接收通讯分站数据不稳定站数据不稳定 主站输入电源主站输入电源18V18V是
22、否正常是否正常 是是否否主站主站故障故障电源电源故障故障通讯分通讯分站停电站停电 主站到分主站到分站的通讯站的通讯电缆故障电缆故障 主站内主站内部故障部故障 该通讯分该通讯分站停电或站停电或内部故障内部故障主站与该分主站与该分站间的通讯站间的通讯电缆有故障电缆有故障 某个通讯某个通讯分站故障分站故障 通讯电缆通讯电缆信号线单信号线单根开路或根开路或线间绝缘线间绝缘电阻降低电阻降低注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断 。通通讯讯分分站站故故障障分分析析显示器不显示或显示异常断开分站
23、到工作面的通讯线路断开后分站故障是由通讯线路短路引起断开分站后仍不能正常动作检查分站的工作电源，电压范围应在16V-18.5V分站接收不到或收到部分监测分机的数据接收不到数据显示器状态行显示”XXXXX”通讯分站到第一个监测分机的电缆的信号线间短路或开路接收到部分监测分机的数据恢复正常分站显示可以判断两个分机有故障”00X00X0”分站显示“000XXXX”后面几个分机同时出现故障的概率较小,可以判断是第三号到第四号分机的电缆出现故障通讯分站收到监测分机数据不稳定某些监测分机数据时而收到时而收不到,原因可能是某个分机的485通讯组件损坏、通讯电缆信号单根开路以至线间的绝缘电阻降低或监测分机编码
24、重叠造成,可以将所有监测分机间电缆断开后,逐个接入,当接到某个分机后出现该类故障时,基本可以确定故障发生的位置压力分机故障分析压力分机故障分析电源显示是否正常电源显示是否正常是否是否RXD指示灯是否亮通讯分站和电缆是否正常正常监测分机内部的485组件发生故障检查前一级电缆线TXD指示灯不亮前一级电缆有故障或监测分机内部485组件有故障分机是否显示分机是否显示是分机内部故障否工作面防护式通讯电缆故障工作面防护式通讯电缆故障 综采系统在工作面上使用的电缆是矿用的拉力通讯电缆，综采系统在工作面上使用的电缆是矿用的拉力通讯电缆，综采系统在工作面上使用的电缆是矿用的拉力通讯电缆，综采系统在工作面上使用的
25、电缆是矿用的拉力通讯电缆，此电缆内部带有屏蔽网，为四芯电缆，四芯线颜色为红（电源此电缆内部带有屏蔽网，为四芯电缆，四芯线颜色为红（电源此电缆内部带有屏蔽网，为四芯电缆，四芯线颜色为红（电源此电缆内部带有屏蔽网，为四芯电缆，四芯线颜色为红（电源正）、白（电源地）、蓝（信号正）、白（电源地）、蓝（信号正）、白（电源地）、蓝（信号正）、白（电源地）、蓝（信号SASASASA）、绿（信号）、绿（信号）、绿（信号）、绿（信号SBSBSBSB）。电缆插）。电缆插）。电缆插）。电缆插头为五芯矿用插头，与电缆连接如图所示：头为五芯矿用插头，与电缆连接如图所示：头为五芯矿用插头，与电缆连接如图所示：头为五芯矿用
26、插头，与电缆连接如图所示：测量防护电缆电阻测量防护电缆电阻在任意一端插头处分别将在任意一端插头处分别将1212、1313、1414、2323、2424、3434两线短路，两线短路，在另一端用万用表的电阻档对在另一端用万用表的电阻档对应测量应测量1-21-2、1-31-3、1-41-4、2-32-3、2-42-4、3-43-4两线间的电阻两线间的电阻 防护电缆正常防护电缆正常正常正常不正常不正常电缆开路电缆开路在任意一端插头处在任意一端插头处用万用表的电阻档用万用表的电阻档分别测量分别测量1-21-2、1-31-3、1-41-4、2-32-3、2-42-4、3-3-4 4两线间的电阻两线间的电阻
27、 正常正常不正常不正常线间短路线间短路 小于小于50 50 大于大于2 M 2 M 顶板离层传感器故障分析顶板离层传感器故障顶板离层传感器故障 传感器通讯接传感器通讯接收指示灯不亮收指示灯不亮 传感器通讯指示灯微传感器通讯指示灯微亮，且始终不强亮亮，且始终不强亮 传感器数值异常传感器数值异常 通讯电缆通讯电缆故障故障传感器传感器故障故障检查通讯检查通讯电缆电缆传感器传感器故障故障通讯线通讯线路故障路故障 传感器传感器故障故障注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断 ，推荐使用专用诊断
28、仪测试离层传感器，诊断仪的详细操作见其使用说明书。推荐使用专用诊断仪测试离层传感器，诊断仪的详细操作见其使用说明书。用诊断仪测用诊断仪测试、编号试、编号维修传维修传感器感器前级通讯前级通讯电缆故障电缆故障 传感器传感器丢号丢号 检查通讯检查通讯电缆电缆维修传维修传感器感器检查通讯检查通讯电缆电缆维修传维修传感器感器锚杆应力锚杆应力/ /钻孔应力传感器变送器钻孔应力传感器变送器故障分析变送器故障变送器故障 变送器通讯接变送器通讯接收指示灯不亮收指示灯不亮 变送器通讯指示灯微变送器通讯指示灯微亮，且始终不强亮亮，且始终不强亮 变送器数值异常变送器数值异常 通讯电缆通讯电缆故障故障变送器变送器故障故
29、障检查通检查通讯电缆讯电缆传感器传感器故障故障通讯线通讯线路故障路故障 传感器传感器故障故障维修变维修变送器送器前级通讯前级通讯电缆故障电缆故障 检查通讯检查通讯电缆电缆维修变维修变送器送器检查通讯检查通讯电缆电缆维修变维修变送器送器注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断注：以上故障查询和排除方法主要是通过系统本身的显示信息结合用万用表测量来判断 。7、 软件安装及设置等尤洛卡矿业安全股份有限公司山东科技大学煤矿灾害监测工程技术研究中心 地址：泰安市高新技术开发区（南区）凤祥路规划支路 电话： 销售 0538-8926168 8926162 服务 0538-8926180 （24小时） 技术 0538-8926154 8926160 网址： 邮箱：
