張樹江(遼寧石油化工大學(xué),遼寧撫順113008)
摘　要:闡述了KJ-4瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)存在的不足,介紹了升級(jí)后的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)KJ2000的軟硬件環(huán)境,以及升級(jí)后KJ2000系統(tǒng)的常見故障分析處理方法。
關(guān)鍵詞:瓦斯監(jiān)控系統(tǒng);軟硬件環(huán)境;技術(shù)特點(diǎn);故障分析處理
中圖分類號(hào):TD76　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　　　文章編號(hào):1003-496X(2006)02-0046-02
　　撫順礦業(yè)集團(tuán)老虎臺(tái)礦屬于高瓦斯礦井,特別是近年來的深部開采,加之開采量增大,采空區(qū)體積大,受煤體壓力、開采震動(dòng)、大氣壓力的影響,瓦斯涌出極為頻繁。原有的KJ-4煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度、存儲(chǔ)能力和軟件功能等都已跟不上當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)的需要。因此,礦里決定在2004年將KJ-4系統(tǒng)升級(jí)。升級(jí)后的KJ2000系統(tǒng)除繼續(xù)保持KJ-4系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)外,還彌補(bǔ)了KJ-4系統(tǒng)軟件方面的不足,從而使煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)更趨于先進(jìn),保證了煤礦安全生產(chǎn)要求。
1　問題的提出撫順礦業(yè)集團(tuán)老虎臺(tái)礦于2001年9月投入使用的KJ-4煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),目前主要存在以下幾個(gè)方面的問題:
(1)不能直接打印參數(shù)顯示頁,不便于操作人員設(shè)置和統(tǒng)計(jì)參數(shù)。
(2)不能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)開/停設(shè)備的累計(jì)時(shí)間。
(3)不能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)當(dāng)日或當(dāng)月報(bào)警、斷電次數(shù)。
(4)不能直觀的顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線。
(5)不能顯示某一時(shí)間的瓦斯?jié)舛戎怠?BR>(6)沒有故障斷電功能。
2　KJ2000煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件及技術(shù)特點(diǎn)
2.1　KJ2000系統(tǒng)的軟硬件組成KJ2000煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)由地面中心站、調(diào)制解調(diào)器、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機(jī)電控制設(shè)備及KJ2000安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)軟件組成。
硬件:地面中心站是品牌P4工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、KJ2000聯(lián)網(wǎng)圖型工作站、專業(yè)多屏顯示卡和大屏幕顯示器。
軟件:Windows2000中文操作平臺(tái)、MicrosoftVisualC+5.0、Microsoft OLEDB、KJ2000系統(tǒng)軟件。
2.2　KJ2000系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)(1)主控操作系統(tǒng)采用微軟Windows2000中文操作平臺(tái),提高了監(jiān)控軟件整體的可靠性和穩(wěn)定性。
(2)采用三層結(jié)構(gòu)體系:客戶端、中間層、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
(3)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)均以數(shù)據(jù)庫方式存儲(chǔ),數(shù)據(jù)管理、復(fù)制容易。
(4)軟件模塊分為前、后臺(tái)兩種運(yùn)行方式。所有定義、數(shù)據(jù)查詢均在前臺(tái)進(jìn)行,當(dāng)前臺(tái)出現(xiàn)錯(cuò)誤(如死機(jī))時(shí),不會(huì)影響后臺(tái)數(shù)據(jù)采集、控制、存儲(chǔ),保證軟件核心模塊運(yùn)行的可靠性。
(5)支持雙串口同步循檢,最大循檢周期為小于等于20 s。
(6)顯示頁及每頁靜態(tài)、動(dòng)態(tài)圖元數(shù)量不受限制。
(7)曲線顯示支持動(dòng)態(tài)增加、刪減方式,支持32曲線同時(shí)顯示,具有十字架局部放大的功能。
(8)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為Excel表格,方便用戶二次處理。
(9)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)1個(gè)月,運(yùn)行報(bào)告3個(gè)月,趨時(shí)報(bào)告1 a。
(10)具有方便的外接其它子系統(tǒng)擴(kuò)展能力。
3　老虎臺(tái)礦使用KJ2000煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀老虎臺(tái)礦在升級(jí)KJ-4系統(tǒng)過程中,將地面中心站設(shè)在保安區(qū)監(jiān)測(cè)室,與礦調(diào)度室、區(qū)調(diào)度室、礦領(lǐng)導(dǎo)辦公室和監(jiān)測(cè)隊(duì)之間設(shè)有多媒體運(yùn)行終端,以網(wǎng)絡(luò)形式與地面中心站主機(jī)連接。井下安裝25臺(tái)KJ2007G型分站、接入KJ200型甲烷傳感器51臺(tái)、KG2A型開/停傳感器21臺(tái);地面3個(gè)瓦斯抽放泵站安裝2臺(tái)KJ2007G型分站、3臺(tái)KJ2007D型分站、接入KJ101—45型低濃甲烷傳感器5臺(tái)、WCP8501型高濃甲烷傳感器3臺(tái)、KG2A型開/停傳感器11臺(tái)、KW22型管道溫度傳感器3臺(tái)、ST3088型壓力變送器6臺(tái)。

2004年6月15日KJ-4系統(tǒng)全面升級(jí)完畢,升級(jí)后的KJ2000系統(tǒng)主要用于監(jiān)控低濃瓦斯,同時(shí)還監(jiān)控瓦斯超限斷電狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開/停、注水泵開/停、瓦斯抽放泵開/停。它很好地解決了KJ-4系統(tǒng)存在的6個(gè)方面問題,并且在上述負(fù)載下,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,但經(jīng)過一年多的實(shí)際運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)一些故障。

4　常見故障及分析處理(1)傳感器紅色指示燈不亮。甲烷通過載體催化元件轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),經(jīng)電壓放大電路放大后,再經(jīng)邏輯電路組合,其中一路直接通過LED顯示出來,另一路以200~1 000 Hz(對(duì)應(yīng)0~10%CH4)的

頻率信號(hào)時(shí)時(shí)向分站傳送,再一路送給聲光報(bào)警電路,當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^設(shè)定的報(bào)警值時(shí),探頭即發(fā)出報(bào)警信號(hào)和聲音。傳感器通過三芯電纜接插件接入電源和輸出信號(hào),插件的第1腳為電源正極,第2腳為電源負(fù)極,第3腳為瓦斯?jié)舛容敵鲂盘?hào)。當(dāng)瓦斯?jié)舛容敵鲂盘?hào)斷線時(shí),傳感器紅色指示燈滅。檢查傳感器輸出信號(hào)線,一般為傳感器電路板3腳開焊(因焊點(diǎn)熱漲冷縮所致),焊接斷線點(diǎn),指示燈恢復(fù)指示。(2)中心站計(jì)算機(jī)顯示所有分站通訊中斷。先觀察調(diào)制解調(diào)器工作指示燈是否正常閃亮,如不閃亮,可先檢查電源是否有電。如果斷定是調(diào)制解調(diào)器故障,需更換備用調(diào)制解調(diào)器;如果不是調(diào)制解調(diào)器故障,就是傳輸線故障?？衫弥行恼痉志€盒內(nèi)

設(shè)置的開關(guān),查找大至出現(xiàn)傳輸線短路故障所在區(qū)域,如關(guān)閉3號(hào)開關(guān),故障消除說明東崗泵短路。也可將某一部分傳輸線斷開,若故障消除,則說明斷點(diǎn)后面的傳輸線有短路點(diǎn),然后再逐一排除。

(3)中心站計(jì)算機(jī)顯示紊亂,多個(gè)分站顯示通訊中斷。當(dāng)分站處于正常工作狀態(tài)時(shí),分站綠色指示燈亮,處于等待接收主機(jī)咨詢狀態(tài),當(dāng)主機(jī)巡檢到該分站后,黃色指示燈亮(綠色指示燈熄滅),向主機(jī)回送數(shù)據(jù),發(fā)送完畢黃色指示燈常亮,這說明通訊板發(fā)生了故障,向中心站常發(fā)數(shù)據(jù),造成系統(tǒng)紊亂。首先查找有故障的分站,更換通訊板;如果通訊板正常,那末肯定是傳輸線路故障。查找故障線路,應(yīng)先查找地面瓦斯泵傳輸線路,因?yàn)榈孛嫱咚贡脗鬏斁€同電話線同在一根多芯通訊電纜內(nèi),當(dāng)電纜接頭進(jìn)水造成短路時(shí)極易產(chǎn)生此類故障。

(4)傳感器數(shù)顯分站0.000。首先判斷是線路故障還是分站故障。將分站X11口和X12口對(duì)換,如原有通道故障消除,說明是線路故障。也可將探頭直接接到分站附近的接線盒上,如故障消除,說明是線路故障,查找線路故障點(diǎn),排除后重新接好;如故障仍存在,說明是接線盒至分站19芯插頭故障或分站故障,可更換插頭或分站;如果不是上述兩種情況,肯定是探頭故障。一般是+18V-RR8連接線斷路,只需焊接連接線,否則就更換探頭。

(5)分站綠色指示燈常亮,黃色指示燈不再閃亮。綠色指示燈常亮,說明分站本身工作正常,只是分站至傳輸線干線之間斷線,只要進(jìn)一步查找斷線點(diǎn),重新連接即可排除故障。

(6)傳感器顯示的值變小。由于煤塵等雜物將傳感器氣室通路堵塞,會(huì)使傳感器靈敏度下降,導(dǎo)致顯示的值變小。小心清理氣室外罩上的煤塵,一定要注意避免探頭淋水、噴水。

(7)傳感器工作一段時(shí)間后,無顯示,只有調(diào)試孔照明燈亮。因電源模塊工作不穩(wěn)定常導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生,只有更換電源模塊,才能排除此類故障。

(8)分站發(fā)送、接收指示燈常亮。芯片AT89C52損壞會(huì)導(dǎo)致這種現(xiàn)象,只有更換芯片,才能排除此故障。

　　作者簡(jiǎn)介:張樹江(1963-),男,內(nèi)蒙古赤峰人,工學(xué)學(xué)士,副教授,1987年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)任遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)主任,主要從事自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)與研究工作。

(收稿日期:2005-10;責(zé)任編輯:金麗華)