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煤礦安全監控論壇

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序 號:88703 (監控技術探討)
標 題:行業翹楚,獨領風騷—鎮江中煤電子有限公司先進技術、創新產品大盤點 (20446字)
發信人:山居隱士
時 間:2011/7/24 9:27:59
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詳細信息:
行業翹楚,獨領風騷—鎮江中煤電子有限公司先進技術、創新產品大盤點
1、煤礦安全監控系統井上下信號零誤差傳送處理新技術
    監控系統信號井上下數值不一致是個老問題了,從誕生的那天起就困擾著制造者和使用者,把時間回溯到30年前,AYJ型瓦斯遙測儀問世就確立了這個難題,當年的的催化檢測橋沒有顯示,要保障儀器正確監測,只能依靠調試電話來矯正探頭、主機、接收機三點的零點與精度值,統調和跟蹤就成了古老的話題,并被寫入了安全儀器管理使用的條例之中。監控產品雖經幾次技術換代,它固有的問題始終依附于新產品之上,迫使人們相信這個缺陷是無法克服的難題。KJ101N系統在信息傳輸和處理方面又有新的突破,實現了傳感器、分站、計算機三點零誤差,常規系統引入誤差的因素主要表現在三個方面:

    1)量化誤差,模擬量采集的第一步是傳感器的A/D變換(將模擬量轉換為數字量),接下來又要進行V/F變換遠傳(電壓頻率轉換),由于采取單字節傳輸處理,2的8次方等于256,它能表征的分辨率是1/256,注定要降低原始數據的精度,信息到達地面要經過分站D/A變換或F/V轉換,還要再一次引入量化誤差才能到達地面計算機,計算機還要還原出十進制數據才可以顯示,這個數據幾經折騰,變得非常粗糙,它是引入誤差的第一道門檻。

    2)變換誤差,傳感器的信號大都是模擬量信息,進入計算機前必須進行模數轉換,即 A/D變換與V/F變換,傳統的方法是使用專業器件獨立完成的,各行其道必然會造成本地顯示與遠傳信號不相一致,使用人員必須定期進行統調同步與跟蹤(零點頻率和滿度頻率的準確性),使用人員調試傳感器的橋路時,僅僅能改變傳感器的本地顯示,對遠傳的頻率信號或者模擬電流信號無法感知,必然造成很大的離散性,即便拋開線性失真的因素,矯正顯示零點、矯正顯示滿度值、頻率零點、頻率滿度值也是十困難的事情,正是這四個參數的不一致才出現了統調跟蹤的技術要求。

    3)標定誤差,傳感器出廠時它的零點是用200-1000頻率,或者4-20mA電流來表征的,它是一種“模擬量”, 使用器件的離散性和人為標定的不確定性必然會引入誤差,譬如200赫茲代表零點,它的準確性就會使信息基準偏離,1000赫茲代表滿度,它的準確度會直接影響信息的精確度。

    KJ101系統從傳感器到地面的采集處理不同于傳統模數采集方式,傳感器信號全部由單片機統一處理,它的井上下數據傳遞采用了高精度數據包,即所謂的“全息傳送技術”保證了信息處理過程絕對一致,不會引入任何偏差,也就不存在同步跟蹤的問題,只要傳感器標校可靠,使用者不必擔心井上下數值不一致問題, 此項技術將在2011年用在F2分站上。

2、數字編碼群控斷電技術
    KJ101的數字編碼控制技術打破了行業中傳統的線控模式,分站群控輸出簡化成了二根線,其中包含了電源驅動和控制信息傳遞,不需要外接電源供給斷電器,所有的斷電器并聯在一對總線上,使現場接線大為簡化,一臺分站最多可以連接8臺以上斷電器,可以滿足大型礦井多設備同時斷電的需求。
數字編碼控制的另一個特點是控制邏輯簡單,控制總線上輸出的不是傳統的斷電命令,而是分站監控的“全息狀態”,每一個獨立的斷電器可以自行選擇受控“來源”,譬如一臺分站連接八只模擬量傳感器,斷電器上的8位撥碼開關對位選擇,就可以方便的將自身的控制權設定,無需分站跳線設置,也無需軟件參與,控制邏輯簡單明了,可以輕易實現復雜的控制邏輯。
編碼控制不僅僅是斷電控制功能,利用編碼信息還能驅動聲光報警箱、語音聲光箱,使用時全部連接在編碼控制總線上,使井下現場接線進一步簡化。

3、煤礦安全監控系統快速通播斷電技術
    KJ101系統快速的通播斷電功能具有難以置信的快速反應能力,它的真正意義是快速、全礦井、遙控自動/手動斷電控制,可以在1秒鐘內啟動全系統的所有分站實施遙控斷電,這個功能雖然極少有機會使用,但對于高突瓦斯礦井,它能夠提供一種防止次生災害的有效手段,假如河南大平煤礦當時具有此項功能,那場瓦斯突出后引起的爆炸完全有希望避免。

此項功能沒有先例,也沒有合適的名稱,“通播斷電”是用戶的俗稱,來源于呼應通信模式,原本的分站通信是主機逐個分站尋呼,分站依次回答,“異地斷電”就是按這樣的模式執行的,它最長的執行速度是巡檢周期的2倍。通播斷電則是一條命令全體行動的意思,所以它的執行速度極快,從主機命令發出,到全礦井的所有被控設備停電完成,典型的執行時間僅有0.4秒,比分站本地斷電速度還要快。

KJ101系統的快速通播斷電功能得益于它的獨有的同步通信方式,SDLC通信芯片本身就帶有通播命令傳送和接收的功能,只要通曉它的底層技術協議,硬件與系統軟件充分結合,才會使產品的性能發揮到極致,與常規的異步通信相比,它有無可比擬的優勢。
通播斷電功能對于監控系統檢測到瓦斯突出后實施緊急控制具有不可替代的意義,特別是帶有架線電機車的礦井,一旦突出沖擊波損壞風門造成風流逆轉,瓦斯逆向涌到進風大巷,通播斷電則能及時規避次生爆炸發生,使用反風流傳感器與該功能關聯,能為煤礦多提供一套安全防護手段。

4、監控分站超級級聯斷電新功能
    監控分站容量的大小優勢紛紛擾擾爭吵了好多年,事實上各廠家的分站監控容量很少能做出32端口以上的,那是由于受分站電源容量、2秒斷電時間、分站接線端口、控制邏輯跨線、后備電源體積等諸多因素制約的結果,目前做到8摸8開8控的水平已經很吃力了,盡管有些廠家宣傳說它的分站可以擴展到16個模擬量,但現場至今沒有發現有成功的應用實例。如果新GB3836強制推廣,井下后備電源禁止使用鉛酸電池,各廠家的分站電源容量還將進一步受到制約。

許多用戶提出要求,希望有超級大容量的監控分站面世,有利于安全監控與生產監控合并為一個系統,也有些地區要求工作面、回風流設備全面監控,往往8個模擬量傳感器不能滿足裝備要求,安裝二臺分站又解決不了跨越分站快速斷電的要求。以往人們為了實現井下跨越分站斷電控制,只能通過“異地斷電”方式來完成,這種斷電方式延遲時間長,且依賴于通信總線和地面主機來間接執行,其中任何一個環節出現問題,都會破壞控制執行,可靠性大打了折扣。

KJ101N系統的級聯斷電方案則完美地解決了以上不足,二分站間只需跨接一根普通信號電纜,分站之間的斷電控制模式將自動融為一體,相互協同工作,等效于一臺超級大分站,單元監控量可以輕松地擴展到16摸;16開;24控。這是一種全新概念的監控模式,分站采用了多CPU并行處理技術,實現了分站間交叉控制,其吞吐信息量極大,控制反應速度敏捷,使用起來與一臺分站沒有任何區別,每個斷電器上都能收到16個模擬量的斷電指令。全負載下16模16開斷電速度不大于1秒,級聯單元在系統通信總線發生故障時也不會受到影響,此項技術將在2011年用于F2分站上。

5、井上、井下傳感器參數超級免設置功能
    使用井下分站最繁瑣的事情莫過于對監控參數的設置,因監控傳感器種類繁多,參數各異,信號到達分站的信號只是一個簡單的頻率或模擬量電流,地面主機和井下分站必須針對每一個測點進行正確定義,才能知道這個信號代表溫度還是壓力,量程是多少,否則系統是無法正確實現監控的。參數設置過程中極易發生差錯,傳感器更換后參數必須跟隨改變,無論是井下分站紅外遙控設置,還是地面主機下發設置,都是非常繁瑣且無法替代的工作,使之成為了監控系統揮之不去的煩惱。

KJ101N系統最新技術突破了傳統使用模式,只要傳感器與分站連接上,分站能夠自動識別傳感器的屬性(如:瓦斯、一氧、氫氣等)、顯示量綱(如:ch4、ppm、kpa等)以及滿度值、小數點位置等等,并將此參數自動上傳地面,主機從此也無需針對每一個傳感器再進行設置,即便是隨意更換傳感器,分站也能自動跟進修改參數,至此鎮江中煤電子人再一次顛覆了傳統觀念,真正實現了傻瓜型操作的系統,此項技術將在2011年用在F2分站上。

    一定有人會問:這樣看似簡單的功能在傳統的產品中為什么沒有實現呢?這里最關鍵的問題不在于分站,而是傳感器智能化、分站采集數字化、以及現行標準的多方面制約,因為200-1000的頻率信息只能代表一個模擬量字節,它無法傳送更加復雜的參數信息,如果摒棄原有標準又要受到配套產品和現有用戶市場的制約,就好比現在電視制式的選擇一樣,如果改變PAL制式到NTS制式,成千上萬的老用戶怎么辦?假如僅僅為了這一項免設置功能,則必須推倒現在所有的分站、礦用傳感器以及主機監控軟件,放棄已有的技術成果,重新設計一套完全不同的產品,這樣的代價恐怕誰家都難以承受,估計在五年之內不大可能有類似的產品出現,我說的五年是一套新產品的成熟期,絕對沒有捷徑可走的,以我們F2型分站為例,它從設計到今天幾乎達到盡善盡美的程度,整整用掉了8年的改進時間。

    簡單回顧一下AQ6201的推廣過程,那僅僅是局部性能的改進,只不過是傳感器功耗改進,要求能做到2000米接線,斷電速度加快到2秒,最難的電磁兼容要求中途放棄了,并沒有涉及到重大標準參數的修改,就這幾項修改已經搞得眾廠家人仰馬翻,貫標到今天已經滿五年了,各家在貫標中的傷痛恐怕至今還沒有徹底痊愈。

KJ101系統之所以能夠突破傳統模式,在于它的產品起始設計目光就鎖定于技術高端,且兼容了已有的標準,能做到這一點需要的是企業綜合實力以及對名優品牌產品鍥而不舍的追求精神。

6、煤礦安全監控系統高抗干擾新技術
    煤礦安全監控系統的穩定性是目前裝備最為棘手的問題,集中表現在監測數據瞬間異常,即常所謂的“冒大數”現象,普遍認為是信息傳遞過程中遇強烈電磁脈沖干擾,使信號波形發生了畸變,從而破壞了數據的可靠性,導致誤報警、誤斷電發生,這種干擾以隨機方式出現,十分頑固,目前的技術裝備很難根治,嚴重影響了監控系統的可信度。

    為了解決抗干擾問題,國家曾下大力氣進行了一場空前規模的技術整改,2006年6月頒布了新的煤礦安全監控系統技術保準AQ6201和AQ1029,其中核心目標就是提高監控產品的可靠性,封堵偽劣產品,至此國家煤礦安全監察局宣布:廢止了所有監控廠家產品的安標,一律停產整頓,待完全達到新標準后發新證方可復產。
與此同時國內大專院校科研院所紛紛出臺技術措施,光纖以太環網也是在這個時段被納入了推廣發展規劃的,以光纜替代電纜下井,國家補貼大量資金,進行了一場更大規模的煤礦信息數字化改造。這場改造的宗旨也是以提高信息抗干擾能力為主而展開的,借助信息高速公路將井下的安全監控、移動通信、人員定位、視頻監測等等納入到一根光纖之中來。

技術問題往往是不隨人們的意志而轉移的,經過一場大規模改造后的監控系假數干擾問題依然存在,盡管有些礦井使用了光纖傳輸,還是沒有解決冒大數的頑疾。人人們忽視了一個關鍵性的技術問題,干擾信號并不是從通信干線竄入的,以太環網對改善系統的可靠性沒有絲毫作用。傳感器信號向分站傳輸大都采用200-1000Hz頻率制式,分站采用脈沖計數方式工作,極容易在此環節上引入干擾,現場的干擾源大體上有以下3個來源:

  (1)煤礦井下特殊狹小的現場環境,傳感器連線與動力電纜很難分開鋪設,有些地方干脆就是掛在同一個電纜掛鉤上,大型電器設備啟動和停止時會釋放出極其強烈的電磁脈沖輻射,強干擾脈沖能在瞬間完全淹沒傳感器信號,結果就造成了“冒大數”現象。
  (2)遇有線路接觸不良,譬如接線盒壓線螺栓松動,傳感器接插件氧化、連接電纜接頭氧化等等,就會造連接虛抖,致使規整的矩形脈沖被“切割”成許多雜散尖脈沖信號,結果造成大數假象。
  (3)井下變頻設備工作時會釋放強烈的電磁干擾,嚴重污染電源環境,干擾信號通過電源線路竄入分站,輕則造成假數干擾,嚴重會阻塞分站通信,甚至造成分站CPU頻繁死機。

井下分站和地面計算機無法識別這些比常規信號還強烈的干擾,分站將這些干擾信號作為數據處理,就造成了難以克服的“大數干擾”,干擾問題普遍存在于目前使用的各種系統中,尤其是貫標后的分站,用戶普遍反映新分站抗干擾的能力還比不上貫標前的產品,究其根源是新標準強制要求斷電控制延遲必須小于2秒,為了滿足快速斷電的要求,傳感器的采集周期 就必須壓縮,結果大大惡化了分站的抗干擾性能。 

    新分站投放市場后,為了克服脈沖干擾,許多系統不得不采用軟件干擾濾除方法,即把傳感器多次采集結果進行比較,經過多個采集周期后才能確認超限信息的“有效性”,為了加強濾除干擾能力,需要反復進行多次過濾,結果帶來的是系統反應遲鈍,斷電閉鎖動作緩慢,使真實超限的數據遲遲不能正確反映上來。可靠性和快速斷電是相互制約的二個參數,無法找到折中點,博弈結果使問題又重新回到了原點,也使轟轟烈烈的貫標行動大打了折扣。
 
KJ101N系統在貫標過程中表現相當出色,唯一通過了嚴酷的電磁兼容測試,眾所周知,眾廠家使用最廣泛的485通信模式的軟肋是它的共模抑制能力,485芯片的接收端是運放的二個差動輸入端,在較小的共模干擾下能獲得滿意的抑制能力,但信號強度超過正14V或者負7V時,運放就會發生飽和而崩潰。KJ101系統使用的通信模式是自己開發的“超級全隔離雙向不歸零碼,差動電壓高達正負30V,將所有的干擾壓制在通信門檻以下,又由于采用全光電隔離技術,能夠抵御極強共模干擾。

KJ101系統在常州做通信線路瞬變脈沖群測試時,令在場的操作工程師們感到很驚訝,一度懷疑脈沖干擾信號發生器是不是發生了故障?習慣性地停機檢查接線是否有問題,因為按著以往的經驗,只要接通威力強大的脈沖群信號,分站到主機的通信注定會被被阻塞掉,而此時KJ101系統的通信卻沒有絲毫反應,這樣的結果確實能讓人們產生一種錯覺。

測試繼中嚴酷等級由一級500V逐級增加,1000V,2000V,當信號嚴酷等級上升為4級時,瞬變脈沖電壓已經達到了頂點4000V,在這樣嚴酷的干擾環境下,幾乎所有的設備都將遭到毀滅性壓制,此時測試儀器用的計算機液晶顯示器發生了黑屏(被干擾的),那臺顯示器距離干擾源6米開外,且沒有直接的線路相連,可見干擾信號有多么強悍,而KJ101的通信依舊順暢無阻,傳感器、分站、計算機監測數據絲毫不差。

該系統之所以能夠擁有卓越的抗干擾能力,不單單是應用一個超級總線的成果,它是諸多項智慧聚合的結晶,譬如:智能鎖相技術、SDLC同步通信技術、耐沖擊高速安全柵、抗干擾布線工藝、瞬態共模抑制技術等等,每一項技術成果都浸滿了中煤人辛勤的汗水和智慧。

KJ101系統優異的抗干擾性能終結了監控系統不能通過電磁兼容測試的結論,同時根治了監控系統冒大數、誤報警、誤斷電的頑疾,此項技術已經在2007年成功用在了F2型分站上。
鎮江中煤電子人運用現代高新技術打造出了全新一代高可靠監控系統,同時也向世人展示了鎮江中煤電子有限公司的技術實力。

7、分站電源地面遙控開機/關機新技術
    從地面發命令開關井下分站電源的功能是難以置信的事情,其技術難度內行的人們不難想象的,如果控制對象不是自己那是件很容易的事情,就像斷電控制一樣簡單,如果是開/關分站自己的電源情況就復雜了,關閉交流電源的同時還要關斷后備電源電池,做到這些也不算太難,要是關閉后還必須能遙控開機就沒有那么簡單了,要實現這樣功能必須擁有一套獨立于分站系統以外的低功耗智能設備,且分站電源須必具備適合遙控的硬件相配套,普通的機械隔爆開關是無法遙控操作的,更重要的是這套裝置必須能夠將所有的控制命令融入到監控信息流之中,且不能將設備變得龐大和復雜。

實現電源遙控開關機又是一個典型的軟件與硬件高度結合的技術課題,KJ101系統做到了,盡管它的實際應用意義并沒有紅外遙控開關機那樣重要,但是它的確能夠像操控電燈一樣方便地管理分散在井下各處的分站群,如果想要提前關閉某個分站,如同舉手投足一樣方便,對防止后備電池過度放電,和分站使用管理具有很大意義,此項技術將在2011年用在F2分站上。

8、礦用鎳氫電池脈動活化充電管理新技術
    2010年國家新標準做出了明確規定,井下不再允許使用鉛酸蓄電池,這條要求是與國際標準接軌,鉛酸電池禁用指令很快就將下達,選擇替代電池品種已迫在眉睫。高容量小體積的鋰電池不可以在井下充電,僅此一條就終結了鋰電池在井下的應用前景。目前比較適宜的電池只有鎳氫電池。

鎳氫電池不同于鉛酸電池那樣好管理,它的最致命的缺點是人們常說的記憶效應,如果每次放電不能徹底放空轉而繼續充電,或者電池長期處于涓流浮充狀態,極板將會發生極化效應,電池內阻上升,活性下降導致容量暫時性低落。鎳氫電池又不可以恒壓充電,用鉛酸電池的充電模式給鎳氫電池充電會發生嚴重過充,滿充電后的電池電壓會隨著充電進程不是上升,反而呈下降變化,繼續充電會損毀電池,甚至能引起劇烈爆炸。

如果應用鎳氫電池標準的充電模式管理,停充后電池會產生自然放電,放電速度要遠比鋰電和鉛酸免維護電池嚴重的多,每天大約會損失總容量0.4%能量,系統假如長時間交流電沒有中斷,電池將得不到能量補充,此時作為后備電源投入放電,將得不到標準容量的放電能量,嚴重時甚至達不到標稱容量的1/2。鎳氫電池最理想的管理模式是定期全放電后再充電,這種操作在地面設備中尚能實施,在井下使用的電池則無法實現,因為沒有可靠辦法在電池放電終了后能立即啟動交流電源,井下安全設備不可以隨便停止工作。 

KJ101系統成功地馴服了鎳氫電池工業應用的技術瓶頸,根據鎳氫電池的特殊性能特點,專門設計了一套脈動充電管理電路,使電池能始終能保持在飽滿能量的活化狀態,必要時還能在地面遙控自動放電循環(詳見下一節介紹),應用鎳氫電池還能有效克服鉛酸電池放電后極板硫化損壞問題,從此告別后備電池使用過程中“不明原因失效”的歷史。2011年下半年開始,我公司的井下產品將使用該項技術成果,全面更換鎳氫電池組。

9、地面遙控后備電池自動放電充電新技術
    為了克服鎳氫電池記憶效應,較為先進的商品充電器上都設有“放電按鈕”,電池裝在充電夾上后,按下放電按鈕,電池就會進入自動放電狀態,直到電池放電終了1.1V后自動轉為充電狀態,待電池充飽后方停止充電,久置不用的電池經過幾次充放電循環就能恢復到原始活化程度。KJ101系統分站就是根據這樣的原理設計出了可以地面遙控自動放電的分站來。

這個看似簡單的功能,在煤礦安全儀器中應用卻不是件輕易的事,首先監控分站必須具有可以遙控的硬件基礎,放電時必須關斷交流電,令其轉入到后備放電狀態,待電池放空停機后再啟動交流電恢復充電,這一切都需要人工手動操作,掌握不準什么時間放電終了,井下分分秒秒不能中斷安全監控,就算有人現場值守,也無法做到不間斷監控進行放電轉換。

其次電池放電終如何啟動交流電源進行充電轉換,否則很容易走入電池放光后未能充電的死結,盡管電路中使用了嵌入式智能單片機控制,可是放電終了后電池會保護性關斷,此時交流電還處于關閉狀態,在沒有能源支持狀態下何如再一次啟動交流電源?這是個頗具有挑戰意義的技術課題。

    2011年投放市場的KJ101N-F2型分站電源實現了可靠的遙控自動充放電,可以在地面有選擇性地遙控分站電源放電,放電終了自動恢復交流供電和電池充電,有了此項功能,可有計劃地實施電池活化循環,還可以此準確測量每臺分站電池的真實后備時間。古人常說:工欲善其事,必先利其器,有了KJ101系統的超級功能,定會使您的監控工作更加盡善盡美。

10、超級防水型礦用傳感器新技術
    煤礦安全監控系統中,工作環境最惡劣的設備莫過于采掘面上的傳感器了,井下高潮濕、高氣溫、高粉塵、腐蝕性淋水,無所不盡其極,回風流中是長蘑菇的地方,其惡劣程度可想而知,這樣環境下的傳感器極易遭到侵蝕損壞。


本安型傳感器防水是個大難題,模具沖壓的傳感器外殼很難密封,尤其是蓋板與殼體結合處,接觸面積小機械公差大,根本做不到真正的氣密性能,此外氣體傳感器擴散孔,報警蜂鳴器孔,閃光報警燈罩,再加上本安連接插頭,緊固件鉚釘孔,這些地方都是透氣的,要想制造真正的防水型傳感器顯然不是件易事,正是這些原因,監控系統誕生30年以來沒有一臺防水型傳感器問世。

為了克服淋頭水,煤礦用戶想出了許許多多應對辦法,用帶孔鋼板焊接防護“鳥籠”,用防水帆布縫制防水護套……這樣的措施頂多可以預防上面的滴水,很難做到真正的防水性能,并且都會帶來許多弊端,嚴重影響測值顯示、聲光報警、氣體擴散速度等等。我公司2011年推出了全新結構的“防水型傳感器”,它顛覆了傳統的立式結構,采用一種全新的臥式防水結構,外殼防護堅固渾圓一體,傳感器上的所有部件都是專業防水型設計,它甚至能將其侵入水中也不會受到損壞。

目前該系列防水傳感器已經獲得國家安標檢驗認證,以及部分型號監控系統聯檢,并將在一氧化碳、紅外甲烷、催化甲烷、紅外二氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體傳感器中逐步推廣。

11、本安電源故障隔離柵新技術
    本安型傳感器電源大都是并聯使用的,一旦某個傳感器電纜發生短路就會波及這個電源上的所有傳感器,僅僅是電源短路也不算麻煩,麻煩在工作于故障閉鎖的分站,短路一旦發生,就會使一串傳感器在分站上顯示“故障”并且立即執行斷電控制,這種擴大式的故障斷電讓用戶苦不堪言,根據有些礦的嚴格管理規定,傳感器故障斷電也要被罰款,要命的是只要有一只傳感器發生短路,就會使多個傳感器停止工作,每個傳感器關聯的設備都要被執行斷電,還會引發一片斷電記錄和故障記錄上傳,快速的系統采集會迅速捕捉這些信息,使使用人員在劫難逃。

 本隔離柵技術就是為了防止短路擴大所設計,產品的體積很小,與分站配套的五通分線盒融為一體,外觀上看不到有獨立的設備接入,在每一個傳感器接線支端都有一個短路偵測電路,一旦某路發生異常短路,隔離柵會自動對其限流保護,可以防止本安電流過載,當短路解除后能自動恢復接通狀態,此項技術和產品將于2011年上半年與用戶見面。

12、分站、電源、后備電池超級一體化結構的創新技術
    縱觀現有監控系統分站設計, 大都沿襲著傳統的分離式結構,即:分站、電源箱、后備電池箱,三者分別裝在各自的機箱內,由多芯插頭和若干根專用電纜相互連接,由此帶來的是結構笨重、體積龐大、成本造價升高、電器連線復雜、可靠性下降、不便于安裝與維護。多芯電纜在井下使用時,采用多組顏色區分芯線編號,在昏暗的井下環境中極易發生混淆,多芯接插件也易發生插頭插座脫焊,造成時隱時現的接觸不良故障。

用戶始終期待一種一體化設備,可以免除許多使用中的煩惱,將分站置于電源的隔爆腔內也是一體化的方案,此前撫順等廠家曾有過類似設計,這樣方案的不足之處是體積和重量過于龐大,主要問題在多個本安傳感器引線進出隔爆腔時,必須要用防爆喇叭嘴引出,防爆喇叭嘴比本安線嘴占用空間大,假如一臺16端口分站加上8路斷電輸出以及通信總線、660V主電源等等,試想一下這個防爆殼體的設計該是有多困難了,還有,現場更換分站時要割掉所有喇叭嘴上的電纜,與分體結構的航空插頭連接相比要麻煩許多,也許是以上諸多原因,完全隔爆式一體化分站并沒有被大量采用。

許多廠家也曾嘗試將本安分站捆綁于隔爆電源之上的設計,這種“準一體化分站”無非為了割掉電源尾巴引線,將多芯引線與分站連線簡化到工廠里進行,工廠里有專業工人操作,有工裝設備檢驗,再復雜的工藝都不會感到困難,分體式分站在井下現場需要壓接十余根芯電纜到電源箱里,且要求嚴格一一對號,的確是個不可回避的困難,在一段歷史時期內,曾流行過這樣的 “準一體化分站”如重慶煤科院的8端口分站、北京瑞賽的4模4開小分站。

由于隔爆結構對多芯電纜引出線限制,很難設計出真正意義上的一體化分站,即便是分體結構,多路本安電源引出隔爆外殼都是一道難題,通常分站需要至少3路以上的獨立本安電源引出,加上斷電控制信號,分站需要十幾根引線與電源隔爆殼體相連,多芯航空插頭無法做成隔爆結構,引出隔爆腔必須使用多芯電纜通過防爆喇叭嘴引出,這根多芯電纜非常不方便在現場安裝,電源箱出廠時往往都拖著一根粗壯的豬尾巴一般的電纜和插頭。

2010年國家頒布新標準,禁止鉛酸免維護電池在井下應用,這一規定給一體化分站設計帶來了更為嚴酷的限制,新標準不僅限制了整體電池容量小于24AH,還禁止電池腔中裝有管理電路,就此而言,新規定對那些“準一體化分站”是一場夢魘,原有分站電源的內置電池將被迫分開為電池箱和電源箱二個部分,就是說原來的電源、分站二分體將變為:分站、電源、電池三分體結構,目前帶有內置鉛酸電池的電源產品,在安標證到期后不會再補發。

鎮江中煤電子在研發一體化分站上走過了一段慢慢長路,鎮江中煤的KJ101N—F1和KJ101N—F2型分站均采用一體化設計,殼體應用高分子材料熱壓鑄成型,一臺設備中兼有:監控分站、斷電儀、本安電源箱、后備電池、風電瓦斯閉鎖儀等五項產品的功能,體積纖巧重量輕盈渾然一體,全部儀器重量不超過20公斤,提在手中如同攜帶一只公文箱;一體化結構減少了設備之間的電纜連線,可靠性遠遠好于分體式結構;使用現場不需要占用很大的空間,減少了設備之間的連接電纜,無論安裝和維護都變得輕松和方便。
  
煤礦井下機電設備受隔爆外殼制約,體積重量無法繼續做小,各廠家挖空心思改進設計,已經達到了體積性能的極限,繼續沿著傳統金屬外殼的老路走難有突破,必須另辟途徑。 
應用非金屬材料加工隔爆外殼,可以大幅降低重量改善性能,但有一道很難逾越的技術障礙,GB3836規定,非金屬隔爆外殼材料必須通過2萬小時的穩定性模擬試驗。

2萬小時的實驗是什么感念?就是晝夜不停對原材料進行周期2小時升溫180攝氏、降溫—20攝氏度實驗,周而復始累計2年零4個月,用以模擬材料在自然界中嚴酷條件下數十年的自然老化過程,實驗后其物理化學性能不能有明顯改變。
材料老化實驗在我國只有桂林機電研究所具有此項資質,2年半的高昂試驗費用不說,還吃不準哪種材料能夠過關,檢驗部門要求凡參加實驗單位必須首先支付全額試驗費…..這好比是一項耗時長、高風險大、代價高的賭博,眾多廠家對此都望洋興嘆不敢問津。為了探索礦用隔爆儀表結構新領域,鎮江中煤終于邁出了開創性一步,2006年鎮江中煤首創高分子材料制造隔爆外殼的先河,成為我國唯一獲得非金屬材料制造資質的企業,為煤礦電器設備小型化開辟了一條嶄新的路徑。

KJ101N系統部件外殼幾乎全部采用不銹鋼和玻璃鋼材料加工制造,有良好的耐腐蝕、抗沖擊性能,模具壓鑄的產品具有造型美觀一致性好等優點,是焊接鋼板外殼無法比擬的。例如:KJ101N-F1型監控儀外殼采用不銹鋼(1鉻18鎳9鈦)精密鑄造而成,造型精美堅固耐用,儀器內裝有模壓玻璃鋼總承,將電路主板、電源副板、變壓器、接線柱等部件全部牢牢地緊固在總承上,不僅結構緊湊、整體穩定性良好、方便拆卸,而且絕緣安全,整體重量僅20公斤左右。KJ101N — F2型16端口分站外殼采用玻璃鋼材料壓鑄而成,體積小重量輕、殼體絕緣、外形美觀、凈重 19公斤,加上后備電池后不超過23公斤。

用戶考察101N系統產品結構時給予了高度評價,現有產品外殼幾乎全部采用模具化生產,保障了產品的一致性和品質優良的性能,內部結構幾乎全部免維護和易維護結構,被用戶稱贊為:軍品的內在品質、工藝品的外觀設計。

13、地面主計算機高可靠雙機熱備新技術
    介紹這個題目之前,我們先搞搞清楚磁盤陣列式的雙機熱備能否提高監控主機運行的可靠性?在相關的調查表明,在監控服務器中的故障里,硬盤機械故障占52%;其次是內存占故障23%;電源故障占到6%。三者之和占到故障的80%,引入磁盤陣列后是不能避免自身硬件故障的,由于增加了磁盤數量,與原本單磁盤相比,增加了數倍之多,所有的磁盤陣列是不可以有故障單元存在的,加上磁盤陣列軟件協調監控自身故障,那么系統的總體可靠性不是增加了,反而使系統的總故障率大幅上升,大量現場實踐已經證明這個推算,安裝有磁盤陣列的監控系統都非常脆弱,很難保證長期連續可靠運行,磁盤陣列的系統的軟件平臺都很復雜,一旦發生宕機,全系統都會崩潰,恢復系統需要專業人員操作,且需很長時間方能建立起新的平臺,有些用戶不得不甩開磁盤陣列重新回到原始的單機運行狀態。

    上面的分析結果的確令人傷心絕望,磁盤陣列不但不能提高系統的無故障運行時間,恰恰相反,會大幅增加宕機的幾率,那么一定有人要問,為什么大型服務器,譬如銀行、資源數據庫等等都用磁盤陣列作為數據保存?關鍵的問題就出在這里,對于磁盤陣列的設計,是以保存數據為目的,系統中無論發生什么故障,首要目標是保障數據不被破壞,所以它的運行條件十分苛刻,一組數據分別保存在多組磁盤單元中,寫入和讀出層層校驗反復比較,出現任何一組磁盤中的微小差錯都會鎖死通道,以防數據遭到破壞。在最壞的情況下也要保障數據能人工修復,這樣的系統并不關心宕機的問題。

我們的監控系統情況與銀行不同,數據保存并沒有那么一絲不茍的要求,甚至規程要求數據因死機丟失在五分鐘之內是被允許的,唯獨不同的是不可以連續停機!日常生活中銀行因死機暫停營業經常發生,人們并不擔心網絡故障會把你的個人存款數據搞丟了,只要耐心等上一個上午銀行服務器故障總會排除。安全監控系統不能說停就停,否則礦工的生命安全則失去了保障。
 
分析一次又一次的現場結果,我們不得不心中忐忑地說:磁盤陣列不適用于煤礦安全監控計算機中,這樣的設計存在著致命的缺陷,尤其是采集計算機兼作服務器的系統里,要提高系統無故障運行時間,還是要另辟奇境來探索雙機熱備的新途徑,我們的確不想挑戰權威,可現實就是這樣殘酷無情。

鎮江中煤電子人經過多年的探索實踐,終于研發出了一款與所有雙機熱備都不相同的新方案,它沒有復雜的磁盤陣列,甚至不需要設置專用服務器。二臺監控主機并列工作,主備角色自動適應,監控軟件中賦予了自動識別主備的功能,開機后可以設定主備角色,也可以自動生成主備角色。機內數據庫通過局域網連成同步模式,主備機的心跳監控由自行研制的專用通信接口擔任,軟硬件相結合的雙機熱備方法是一次前無古人的大膽嘗試,當系統主機出現異常后,接口能立刻切除網絡中的故障主機,幾秒鐘后備機自動接續工作。

這款雙機熱備最大的優點是運行可靠穩定,由于沒有增加計算機的硬件設施,系統故障率與傳統的磁盤陣列服務器相比得到了極大的改善,主機發生故障后切換備機只需幾秒即可完成,二組數據庫冗余存儲保障了系統的可靠運行,這樣的模式還有個優點,備機不僅僅是熱備份,由于它自身數據庫與主機同步,它還能分擔諸如數據檢索、網絡上傳、圖形顯示、圖表打印等任務,經過幾年的現場應用,得到了用戶的高度贊譽。

14、通信總線分支短路自動切除技術
    有人做過統計,監控系統故障有70%是發生在井下通信線路,總線式通信網絡只要一處短路,就會使全部系統癱瘓,平時維護人員要花費大量時間去巡線,遇到短路故障最為棘手,用戶很難搞清楚短路點在哪里?最簡單的故障往往沒有最簡單的判斷儀器,只能用最原始的“窮舉法”逐個打開線路接線盒,一段一段拆去線路來判斷故障點。現場維修人員有這樣的體會,為了查找故障,有些接線盒蓋的螺栓都被擰滑絲了。人們需要一種能夠判斷傳輸總線短路地點的設備,并且能自動切除短路故障支線,那將是多么愜意的事情。

KJ101系統從誕生的那一天就為用戶開發了這項功能,經過十幾年的技術換代,自動切支功能引入了新一代嵌入式芯片和全新的低能耗磁保持控制器件,以全新產品的面貌重新上市了。這種智能化的三通分線盒能夠接收地面主機下發的控制命令,能夠準確地切除或接通線路支線,控制完成后自動保持記憶狀態,無論通態還是斷態靜止時不耗電,狀態可以長期記憶,直到下次控制為止。

智能接線盒配合系統軟件可以實現信號總線自動管理,當井下電纜發生短路故障后,能自動或手動發出控制命令,切除短路支線,保障系統不間斷運行,并在主機上發出語音報警和記錄故障過程。新型智能接線盒將于2011年上半年再次與用戶見面,由于軟件兼容問題,此產品僅限于新用戶使用,老用戶使用需要升級接口和分站主板。

15、激磁檢測饋電回傳技術
    饋電狀態檢測一直是監控技術中的技術難點,KJ101系統在不斷摸索過程中,研發出了內置于斷電箱中的饋電狀態傳感器,真空磁力開關吸合時,流過繼電器觸點有1A左右激磁電流,釋放時電流消失,根據判斷磁力開關有無激磁電流來確定負荷電纜中是否有電,方法獨特簡單,將斷電控制接點引線穿繞電流互感器,當磁力開關吸合時,停止按鈕線路中肯定會有自保持激磁電流,激磁電流的有無就代表了開關的分合狀態,也就代表了負荷側供電狀態。

激磁電流檢測法是我公司發明的專利技術,已成功用于遠程編碼斷電箱上,檢測設備無需連接負荷線路,利用感應磁場即能可靠監測,無需另加電纜和傳感器設備,一根四芯電纜就能完成斷電控制和饋電狀態回傳二項工作,深受煤礦用戶歡迎,尤其雙風機閉鎖控制系統最適宜。此項技術的缺陷是被控開關的操作線路必須是交流信號,目前許多真空開關都改用了直流操作按鈕,流過停止按鈕的信號為直流電流,電流互感器無法檢測直流,也就限制了這項技術的使用范圍。


16、煤礦安全監控系統多線程擴展新技術
    現代化礦井規模越來越大,安全監控要求越來越嚴格,致使裝備標準也一改再改,AQ6201標準推廣后,各廠家為了顧及巡檢速度,將系統單元容量做得都很小,沒有一家能超過64臺分站的,這對超大型礦井顯然是個重大的缺陷,盡管可以使用以太環網進行容量擴充,但對不使用環網的用戶依然存在著不足之處,譬如:系統需要同時進行地面壓風機房、主扇風機、原煤洗選廠、瓦斯抽放泵房、提升絞車等場所監控時問題尤為突出,對于一礦多井的用戶情況就更為嚴重,用戶不愿意將每個井單獨安裝一套獨立的監控系統,井上下通信線路一旦并聯使用,必然會引入強烈干擾,還會引入雷擊和工頻浪涌,對系統安全造成極大威脅,要解決這些問題,最好的辦法是將監控單元隔離處理。

為了適應超大監控容量的需求,KJ101系統開發了新型多線程監控網絡,在現行的64臺(8模8開12控)標準下進行擴展,目前一套主機最多可以擴展為4個線程,即4個COM口每個驅動一臺接口,各接口獨立工作,平行呼叫,監控容量可輕易地擴展到64*4=256臺分站,由于KJ101系統的通信接口具有二級智能,即每個接口都由單獨CPU管理,被分割后的接口通信是獨立進行的,它們之間不會相互干擾,用戶可以隨心所欲地分配監控布局,譬如東西異采區,分水平采區,“飛地”礦井,生產管理監控等等,系統滿載巡檢速度不超過15秒。

需要更快的巡檢速度,可以借助光纖環網實現網絡迸發式通信,KJ101系統有自己的光纖接口和本安交換機,用光纖環網組成的監控系統具有極高的響應速度,每臺分站等同于實時通信,七八十臺分站的巡檢周期都可以做到幾秒鐘內。

17、新穎的開關量擴展技術
    KJ101系統傳承了它的歷史技術優勢,保留了獨一無二的開關量擴展檢測技術,在局部地區開關量監控數量超過8個以后,可以將一個模擬量端口擴展為8個開關量,所需設備僅一臺擴展器,形同一只小型分線盒,8路開關量并行進入擴展器后,內部低功耗CPU完成并行/串行碼轉換,再由三芯線與分站相連,接線方法與普通模擬量一樣簡單,即:正、負、信號。開關量擴展器具有三態識別功能,即除了檢測邏輯1、邏輯0外,還能檢測傳感器的斷線和故障。開關量擴展器使用不受數量限制,每個模擬量都可以擴展成8開關量,能實現各種組合,使用時僅需將地面軟件顯示設置與其相符即可,對于開關量檢測相對集中的礦井具有明顯的性價優勢。

18、地面遙控分站啟動技術
    監控系統令人頭痛的事莫過于分站死機了,目前使用的分站大都采用多CPU控制模式,用以分擔越來越復雜的控制功能,多智能CPU帶來的弊端顯而易見就是死機發生率會提高,人們在日常生活中也會體會到,越是功能多的手機,其死機率就會越高,盡管現代器件采取了諸如看門狗之類的技術,但是還是難免會有CPU發生死鎖的現象。分站發生死機時,地面人員束手無策,只能下井徒步幾公里到采區人為啟動分站,很早就有人提議是否可以用地面下發命令來喚醒死鎖的分站,但是技術難度很大,因為分站死機后不再會識別信號線上的命令,如同人得了精神病,編程技術再高超也無濟于事。

KJ101使用的硬件解碼技術實現的遠程啟動功能,該技術沿用了二十多年,經過四代演化一直保留到如今,受到用戶高度贊譽。地面遠程啟動分站功能,這個看似簡單的課題其實有很高的技術難度,開發企業必須具有雄厚的技術功底,還需要軟件與硬件密切結合,同時需要新舊技術不間斷地延續和傳承。

19、監控設備二線制無極性連接技術
    現代化技術越是發達,做出來的產品使用起來越是簡單,傻瓜相機、傻瓜軟件層出不窮,這是世界產品的發展趨勢,煤礦井下空間環境狹小,照度低,灰塵大,濕度高,這些都是電子產品使用維護的不利因素,如何簡化設備間的接線,制造大家都會使用的傻瓜產品成為了我們產品的努力方向。

    監控系統設備多,多路本質安全電源相互是隔離的,控制信號線也是相互獨立的,數量眾多的傳感器更是少不了多芯電纜,通常這些設備組合在一起都要由多芯專用電纜插接,現場電纜堆積如山,使用起來非常麻煩,出現故障維修困難。

    技術突破點首先從電源與信號共線使用入手,早期制造出了遙控分路器,俗稱切支盒,將電源供給與控制信號合成在一對芯線中取得了首次成功,驅動信號本身兼做電源,信號傳遞使用瞬間開槽編碼技術,成功地簡化了接線。接下來將4線制的開關量傳感器也實現了供電與信號回傳公用,這里的難度在于模擬量傳感器必須降低工作電流,1mA代表邏輯0,5mA代表邏輯1,0mA代表故障或斷線。

    突破最大的技術頂屬數字編碼遠程斷電了,通常的斷電信號都是線控的,每路至少3根線,N路斷電就需要N根電纜,在這里應用了一種獨創的總線技術,電源驅動多路公線,來自一組功率驅動橋路,供電極性可以高速翻轉,所有的外部斷電器都連接到這里,簡化了斷電器電源外掛的麻煩,串行編碼激勵驅動橋,使之傳遞到控制信息到每一個斷電器,這樣的多路控制方法極大地簡化了現場接線,也簡化了控制邏輯設置。

    最難突破的技術要屬基帶總線了,使用485總線以及FSK通信很方便,原本就是2線制,但485需要對極連接,抗干擾能力低,且不能連接樹狀總線,FSK通信速率低,誤碼率高,這些都不是煤礦井下理想的總線,現實逼迫我們不得不自己研發高抗干擾性能,高速率,無極性連接的雙向總線,是公司老總研發的特種電路,大家稱作為“賈氏總線電路”,在AQ6201貫標時首創電磁兼容測試闖關成功。


20、鎮江中煤創新產品大盤點:

KJ101N礦井監控系統37項領先技術一覽表
    
    1)系統井上、井下傳感器參數超級免設置功能(國內領先)
    KJ101系統逐步實現了傳感器自適應功能,分站與地面不必再設置諸如:量程、頻率、斷電值、顯示量綱等參數,監控分站可自動識別傳感器,常規分站在使用之前必須正確輸入各種參數,否則將造成數據混亂,地面井下數據不一致等現象。 

    2)紅外遙控調校技術(國內領先)
系統的傳感器及監控分站的參數整定全部實現了紅外線遙控調校與設置,不必在井下開蓋操作,無關人員無法干預。老式產品用電位器整定參數,可靠性差易損壞,密封不良,不好操作,易受到無關人員介入。
  
    3)智能化數字編碼輸出遙控技術(專利技術) 
KJ101N系統斷電控制采用自主產權的數字編碼技術,在一對公用線路上同時進行多路遙控斷電,在斷電器上設定受控傳感器,能方便地實現各種要求的斷電邏輯。編碼控制不僅僅局限斷,還能驅動聲光報警箱、語音聲光箱等,全部連接在控制總線上,使井下現場接線進一步簡化。

    4)超級防水型礦用傳感器新技術(專利技術) 
全新結構的“防水型傳感器”顛覆了傳統的結構模式,采用全新的臥式防水結構,外殼防護堅固渾圓一體,傳感器上所有部件都是專業防水型設計,它甚至能侵入水中也不會損壞。

    5)單元件全量程連續測量技術(國內外首創)
KJ101N-45型甲烷傳感器,只用一對普通催化元件,可連續測量:0.00-100%CH4,兼顧了低濃精度和全量程范圍。常規傳感器僅能測量到4%CH4,高低濃組合傳感器也只能測量到40%CH4,且不連續。
 
    6)KJ101N型甲烷傳感器耐高濃沖擊性能(國內外領先)
本傳感器采用催化元件恒溫方式工作,徹底解決了元件耐高濃瓦斯沖擊問題,在0.00-100%CH4測量范圍內無需停測保護。普通的傳感器當檢測濃度大于4%后就必須停電保護,否則將損壞測量元件。
 
    7)管道甲烷傳感器抗結露技術(發明專利)
管道抽放高濃甲烷傳感器,可耐受100%高濕氣體,無需水氣過濾,定期干燥和零位調校等煩瑣操作,檢測元件穩定性好、壽命長,能方便進行零點和標準氣樣標定。普通的熱導元件在高濕環境下橋路零點不穩,插入管路中無法標定零點和精度,且極易遭受電蝕損壞。
 
    8) KJ101-45B型甲烷傳感器穩定性好檢測元件壽命長 (國內領先)
KJ101N—45甲烷傳感器采用恒溫檢測技術,具有極好的零點穩定性和精度穩定性,元件壽命可達2年以上,靈敏度衰變及零點無漂移可長達100天,甲烷傳感器新標準(06年版)要求穩定性15天。

    9)礦用鎳氫電池脈動活化充電管理新技術(國內領先) 
專門設計的脈動充電管理電路,電池能始終能保持在飽滿能量的活化狀態,還能在地面遙控自動放電循環,從此告別后備電池使用過程中“不明原因失效”的歷史。
 
    10)分站電源性能優異,后備電源不間斷切換(國內領先)
四路本安輸出電壓穩定、內阻低紋波小、具有浪涌、超溫、限流等多重保護,交流電源中斷后,后備電池能快速接續,不會引起本安電源電壓波動或閃斷,能有效避免由此引發的設備重啟、死機等問題。

    11)遠程斷電無源連接,工作可靠,設備成本低廉(國內領先) 
遠程斷電箱無需外接動力電源,繼電箱的信號驅動線兼作電源供給,本質安全信號,驅動距離不小于2000米。交流中斷后不受影響。常規斷電箱需要外接動力電源(380V或660V),按AQ6201規程要求,外供電的斷電器必須配備2小時后備電源。
 
    12)快速、高可靠的斷電技術(國內領先) 
KJ101N型監控系統的二款分站都具有快速斷電控制功能,滿負荷傳感器連接時都能達到小于1秒時間,且動作可靠,絕對不會發生誤動作。

    13)一體化監控分站 (發明專利)
    KJ101N-F1與KJ01N-F2型監控分站均采用一體化結構,兼有監控分站,斷電器,本安電源箱,后備電池,風電瓦斯閉鎖儀等多項功能,具有體積小、重量輕、工作可靠、接線簡單、成本低廉等多項優勢。 
    14)先進的抗干擾技術(國內領先)
KJ101N系統徹底根除了電磁感應干擾的“冒大數”誤報警頑疾。是目前唯一能夠通過電磁兼容測試的產品,以往采用軟件濾波方法剔除干擾,這樣的處理會犧牲系統的快速反映能力。 

    15)瓦斯抽放監測技術(國內領先)
成熟的瓦斯抽放監測技術,配有渦街流量和微壓差流量二種傳感器,量程大穩定可靠,管道高濃傳感器抗濕、長壽、易標定,壓力溫度等傳感器計量準確,配套設備完善。  

    16)監控分站電源的紅外遙控方式(國內領先) 
監控分站設有紅外遙控式電源開關,可在井下現場控制機內電源通斷,機內還另設有磁控電源開關可在機外用磁鋼啟動或關閉本安電源。
 
    17)斷電執行狀態回傳功能(專利技術)
KJ101N-GD斷電器中設有激磁式“斷電狀態”檢測電路,能可靠地將被控開關的執行狀態回傳分站和地面,不必另設饋電傳感器及電纜,斷電器中還帶有高壓光電隔離式饋電檢測電路,能方便地檢測負載饋電狀態。

    18)傳感器電源故障隔離柵技術(國內領先)
本技術能防止短路故障波及相鄰傳感器,分站每一個傳感器接線支端都有短路偵測電路,一旦發生異常短路,隔離柵會自動切斷該支端電源,防止本安電流過載,一只傳感器短路不會影響其他傳感器,當短路解除后能自動恢復接通狀態。

    19)系統的快速通播斷電功能 (專利技術) 
系統具有快速播發緊急命令的功能,從命令發出到全礦井斷電執行完畢的時間小于0.5秒,特別適合高突瓦斯礦井應急使用。常規系統手動斷電或者異地斷電最快也要二個巡檢周期。
 
    20)以軟件代替硬件的設計方法(國內領先)
用軟件替代硬件工作貫穿在KJ101N全部產品中,一切可用軟件替代的硬件全部由軟件完成,使產成品元器件數量銳減,只有普通產品的1/3以下,軟件工作時不會隨時間產生性能退化。
 
    21)高可靠性能、免維護結構(國內領先) 
KJ101監控部件外殼全部采用壓鑄工藝制作,內部用模壓總承等新穎結構;電路板采用積木式接插連接,取消機內線把,傳感器等部件采用防水、防塵、防腐、抗沖擊設計,具有優異的免維護和易維護性能。 

    22)虛擬雙分站功能(國內領先)
KJ101N-F2分站的16個監控端口可以虛擬成雙8端口二臺分站,分別執行不同要求的斷電閉鎖任務,適合小型礦井,或者對拉工作面裝備使用。

    23)通信總線局部短路自動切除功能(發明專利)
系統傳輸線發生短路后2秒鐘內系統會自動檢出并示警,自動或手動切除故障支線。脈沖編碼控制,狀態自保,靜態不耗電。
 
    24)分站死鎖,傳感器死鎖地面喚醒功能 (國內領先)     井下分站(監控分站)和傳感器發生死機后,可從地面發命令重新啟動,常規系統發生分站死機必須要人為下井重新啟動方能恢復。 

    25)與眾不同的開關量擴展方式(國內領先)
監控分站一個模擬量端口擴可展為8個開關量,擴展器內部CPU完成并行/串行碼轉換,由三芯線與分站相連,接線方法與普通模擬量一樣簡單。

    26)獨特的開關量三態輸入技術(國內領先)
國家行業保準開關量輸入1-5mA,0mA屬于斷線,分站信號輸入端口依照這個原理,檢測邏輯1、邏輯0外,還能檢測出傳感器的斷線和故障狀態。

    27)分站采用非金屬材料隔爆先殼(國內領先)
KJ101N-F2型監控分站外殼采用玻璃鋼材料壓鑄而成,體積小重量輕、殼體絕緣、外形美觀,尺寸一致性好,裝上后備電源總重量29公斤。
 
    28)監控分站超級級聯斷電新功能(專利技術) 
KJ101N-F2型分站具有級聯斷電功能,使用一對電纜將2臺分站連接后,二臺分站將協同工作,等效一臺16模、16開、24控的超級大分站,每臺斷電器都能受16只模擬量的控制,斷電延遲小于1秒。

    29)監控設備二線制、無極性連接技術(專利技術)
本系統設備間的連接大都實現了二線制無極性連接,如:遠程多路斷電控制、開關量傳感器輸入、編碼控制聲光箱、級聯斷電的連接、系統傳輸總線等等。

    30)分站電源地面遙控開機/關機新技術(國內先進)
像操控電燈一樣方便地管理分散在井下各處的分站群,在地面主機上可以關閉任何一臺分站電源,對防止后備電池過度放電,和分站使用管理具有很大意義,此項技術將在2011年用在F2分站上。
 
    31)先進的電場感應式饋電傳感技術(專有技術)
監控系統饋電傳感器的靈敏度和穩定性是個矛盾的參數,由于井下動力電源中心線浮地,給檢測帶來很大困難,要求傳感器有極高的靈明度同時還必須有極好的穩定性,KGT19型饋電傳感器完美地兼顧了二個參數,不需要現場靈敏度微調。

    32)新穎的靜壓式風筒風量傳感器(專利技術)
GFT5型風筒風量傳感器采用靜壓式檢測原理,工作可靠,采用束帶式檢測結構,可以安裝在任意尺寸的風筒上。
機械式風筒風量傳感器工作不可靠,轉動機構易受到金屬銹蝕影響,不同風筒尺寸要配套不同的蝴蝶弓,無法統一產品尺寸。

    33)隔爆式礦用數據光端機(國內領先)
KJ101N-G型礦用數據光端機,將通信接口移至井下,抗雷擊性能好,巡撿速度快,線路匹配性能好,具有連接以太環網功能,可以方便地組成網絡迸發式通信。
 
    34)流線型低風阻型風速傳感器(專利技術)
GFW15型風速傳感器采用臥式流線型結構,風阻小不影響測量精度、垂直高度矮便于懸掛,密封防水性能好適應回風高濕度環境。

    35)超薄型礦用隔爆兼本安不間斷電源(國內領先)
獨立的隔爆兼本安電源,玻璃鋼外殼,體積小重量輕,帶有漢字狀態顯示,內置高容量鎳氫電池, 4路本安電源輸出,本安電源采用航空插座連接,出廠不拖帶豬尾巴電纜。

    36)先進的礦用本安型以太環網交換機(國內領先)
該交換機采用玻璃鋼本安外殼,體積小、重量輕、性能穩定、密封性能良好,具有千兆交換速率,輸出端口齊全、組網靈活。

    37)多種制式輸出的傳感器(國內領先)     
本公司傳感器可配接各廠家分站如:200~1000HZ,0~500HZ,0~5000,0~200~2000,5~15,50~200~1000,1~5mA,4~20mA,串行碼等等,可用遙控器任意切換。 


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老婆是別人的好  孩子是自己的好  監控系統是中煤的好

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