老虎臺礦煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)KJ-4升級故障分析處理

張樹江(遼寧石油化工大學,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,介紹了升級后的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)KJ2000的軟硬件環(huán)境,以及升級后KJ2000系統(tǒng)的常見故障分析處理方法。
關鍵詞:瓦斯監(jiān)控系統(tǒng);軟硬件環(huán)境;技術特點;故障分析處理
中圖分類號:TD76　　　　文獻標識碼:B　　　文章編號:1003-496X(2006)02-0046-02
　　撫順礦業(yè)集團老虎臺礦屬于高瓦斯礦井,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、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)的數據處理速度、存儲能力和軟件功能等都已跟不上當前煤礦安全生產的需要。因此,礦里決定在2004年將KJ-4系統(tǒng)升級。升級后的KJ2000系統(tǒng)除繼續(xù)保持KJ-4系統(tǒng)的技術優(yōu)勢外,還彌補了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)技術更趨于先進,保證了煤礦安全生產要求。
1　問題的提出撫順礦業(yè)集團老虎臺礦于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方面的問題:
(1)不能直接打印參數顯示頁,不便于操作人員設置和統(tǒng)計參數。
(2)不能自動統(tǒng)計開/停設備的累計時間。
(3)不能自動統(tǒng)計當日或當月報警、斷電次數。
(4)不能直觀的顯示歷史曲線、實時曲線。
(5)不能顯示某一時間的瓦斯?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)軟硬件及技術特點
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、調制解調器、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機電控制設備及KJ2000安全生產監(jiān)測軟件組成。
硬件:地面中心站是品牌P4工業(yè)控制計算機、KJ2000聯(lián)網圖型工作站、專業(yè)多屏顯示卡和大屏幕顯示器。
軟件:Windows2000中文操作平臺、MicrosoftVisualC+5.0、Microsoft OLEDB、KJ2000系統(tǒng)軟件。
2.2　KJ2000系統(tǒng)主要技術特點(1)主控操作系統(tǒng)采用微軟Windows2000中文操作平臺,提高了監(jiān)控軟件整體的可靠性和穩(wěn)定性。
(2)采用三層結構體系:客戶端、中間層、數據庫服務器。
(3)系統(tǒng)所有數據均以數據庫方式存儲,數據管理、復制容易。
(4)軟件模塊分為前、后臺兩種運行方式。所有定義、數據查詢均在前臺進行,當前臺出現錯誤(如死機)時,不會影響后臺數據采集、控制、存儲,保證軟件核心模塊運行的可靠性。
(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)、動態(tài)圖元數量不受限制。
(7)曲線顯示支持動態(tài)增加、刪減方式,支持32曲線同時顯示,具有十字架局部放大的功能。
(8)數據可導出為Excel表格,方便用戶二次處理。
(9)存儲數據。實時數據1個月,運行報告3個月,趨時報告1 a。
(10)具有方便的外接其它子系統(tǒng)擴展能力。
3　老虎臺礦使用KJ2000煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)現狀老虎臺礦在升級KJ-4系統(tǒng)過程中,將地面中心站設在保安區(qū)監(jiān)測室,與礦調度室、區(qū)調度室、礦領導辦公室和監(jiān)測隊之間設有多媒體運行終端,以網絡形式與地面中心站主機連接。井下安裝25臺KJ2007G型分站、接入KJ200型甲烷傳感器51臺、KG2A型開/停傳感器21臺;地面3個瓦斯抽放泵站安裝2臺KJ2007G型分站、3臺KJ2007D型分站、接入KJ101—45型低濃甲烷傳感器5臺、WCP8501型高濃甲烷傳感器3臺、KG2A型開/停傳感器11臺、KW22型管道溫度傳感器3臺、ST3088型壓力變送器6臺。

2004年6月15日KJ-4系統(tǒng)全面升級完畢,升級后的KJ2000系統(tǒng)主要用于監(jiān)控低濃瓦斯,同時還監(jiān)控瓦斯超限斷電狀態(tài)、局部通風機開/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個方面問題,并且在上述負載下,系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,但經過一年多的實際運行,發(fā)現該系統(tǒng)時常出現一些故障。

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換成模擬信號,經電壓放大電路放大后,再經邏輯電路組合,其中一路直接通過LED顯示出來,另一路以200~1 000 Hz(對應0~10%CH4)的

頻率信號時時向分站傳送,再一路送給聲光報警電路,當瓦斯?jié)舛瘸^設定的報警值時,探頭即發(fā)出報警信號和聲音。傳感器通過三芯電纜接插件接入電源和輸出信號,插件的第1腳為電源正極,第2腳為電源負極,第3腳為瓦斯?jié)舛容敵鲂盘?。當瓦斯?jié)舛容敵鲂盘枖嗑€時,傳感器紅色指示燈滅。檢查傳感器輸出信號線,一般為傳感器電路板3腳開焊(因焊點熱漲冷縮所致),焊接斷線點,指示燈恢復指示。(2)中心站計算機顯示所有分站通訊中斷。先觀察調制解調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。如果斷定是調制解調器故障,需更換備用調制解調器;如果不是調制解調器故障,就是傳輸線故障?？衫弥行恼痉志€盒內

設置的開關,查找大至出現傳輸線短路故障所在區(qū)域,如關閉3號開關,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,則說明斷點后面的傳輸線有短路點,然后再逐一排除。

(3)中心站計算機顯示紊亂,多個分站顯示通訊中斷。當分站處于正常工作狀態(tài)時,分站綠色指示燈亮,處于等待接收主機咨詢狀態(tài),當主機巡檢到該分站后,黃色指示燈亮(綠色指示燈熄滅),向主機回送數據,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)數據,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,應先查找地面瓦斯泵傳輸線路,因為地面瓦斯泵傳輸線同電話線同在一根多芯通訊電纜內,當電纜接頭進水造成短路時極易產生此類故障。

(4)傳感器數顯分站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,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,只要進一步查找斷線點,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,會使傳感器靈敏度下降,導致顯示的值變小。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)傳感器工作一段時間后,無顯示,只有調試孔照明燈亮。因電源模塊工作不穩(wěn)定常導致這種現象發(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損壞會導致這種現象,只有更換芯片,才能排除此故障。

　　作者簡介:張樹江(1963-),男,內蒙古赤峰人,工學學士,副教授,1987年畢業(yè)于山西礦業(yè)學院工業(yè)電氣自動化專業(yè),現任遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院教務主任,主要從事自動化專業(yè)的教學與研究工作。

(收稿日期:2005-10;責任編輯:金麗華)