矿井监控系统(第2版)

第1章 概 述 1 1.1 矿井监控系统概念与组成 1 1.1.1 矿井监控系统概念 1 1.1.2 矿井监控系统组成 2 1.2 矿井监控系统体系结构 3 1.3 矿井监控系统性能与技术指标 7 1.3.1 性能需求 7 1.3.2 技术指标 8 1.4 矿井监控系统设计依据 10 1.5 监控系统部署要求 10 1.5.1 环境与技术要求 10 1.5.2 防爆要求 11 1.6 矿井监控系统现状及发展趋势 13 1.6.1 监控系统发展简介 13 1.6.2 监控系统的发展趋势 16 1.7 KJ93矿井监控系统简介 17 第2章 矿井信息传输技术 20 2.1 信息传输方式 20 2.1.1 模拟传输与数字传输 20 2.1.2 单向传输、半双工及全双工传输 21 2.1.3 串行传输与并行传输 21 2.1.4 异步通信与同步通信 22 2.1.5 数字基带与频带传输 23 2.2 信息校验技术 24 2.3 串行通信技术 27 2.3.1 串行通信技术基础 27 2.3.2 RS 232C串行通信技术 28 2.3.3 RS 485串行通信技术 31 2.4 多路复用技术 35 2.4.1 频分制 35 2.4.2 时分制 36 2.4.3 码分制 37 2.4.4 理想复用方式 38 第3章 传感器技术 40 3.1 矿用传感器现状及发展趋势 40 3.1.1 矿用传感器的应用现状 40 3.1.2 矿用传感器的发展趋势 41 3.2 传感器技术基础 42 3.2.1 构成与分类 42 3.2.2 性能指标 43 3.2.3 供电方式 44 3.2.4 输入信号 45 3.2.5 输出信号 47 3.2.6 模拟信号转换 50 3.3 甲烷传感器 52 3.3.1 催化燃烧式甲烷传感器 53 3.3.2 热导式甲烷传感器 57 3.3.3 GJC4/100型高低浓度甲烷传感器设计 58 3.4 风速传感器 65 3.4.1 常见的风速传感器 66 3.4.2 矿用风速传感器 68 3.5 CO传感器 71 3.5.1 常用CO传感器 71 3.5.2 矿用CO传感器 74 3.6 温度传感器 76 3.6.1 常见的温度传感器 77 3.6.2 矿用温度传感器 77 3.7 负压传感器 79 3.8 开关量传感器 80 3.9 无线传感器 81 3.10 光纤传感器 85 第4章 分站电源 88 4.1 分站电源性能需求 88 4.2 分站电源技术指标 89 4.3 分站电源分类 90 4.3.1 线性直流电源 90 4.3.2 开关电源 92 4.4 分站电源保护机制 98 4.4.1 过压保护电路 98 4.4.2 过流保护电路 99 4.4.3 综合保护机制 99 4.4.4 自动恢复特性 100 4.5 分站备用电池电源 100 4.5.1 电池电源特点 100 4.5.2 电池电源技术指标 101 4.5.3 铅酸蓄电池 103 4.5.4 镍氢蓄电池 105 4.5.5 备用电源连接方式 106 4.6 断电控制技术 108 4.6.1 技术需求 109 4.6.2 断电控制基本原理 109 4.6.3 断电控制器设计 110 第5章 监控分站 116 5.1 监控分站概述 116 5.1.1 监控分站功能 116 5.1.2 监控分站的分类与技术指标 118 5.2 监控分站设计 120 5.2.1 监控分站组成 120 5.2.2 数据采集 121 5.3 KJF20型监控工作站 124 5.3.1 KJF20型工作站概述 124 5.3.2 KJF20工作站设计 126 5.3.3 甲烷风电闭锁 128 5.4 无线监控分站设计 131 5.4.1 ZigBee技术概述 131 5.4.2 无线监控分站设计 132 第6章 监控主站接口 138 6.1 KJJ26传输接口 138 6.1.1 概 述 138 6.1.2 接口卡的硬件设计 138 6.1.3 接口卡同监控主机连接 142 6.1.4 I/O端口地址 143 6.1.5 接口卡同监控主机通信 143 6.1.6 接口卡同分站的通信 143 6.2 新型KJJ26传输接口设计 144 6.2.1 接口总体设计 144 6.2.2 主控板设计 145 6.2.3 RS485通信板电路设计 147 6.2.4 接口软件设计 148 习题6 152 第7章 监控主站软件设计 153 7.1 监控软件设计概述 153 7.1.1 监控软件需求 153 7.1.2 监控软件功能描述 156 7.1.3 监控软件设计流程 157 7.1.4 监控软件总体结构与过程设计 158 7.1.5 监控软件测试 159 7.2 监控软件详细设计 161 7.2.1 初始化设计 161 7.2.2 数据处理 162 7.2.3 报警处理 165 7.2.4 控制机制 165 7.2.5 系统自检 166 7.2.6 数据共享 166 7.3 KJ93监控系统软件设计 166 7.3.1 系统设置 167 7.3.2 数据处理子系统 168 7.3.3 数据视图 176 7.3.4 图形模拟 180 第8章 监控系统安装与调试 184 8.1 监控系统装备 184 8.1.1 地面中心站装备 184 8.1.2 数据传输装备 185 8.1.3 监控点装备 185 8.2 传感器设置 192 8.2.1 甲烷传感器设置 192 8.2.2 其他传感器的设置 202 8.3 安装与调试 203 8.3.1 安装准备 203 8.3.2 软件安装 204 8.3.3 系统调试 205 习题8 207 第9章 矿井监控新技术 208 9.1 矿井综合监控系统信息传输架构 208 9.1.1 信息传输三层网络结构 208 9.1.2 矿井综合自动化系统 209 9.2 以太网和TCP/IP 210 9.2.1 以太网 210 9.2.2 TCP/IP协议 211 9.3 工业以太网技术 212 9.3.1 工业以太网概述 212 9.3.2 工业以太网性能指标 214 9.3.3 工业以太网协议类型 215 9.3.4 工业以太网发展趋势 218 9.4 工业以太网技术在矿井监控系统中的应用 220 9.4.1 矿用工业以太网技术要求 220 9.4.2 矿用工业以太网拓扑结构 220 9.4.3 工业以太网在监控系统中的应用 221 9.5 井下无线通信技术 223 9.5.1 Wi Fi技术概述 223 9.5.2 Wi Fi技术在矿井监控中的应用 224 9.6 矿井无线传感网络监控技术 227 9.6.1 无线传感网络技术概述 227 9.6.2 无线传感网络在矿井监控中的应用 229 习题9 231