KJF130型監控分站在鮑店煤礦6304工作面的應用

張得勇 高 陽 趙青山

（1.兗州煤業股份有限公司鮑店煤礦，山東 鄒城 273513；2.兗州煤業股份有限公司通防部，山東 鄒城 273513）

1 KJF130監控分站結構

6304綜放工作面是鮑店煤礦安全監控系統升級改造的示范工作面，該工作面采用天地（常州）自動化有限公司生產的KJF130型監控分站。

該分站由外部防護外殼和內部機芯組成。分站防護外殼為不銹鋼材質，其上方有一掛環，便于搬運和安裝時掛吊鉤。外殼采用正面開門，門的四周有橡膠圈襯墊，門上有2個鎖緊螺栓，可根據需要擰緊或打開。門蓋上有一長方形液晶顯示窗，用以在不打開外殼的情況下，觀察分站相關數據顯示情況，配合遙控器完成人機交互過程。分站內部機芯由成型的塑料殼體及殼體內部的電路板組成。電路板共有2塊，分別是主板、液晶顯示板。2塊電路板安裝在塑料殼體內，便于一體化拆卸維護、安裝和調試。

2 KJF130監控分站原理

2.1 工作原理

分站電路由主板、顯示板兩部分組成，其中主板上有兩個無線通信板的插槽，便于分站無線通信功能的增加和刪除。主板微處理器為32位ARM處理器，該處理器含有大容量存儲器和動態RAM。處理器的5路RS485串口和2路CAN用于作遠距離傳輸，與其它設備通信，2路以太網電口及光口實現其它以太網設備的接入，光口用于以太網的級聯。分站采用漢字顯示的液晶器作為人機交互輸出，可以顯示4行8列共計32個漢字或64個字符。

2.2 最大傳輸距離

（1）分站至環網接入器、光端機的RS485信號最大傳輸距離為3km (使用MHY32、MHYV或MHYP電纜，芯線截面積不小于1.5mm2)；

（2）分站至環網接入器、光端機的以太網電信號最大傳輸距離為10m (使用MHYV電纜，芯線截面積不小于0.75mm2)；

（3）分站至環網接入器、光端機的以太網光信號最大傳輸距離為10km（使用MGTSV礦用單模光纜；光纖接點總數8個，其中熱熔接點3個，冷熔接點3個，活動連接點2個）；

（4）分站與傳感器、斷電器的最大傳輸距離（包含模擬量信號、開關量信號、RS485數字量信號）為6km(使用MHY32、MHYV或MHYP電纜，芯線截面積不小于1.5mm2)；

（5）分站CAN信號的最大傳輸距離為5km(使用MHY32、MHYV或MHYP電纜，芯線截面積不小于1.5mm2)。

2.3 最大監控容量

4路RS485數字量信號端口（采集控制用），每路可接入8臺RS485數字設備，且分站最多接入6臺RS485型斷電器。

2.4 接線

分站接線按所接信號類型不同，共分為3個接線區。低速總線接線區，分別為RS485信號1-5、CAN信號1-2；電源接線區，分別為電源1-6輸入及電源RS485信號。當電源通過航空插頭接入分站時，不需要改變電源接線；以太網接線區，分別為以太網電口1-2，以太網光口1-2，如圖1所示。

圖1 KJF130監控分站接線圖

（1）低速總線接線區

① RS485-1，提供A1、B1、PE1三個端子，主要用于在分站作為從設備時連接傳輸接口，在不需要對設備供電時，也可以作為主設備連接各傳感器、執行器。

② RS485-2～RS485-5，每路各提供V+、V-、A、B、PE五個端子，主要用于在分站作為主設備時連接各類傳感器、執行器，也可以根據需要作為從設備連接傳輸接口等。

③ CAN-1～CAN-2，每路各提供V+、V-、H、L、PE五個端子，可以連接傳輸接口、各類傳感器、執行器。

（2）電源接線區

① 電源在不通過航空插頭接入分站時，需要在電源接線區接線；

② 電源接線區有3個接線端子共15芯，分別為6路電源的正負極以及RS485的A、B、PE。6路電源的第一路即V1為分站主板的供電電源，V2～V6為各低速總線設備的供電電源，A、B、PE為電源的RS485信號。

（3）以太網接線區

以太網接線區，有2路以太網電口、2路以太網光口。2路以太網電口分別為4芯可插拔式接入端子、RJ45端子；2路以太網光口為SC光纖接口。

3 KJF130監控分站融合理論

（1）利用該礦現有設備資源為基礎，根據煤礦井下多個不同的監測監控類系統中采集參數的特點、數據表達形式以及不同系統對數據傳輸的速度、傳輸頻率、響應時間的不同要求，井下融合建設安全監控、人員位置監測、語音廣播等系統平臺，最終通過綜合調度一體化指揮系統實現對各系統的互聯互動。

（2）井下的安全監控、人員位置監測、語音廣播系統采用同一個傳輸層工業以太環網傳輸。多個監測監控類系統的監控主機均接入到同一個環網內，不同系統的采集控制設備接入到相同的傳輸設備中。

（3）安全監控、人員位置管理、語音廣播等系統采用四層架構，分別是地面監控主機的應用層，井下、井上由交換機、光端機、以太網轉現場總線的傳輸接口等傳輸轉換設備構成的傳輸層，監控分站、采集分站、控制分站等構成的采集控制層，傳感器、執行器構成的現場設備層。

4 KJF130監控分站的應用

（1）6304工作面通過KJF130監控分站把安全監控、人員位置監測、語音廣播系統進行井下鏈路融合，具有相對開放性、通用性和較好的兼容性，所以在現場系統建設過程中，分站設備、網絡傳輸設備以及傳輸線路等不存在重復建設現象，降低建設成本。監控系統網絡構架簡單，人員維護量較小，且各系統的數據可以共享，數據的綜合分析較容易，數據反映較及時，數據評定比較準確。分站應用情況如圖2。

圖2 KJF130監控分站系統融合應用圖

（2）6304工作面安全監測監控、人員位置管理、語音廣播系統實現多個系統的全數字化、格式規范化，支持多網、多系統融合，系統設備支持更高等級的防護等級以及抗電磁干擾能力。快速低成本實現安全監測監控系統、人員位置管理系統、語音廣播對講系統互通互聯的一體化融合的應用平臺，并且能夠擴展多種煤礦自動化系統，可以實現多個系統的現場層級數據融合供調度一體化平臺訪問，且能夠通過調度一體化平臺對多系統進行互聯互動。系統布置情況如圖3。

圖3 6304工作面各系統布置圖

KJF130監控分站具體應用情況如下：

① 分站安裝在6304運順聯絡巷，六采區KJJ32(A)環網接入器安裝在601變電所，分站至環網接入器使用MGTSV礦用單模光纜以太網光信號傳輸，傳輸距離460m。

② 分站至工作面及工作面上隅角GJG100J激光甲烷傳感器、運順切眼、運順中部人員定位接收器使用1根Φ0.43MHYV電纜傳輸，采用RS485數字量信號傳輸，傳輸距離約950m。

③ 分站至回風流甲烷、一氧化碳、溫度、風速、粉塵傳感器及回風流人員定位接收器使用1根Φ0.43MHYV電纜傳輸，采用RS485數字量信號傳輸，傳輸距離約60m。

④ 分站至6304運順皮帶驅動滾動下風側一氧化碳、煙霧傳感器使用1根Φ0.43MHYV電纜傳輸，采用RS485數字量信號傳輸，傳輸距離約100m。

⑤ 分站至6304工作面高防開關斷電器、饋電傳感器使用1根Φ0.43MHYV電纜傳輸，采用RS485數字量信號傳輸，傳輸距離約260m。

⑥ 分站至軌順切眼、軌順中部、軌順聯人員定位接收器使用1根Φ0.43MHYV電纜傳輸，采用RS485數字量信號傳輸，傳輸距離約1300m。

⑦ 分站至運順切眼、運順聯語音廣播箱使用MGTSV礦用單模光纜以太網光信號傳輸，傳輸距離約950m。

⑧ 分站至軌順切眼、軌順聯語音廣播箱使用MGTSV礦用單模光纜以太網光信號傳輸，傳輸距離約1300m。

5 結語

6304工作面KJF130監控分站的融合技術對于減少現場的設備數量、縮減系統的建設成本、簡化現場維護工作量的效果極其明顯。不僅能夠實現系統數據的綜合展示以及一定程度的綜合應用，而且對于現場數據的融合及共享提供了解決方案。