老虎台矿煤矿瓦斯监控系统KJ-4升级故障分析处理

张树江(辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113008)
摘　要:阐述了KJ-4瓦斯监控系统存在的不足,介绍了升级后的煤矿瓦斯监控系统KJ2000的软硬件环境,以及升级后KJ2000系统的常见故障分析处理方法。
关键词:瓦斯监控系统;软硬件环境;技术特点;故障分析处理
中图分类号:TD76　　　　文献标识码:B　　　文章编号:1003-496X(2006)02-0046-02
　　抚顺矿业集团老虎台矿属于高瓦斯矿井,特别是近年来的深部开采,加之开采量增大,采空区体积大,受煤体压力、开采震动、大气压力的影响,瓦斯涌出极为频繁。原有的KJ-4煤矿瓦斯监控系统的数据处理速度、存储能力和软件功能等都已跟不上当前煤矿安全生产的需要。因此,矿里决定在2004年将KJ-4系统升级。升级后的KJ2000系统除继续保持KJ-4系统的技术优势外,还弥补了KJ-4系统软件方面的不足,从而使煤矿瓦斯监控系统技术更趋于先进,保证了煤矿安全生产要求。
1　问题的提出抚顺矿业集团老虎台矿于2001年9月投入使用的KJ-4煤矿瓦斯监控系统,目前主要存在以下几个方面的问题:
(1)不能直接打印参数显示页,不便于操作人员设置和统计参数。
(2)不能自动统计开/停设备的累计时间。
(3)不能自动统计当日或当月报警、断电次数。
(4)不能直观的显示历史曲线、实时曲线。
(5)不能显示某一时间的瓦斯浓度值。
(6)没有故障断电功能。
2　KJ2000煤矿瓦斯监控系统软硬件及技术特点
2.1　KJ2000系统的软硬件组成KJ2000煤矿瓦斯监控系统由地面中心站、调制解调器、井下分站、井下防爆电源、各种矿用传感器、矿用机电控制设备及KJ2000安全生产监测软件组成。
硬件:地面中心站是品牌P4工业控制计算机、KJ2000联网图型工作站、专业多屏显示卡和大屏幕显示器。
软件:Windows2000中文操作平台、MicrosoftVisualC+5.0、Microsoft OLEDB、KJ2000系统软件。
2.2　KJ2000系统主要技术特点(1)主控操作系统采用微软Windows2000中文操作平台,提高了监控软件整体的可靠性和稳定性。
(2)采用三层结构体系:客户端、中间层、数据库服务器。
(3)系统所有数据均以数据库方式存储,数据管理、复制容易。
(4)软件模块分为前、后台两种运行方式。所有定义、数据查询均在前台进行,当前台出现错误(如死机)时,不会影响后台数据采集、控制、存储,保证软件核心模块运行的可靠性。
(5)支持双串口同步循检,最大循检周期为小于等于20 s。
(6)显示页及每页静态、动态图元数量不受限制。
(7)曲线显示支持动态增加、删减方式,支持32曲线同时显示,具有十字架局部放大的功能。
(8)数据可导出为Excel表格,方便用户二次处理。
(9)存储数据。实时数据1个月,运行报告3个月,趋时报告1 a。
(10)具有方便的外接其它子系统扩展能力。
3　老虎台矿使用KJ2000煤矿瓦斯监控系统现状老虎台矿在升级KJ-4系统过程中,将地面中心站设在保安区监测室,与矿调度室、区调度室、矿领导办公室和监测队之间设有多媒体运行终端,以网络形式与地面中心站主机连接。井下安装25台KJ2007G型分站、接入KJ200型甲烷传感器51台、KG2A型开/停传感器21台;地面3个瓦斯抽放泵站安装2台KJ2007G型分站、3台KJ2007D型分站、接入KJ101—45型低浓甲烷传感器5台、WCP8501型高浓甲烷传感器3台、KG2A型开/停传感器11台、KW22型管道温度传感器3台、ST3088型压力变送器6台。

2004年6月15日KJ-4系统全面升级完毕,升级后的KJ2000系统主要用于监控低浓瓦斯,同时还监控瓦斯超限断电状态、局部通风机开/停、注水泵开/停、瓦斯抽放泵开/停。它很好地解决了KJ-4系统存在的6个方面问题,并且在上述负载下,系统运行稳定可靠,但经过一年多的实际运行,发现该系统时常出现一些故障。

4　常见故障及分析处理(1)传感器红色指示灯不亮。甲烷通过载体催化元件转换成模拟信号,经电压放大电路放大后,再经逻辑电路组合,其中一路直接通过LED显示出来,另一路以200~1 000 Hz(对应0~10%CH4)的

频率信号时时向分站传送,再一路送给声光报警电路,当瓦斯浓度超过设定的报警值时,探头即发出报警信号和声音。传感器通过三芯电缆接插件接入电源和输出信号,插件的第1脚为电源正极,第2脚为电源负极,第3脚为瓦斯浓度输出信号。当瓦斯浓度输出信号断线时,传感器红色指示灯灭。检查传感器输出信号线,一般为传感器电路板3脚开焊(因焊点热涨冷缩所致),焊接断线点,指示灯恢复指示。(2)中心站计算机显示所有分站通讯中断。先观察调制解调器工作指示灯是否正常闪亮,如不闪亮,可先检查电源是否有电。如果断定是调制解调器故障,需更换备用调制解调器;如果不是调制解调器故障,就是传输线故障。可利用中心站分线盒内

设置的开关,查找大至出现传输线短路故障所在区域,如关闭3号开关,故障消除说明东岗泵短路。也可将某一部分传输线断开,若故障消除,则说明断点后面的传输线有短路点,然后再逐一排除。

(3)中心站计算机显示紊乱,多个分站显示通讯中断。当分站处于正常工作状态时,分站绿色指示灯亮,处于等待接收主机咨询状态,当主机巡检到该分站后,黄色指示灯亮(绿色指示灯熄灭),向主机回送数据,发送完毕黄色指示灯常亮,这说明通讯板发生了故障,向中心站常发数据,造成系统紊乱。首先查找有故障的分站,更换通讯板;如果通讯板正常,那末肯定是传输线路故障。查找故障线路,应先查找地面瓦斯泵传输线路,因为地面瓦斯泵传输线同电话线同在一根多芯通讯电缆内,当电缆接头进水造成短路时极易产生此类故障。

(4)传感器数显分站0.000。首先判断是线路故障还是分站故障。将分站X11口和X12口对换,如原有通道故障消除,说明是线路故障。也可将探头直接接到分站附近的接线盒上,如故障消除,说明是线路故障,查找线路故障点,排除后重新接好;如故障仍存在,说明是接线盒至分站19芯插头故障或分站故障,可更换插头或分站;如果不是上述两种情况,肯定是探头故障。一般是+18V-RR8连接线断路,只需焊接连接线,否则就更换探头。

(5)分站绿色指示灯常亮,黄色指示灯不再闪亮。绿色指示灯常亮,说明分站本身工作正常,只是分站至传输线干线之间断线,只要进一步查找断线点,重新连接即可排除故障。

(6)传感器显示的值变小。由于煤尘等杂物将传感器气室通路堵塞,会使传感器灵敏度下降,导致显示的值变小。小心清理气室外罩上的煤尘,一定要注意避免探头淋水、喷水。

(7)传感器工作一段时间后,无显示,只有调试孔照明灯亮。因电源模块工作不稳定常导致这种现象发生,只有更换电源模块,才能排除此类故障。

(8)分站发送、接收指示灯常亮。芯片AT89C52损坏会导致这种现象,只有更换芯片,才能排除此故障。

　　作者简介:张树江(1963-),男,内蒙古赤峰人,工学学士,副教授,1987年毕业于山西矿业学院工业电气自动化专业,现任辽宁石油化工大学职业技术学院教务主任,主要从事自动化专业的教学与研究工作。

(收稿日期:2005-10;责任编辑:金丽华)