重庆安富机电公司
始终遵循系统应具备高可靠性、性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监测、监控等管理信息有效获得的需要。设计依据为
1、《煤矿安全规程》2006年版
2、《矿井通风安全质量标准化标准》
3、《矿井通风安全监测装备使用管理规定》
4、《煤矿监控系统体设计规范》
5、《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
6、《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
7、《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》
8、《KJ90NA型矿井综合安全监控系统产品标准》
9、《煤矿安全质量标准化标准》
10、《煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)》2006.05
11、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)》2007.04
KJ90煤矿安全监控系统改造的原因
系统经过多次补套、监控设备（硬件）运行稳定为XXX矿的安全生产发挥了重要作用。随着XXX矿生产水平和管理水平的不断提高，现有的监控系统模式及监控系统软件功能（如：短信报警、语音报警、报表格式、双机热备、系统断电反应时间等功能）不适应矿方的监控需求、管理需要及相关规定。
根据安全生产管理局发布的《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》及国务安全生产委员会办公室[2006]21号文件相关规定。重点煤矿应于2007年底前完成改造煤矿在用安全监控系统，改造之后的安全监控系统 必须符合AQ6201-2006技术要求及AQ1029-2007管理规范。
综上原因，对现有的KJ90煤矿安全监控系统升级改造迫在眉睫。从技术角度、系统改造投资等方面考虑，选用煤炭科学研究重庆分新的符合AQ6201-2006新标准的KJ90NA煤矿安全监控系统对原KJ90煤矿安全监控系统进行技术改造。
通过对原装备的煤矿安全监控系统进行改造，使得改造后的新系统达到《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》，《AQ1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》主要从以下几个方面进行改造：
1. 由于AQ6201-2006新标准对软件从许多方面进行了规范（包括功能菜单，操作模式等），使得查询分析各种数据报表更为方便、直观，便于监管部门操作使用。所以系统软件必须升级改造，此方案中将免费为XXX矿升级监控软件，见AQ6201-2006标准的4.6 软件功能部分；
2. 系统具备双机切换功能，当某台监控主机出现故障等原因时，另一台监测主机投入工作（见《通用技术要求》4.5.9条）。因此在本次须对监控主机进行更换，更换后的计算机须支持双机热备接口，并配置双机热备装置；
3. 根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》8.1条安全监控设备检修室配备稳压电源、示波器、频率计、信号发生器、万用表、流量计、声级计等仪器设备。
4. 根据《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》9.1条地面中心站的装备之规定，机房增设录音电话、双回路供电、声光报警器、防火墙等设备；由于监控室现有的UPS电源容量太小及备用电池使用时间不足2小时的，此次改造进行更换；
5. 根据新标准的防雷方面要求，本次系统改造须增加网络避雷器。
6. 根据知识产权保护法，在监控计算机上采用正版Windows 2003 Server操作系统（建议一台计算机一套）、SQL 2005 Server 数据库、杀毒软件和双机软件。
1. AQ6201-2006新标准的4.7.5条规定断电时间由原来的30秒降低到2秒，第4.7.10条、第4.7.15条分站至传感器的传输距离由1公里提高到2公里，所以系统分站需要进行改造或更换。对我单位生产的原监控分站以2003年3月1日为限，以前的更换主板、以后生产的更换芯片，并淘汰原有的KFD-3X或KDF-3X型小分站（XXX矿现有分站情况说明：2003年3月1日以前生产的KFD-3/KDF-3型中分站6台，需要更换主板；2003年3月1日以后生产的KDF-3型中分站10台，KFD-2型大分站6台，只更换主板芯片。）；
2. 根据《煤矿安全规程》2006版第160条和《通用技术要求》第4.7.13条之规定，须对分站备用电源进行更换；
3. 为了提高通讯质量，将原来的DPSK通讯方式改为国内传统的RS485通讯方式。
1. 根据AQ1029-2007等新标准规定，传感器的稳定性不小于15天。所以对矿方现有的瓦斯传感器进行改造，改造方式：更换稳定性大于15天的崔化元件和热导元件，新加铭牌标签（XXX矿现有瓦斯传感器情况说明：低浓度瓦斯传感器42台，需要更换传感器元件；高低浓度瓦斯传感器5台，需要更换传感器元件。）；
2. 根据AQ1029-2007第7.7.4条等新标准规定，为监测被控设备瓦斯限是否断电，被控开关的负荷则必须设置馈电传感器，因此在改造时对没有馈电传感器的断电区域新增馈电传感器；
3. 根据国务安委会21号文件和AQ1029-2007使用规范的第4.5条以及AQ6201-2006通用技术要求之规定，非系统关联的设备不得任意挂接，若要挂接须经授权的检验机构进行防爆关联检测后方可挂接。因此在本次系统改造对非关联检测的设备进行更换；
4. 根据《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》的规定对高瓦斯、突出矿井的采煤工作面增加上隅角瓦斯传感器；
5. 根据《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》的规定对自燃矿井须在采区回风巷、一翼回风巷、回风巷增加一氧化碳传感器；
6. 根据《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》的规定采用带式输送机、机电硐室须增加温度传感器；
7. 根据《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范（AQ1029-2007）》的规定采用带式输送机、机电硐室须增加烟雾传感器；
8. 掘进工作面局部通风机的风筒末端建议增加风筒传感器；
瓦斯监控系统技术说明
随着对安全生产的日益重视及根据该矿安全生产的实际情况，煤炭科学研究重庆研究利用具有知识产权、符合AQ6201-2006新标准要求的KJ90NA型矿井综合安全监控系统进行方案设计。
煤炭科学研究重庆研究有很强的产品研制开发能力，特别是在矿井安全监测仪器仪表、各类传感器、断电控制器、计算机软件及监控系统等方面有雄厚的技术实力。所有这些产品的技术含量、产品质量、系列化、产品种类、售后服务保障及产品技术支持在国内都属，许多其它型号的煤矿监控系统都选配我们的产品为其配套，有很大的市场占有率。随着监测技术的不断发展，重庆研究还在不断的研制开发新产品或已有产品的升级换代，特别是计委投资2500万建设的“煤矿安全技术工程研究中心”（建设一条仪表生产线、一条机械装备生产线、三个安全实验室）为我们提供了更好的后续发展能力。
KJ90NA型矿井综合安全监控系统自配套能力强，监控系统的各类设备及监控软件均由煤炭科学研究重庆研究一家研制、生产。产品高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代提供可靠保障。
KJ90NA矿井综合安全监控系统所配套用各种矿井产品的“三证一书”齐全。
型矿井综合安全监控系统主要特点表现如下：
1、在系统软件方面
KJ90NA型矿井综合安全监控系统的软件，包括其系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件、多媒体图形图像监控软件等。运行环境到现在的WIN 2000/XP/2003。
它是一套综合性软件，支持安全监测、生产监测、抽放、火灾、人员定位、考勤、工业电视、视频会议等各种子系统；操作方便；网络功能强大；可靠性好，支持C/B/S模式；支持异地远程访问（采用通用浏览器）；图形软件支持矢量图方式；全局联网支持webGIS方式（支持光纤、GPRS（CDMA）、ADSL、微波、卫星等方式联网）、GPRS（CDMA）分级报警功能（手机短信）------需扩展功能（此次方案中不含此功能设备）。
（1）由于在软件开发过程中采用了的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，系统具有更加灵活的集成方式，可适应不同用户对系统规模的要求，有很高的扩展性和开放性；
（2）由于系统运行于WIN 2000/XP/2003多任务环境，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术。实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接；
（3）地面中心站为开放式系统，软硬件可以扩充，系统地面设备以全网络方式运行，支持NT及NETWARE网络操作系统，运行协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX，可与企业计算机局域网实现网络互联，方便与生产监控、工业电视和生产调度系统的联网，在网上可运行任意网络终端，同时支持终端通过服务代理的远程连接（通过公用电话PSTN网），实现监控信息的远程实时共享。
（4）中心站软件目前与企业构筑的Internet/Intranet网络环境能很好的融合。开辟了网络化售后服务手段，用户随时可通过我们的网站得到诸如单位概况、新产品信息、技术支持、资料下载、软件升级，电子邮件通讯（疑难解答，技术讨论等）等服务。
（5）主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证气体限断电，万无一失。
（6）监控数据采用的变值变态存储技术，存储时间长，可达10年以上。
（7）支持主、副监控主机定期进行监控数据切换。
2、在系统硬件方面
（2）系统监控分站、电源开发了各种型号规格，形成了大、中一体化及分体式等系列，可满足不同需求，且在产品体积，重量，性能方面较同类产品具有较大优势。
（3）系统分站大容量本安电源技术：设计减流型与截流型相结合的快速反应功率安全栅保护电路实现大容量本安电源输出，并具有保护自恢复功能提高本安输出带载能力。针对《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术条件要求》，研制开发的矿用隔爆兼本安直流稳压电源，传输距离达到2Km，为矿井远距离传输节约大量电缆。
（4）系统分站宽压开关电源技术：采用高效率的单片开关电源芯片，设计宽输入高效率开关电源电路，适应矿井电网电压波动，提高电源输出带载能力。
（5）系统分站备用电源智能充放电管理技术：针对矿井安全监控系统的要求，设计备用电源无缝隙交直流切换、合理的充放电保护电路及充放电管理程序设计，提高备用电源的可靠性和使用寿命。
（6）在各类传感器及断电器方面KJ90NA型煤矿安全监控系统是国内自配套性强的系统，其各类传感器、断电器全部由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，不但如此，我们生产的各类传感器、断电器等还给国内许多系统配套，在市场上占有很大的份额，许多传感器如瓦斯、风速、烟雾、CO等属“六五”、“七五”、“八五”、“九五”攻关成果，具有很高的。
（7）监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。
（8）分站具有智能口功能以方便接入各种智能设备如：接入核子称后能够显示原煤产量等累计量的实时值和累计值。
（9）KJ90NA系统分站处理系统在国内采用了ARM 32位嵌入式微处理器，相对于16位处理器性能更加优越，完全能满足了分站断电时间小于2秒的新要求，并且分站通过了新标准的检验。
系统采用的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。因此本方案设计为分层结构，具体组成如下：
1、地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；主要有主控机、数据传输接口、打印机、UPS电源、大屏幕显示、避雷器等设备；
2、系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等；
3、各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器、摄像头等设备，是整个监测系统前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。
KJ90NA型矿井综合安全监控系统监控地面中心站采用全网络化结构。便于实时监测信息、图像信息及文件共享。网络构成为Ethernet以太局域网，通信协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。
1. 操作采用全汉字菜单及窗口提示。支持多种汉字输入方法，人机界面友好，全面遵循WINDOWS窗口风格。鼠标操作，通用性好，可操作性强。
2. 监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作。全面支持实时多任务。在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、分析运算、限报警控制、查询、编辑、动态定义、网络通信、绘制图形和曲线并打印实时报表、限报表和班、日、月报表等工作。
3. 屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止，显示页可随意调出。在监测显示画面中，可对数值、转动、位移、断电状态、馈电状态、设备开停状态、风门开关状态、报警信息、往返、仓位、流量、电量等根据监测量实现功能强大的模拟动画显示。
4. KJ90NA型矿井综合安全监控系统中心站及网络终端以局域网方式联网运行， 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，网络通信协议支持TCP/IP、NETBUI等。
5. 可以在地面中心站连续集中监测处理多种环境和工况参数，模拟量和开关量可实现任意互换。
6. 监控软件提供有控制软件包，控制逻辑可由用户设置编排。具有井下任一分站的测点限而由另一台分站控制断电的异地交叉断电功能。同时还具有传感器就地、分站程控、中心站手控三级断电能力，并具有风、电、瓦斯闭锁功能。在紧急情况下，系统操作人员可在地面中心站向井下分站直接发送控制命令，从而控制井下电器设备的断电或声光报警。
7. KJ90NA型矿井综合安全监控系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值、曲线、柱图等多种形式进行屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据(每个模拟量测点的大值、小值、平均值；每个模拟量测点24小时内的大值、小值、平均值及确切时间；每个模拟量测点限或故障的时间及次数累计值；每个开关量测点24小时内的开停及故障累计次数和累计时间)， 系统采用变值变态存储技术，可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅和打印。
8. KJ90NA型矿井综合安全监控系统具有很强的自检诊断功能， 能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。可查询非正常状态的开始时间及持续时间。具有人机对话功能：通过主控软件修改井下分站号、设定断电参数、设定报警参数等。
10．KJ90NA型矿井综合安全监控系统提供有采样间隔少1秒的数据实时密采功能，并且实时密采数据可每天连续存储，至少存储1年的实时数据。
11．KJ90NA型矿井综合安全监控系统对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表。
12.联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。
13. KJ90NA型矿井综合安全监控系统具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活，用户可根据实际需要进行扩展。可扩展接入诸如瓦斯抽放、工业电视、电网监测等多个子系统，形成一套集安全监控、生产调度管理、局矿办公自动化网络于一体的计算机监控网络综合系统。有广域网接口，易于形成互联网络。
14. KJ90NA型矿井综合安全监控系统表格丰富，格式可由用户任意编排，或由矿方提供具体报表格式，以满足各监测管理数据报表的形成输出。
15. KJ90NA型矿井综合安全监控系统组态方式灵活，监控主机对分站采用主从队列两种扫描方式，操作员按照需要对各分站安排不同的采样周期，实现对重点分站加以监控。
16. KJ90NA型矿井综合安全监控系统监测处理参数的类型丰富，模拟量有瓦斯、风速、负压、温湿度、CO、氧气、烟雾、水位、电流、电压、功率、煤位等；开关量有设备开停、风门开关、馈电状态、电网刀闸等。
17.监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断监测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。
18. KJ90NA型矿井综合安全监控系统软件设有多级口令保护，只有授权人员才能登录操作，有效防止了系统数据的损坏和病毒感染。软件运行可靠性高。误操作时有声音、对话框提示。
19．在实时监视画面，可对屏幕任意显示测点单击鼠标右键，弹出快捷菜单，快速的查询该点的数据、曲线、定义、运行状况等信息。
20．查询可同时显示六个测点的曲线并可通过游标获取相应的数值及时间，显示曲线可进行横向或纵向放大。查询时间段可任意设定(小一个小时，大一个月)。同时提供有对曲线的分析、注释文字编辑框。
21．断电控制具有回控指令比较，可确保可靠断电，当监测到馈电状态与系统发出的断电指令不符时能够实现报警和记录。
1.井下分站含备用电源，当交流断电时，分站与传感器由备用电源供电，可连续供电2小时以上。
2. KJ90NA型矿井综合安全监控系统分站有多种系列供用户优化配置，分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置，而且分站可以就地通过红外遥控器进行手动初始化。
3.在井下分站完全断电情况下之后恢复供电，即使井下分站与地面中心站失去通讯联络，分站也能够继续、独立地进行工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯限断电报警、断电和复电控制功能，断电逻辑可实现瓦斯风电闭锁装置和瓦斯断电仪的全部功能。断电距离大于2.5Km。
