KJ206维护手册.docx
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KJ206维护手册
KJ206抽放计量系统
维护手册
张鸣春主编
大阳泉煤炭有限责任公司监测队
二〇一〇年九月十四日
前言
瓦斯灾害是煤矿生产严重灾害之一，矿井安全监控系统的推广与使用是防治瓦斯灾害的技术手段之一，2002年国家煤矿安全监察局在总结各地瓦斯灾害防治成功经验的基础上，提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针，2009年又提出瓦斯治理十六字方针即“通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位”，确立了瓦斯防治的指导思想和方法。
我公司于2008年在瓦斯抽放泵站安装了KJ102N安全监控系统，用以计量泵站管道中的瓦斯浓度、管道温度、流量和压力，2010年根据新的要求和生产实际，KJ102系统改造为上海钱阳机电有限公司生产制造的KJ206系统，新增了井下管路的抽放参数的测量。
为了规范KJ206系统的安装、维护和维修，监测队组成以张鸣春为组长的编写小组人对KJ206系统的维护、维修进行手册编写，本手册从国家行业标准的规定、KJ206的特点、软硬件的使用以及抽放计量用传感器的安装和维护进行了详细的阐述，特别是故障部分的处理，更是融入了张鸣春等的丰富的现场经验。
张鸣春同志从事监控工作18年，具有丰富的现场经验，监测队对张鸣春等编写手册工作人员的辛苦工作表示衷心感谢，希望全体维护工认真学习本手册，把KJ206系统管理好，使用好。
对本手册编写提供便利的上海钱阳机电有限公司技术人员、本公司通风区、防尘抽放队等兄弟单位的大力协助表示感谢！
大阳泉煤炭有限责任公司监测队
二〇一〇年九月十四日
目录
第一部分行业标准对抽放计量等的相关规定
第二部分KJ206安全监控系统（抽放计量系统）
第一节系统概述
第二节KJ206系统特点
第三节KJ206在抽放计量中的使用方法
第四节抽放计量装置（含传感器）的安装、使用和维护
附一：
有关抽放的基础知识
附二：
大阳泉公司抽放计量监测系统管理细则
第一部分行业标准对抽放计量等的相关规定
一、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）对抽放计量的规定：
6.15瓦斯抽放泵站甲烷传感器的设置
6.15.1地面瓦斯泵站内必须在室内设置甲烷传感器。
6.15.2井下临时抽放泵站下风侧栅栏外必须设置甲烷传感器。
6.15.3抽放泵输入管路中应设置甲烷传感器。
利用瓦斯时，应在输出管路中设置甲烷传感器；不利用瓦斯、采用干式抽放设备时，输出管路中也应设置甲烷传感器。
7.4瓦斯抽放管路中其它传感器的设置
瓦斯抽放泵站的抽放泵输入管路中宜设置流量传感器、温度传感器和压力传感器；利用瓦斯时，应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器。
防回火安全装置上宜设置压差传感器。
二、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2007）规定
5.5.9抽放泵运转时，必须对泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。
第二部分KJ206安全监控系统（抽放计量系统）
第一节系统概述
KJ206型煤矿安全监控系统（以下简称系统）是一种具有煤矿安全监控功能、瓦斯抽放监控功能及风电甲烷闭锁功能的、全新的监控系统。
具有实时监控、即时报警、数据查询、数据报表、地面控制等功能。
该系统将生产、安全、管理等方面的信息有机地整合到一起，进行分析处理、统计、优化、发布，从而实现矿井"管、控、监"一体化及减员增效的目标。
系统在地面由监测主机、图形终端、网络服务器、打印机、KJ206-J信息传输接口；井下由KJ206-F矿用本安型分站、KDW660/5B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDW660/18B矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、井下远程馈电断电器、声光报警器、温度传感器、一氧化碳传感器、以及甲烷传感器等组成。
是一套集矿井安全监控、生产工矿监控内容为一体的矿井安全生产综合监控系统。
主要技术指标：
容量：
64个分站，512个输入量，256个控制量
中心站与信息传输接口的传输方式：
以太网传输
中心站与信息传输接口的传输速率：
10Mbps/100Mbps
中心站与信息传输接口的最传输距离：
≤100m
信息传输接口与分站的传输速率：
10Mbps/100Mbps
信息传输接口之间的最传输距离：
≤20Km
分站与信息传输接口的传输方式：
主从、异步、半双工、RS485
分站与信息传输接口的传输速率：
2400bps
分站与信息传输接口的最传输距离：
≤10km
分站与传感器（甲烷、一氧化碳）或执行器等的最距离：
≤2km
巡检周期：
≤30S
处理精度：
≤±1.0%
画面刷新：
≤4S
电源波动：
90%~110%（地面）、75%~110%（井下）
处理传感器种类：
瓦斯、风速、一氧化碳、温度、烟雾、开停、风门、馈电、流量等
第二节KJ206系统特点
该系统对目前的主从式监控系统传输网络体系结构进行了全面升级换代。
采用工业以态网+现场CAN总线多主传输网作为系统的主要数据通信平台，使这种系统在反应速度、可靠性、传输距离、系统节点容量、集成能力、兼容性及开发性方面与现有系统相比有质的飞跃。
主要由煤矿地面检监控中心站、防爆工业以态网交换机、井下宽带传输分站、嵌入式视频服务、网络信号放大器、传输光缆及双绞线等组成。
该系统除了具有现有系统的主要功能外还有以下特点：
一、传输方式灵活、速度快：
1）系统传输平台采用采用工业以态网+现场CAN总线多主传输。
即：
根据矿的具体情况，可采用主从式RS485传输或TCP/IP以太网传输。
2）通讯速率高，传输距离远，抗干扰和雷击能力强。
由于系统采用光信号传输，改进了传统电信号传输时经常被雷击的情况，不需要传输线路避雷器。
3）采用先进的多主并发通讯模式，系统检测速度快，实时性强；
4）彻底突破了低速总线下的技术瓶颈，系统节点容量大大增加；
5）能进行语音、数据、图象的综合传输，快速进行压缩及解压缩处理；
6）系统支持冗余环网工作模式，故障自愈时间短，通信可靠；主从式和多主式煤矿监控系统性能比较见下：
分站容量
传输速率
实时性
传输距离
稳定性
兼容性
传输信息
主从式系统
64台
2400bps
<=30s
<=15km
一般
差
数据
多主系统
1000台
10/100Mbps
2s
<=40km
好
好
多媒体
二、采用变值变态记录方式：
“变值变态记录”顾名思义就是在测点数值或状态改变时进行记录，“变值变态记录”优于“定时记录”。
变值变态记录具有两方面的优点：
1）当测点数值保持不变或变化范围较小的情况下，不需要重复记录这些相同或基本相同的数值，变值变态记录就使这些重复的记录减少到最低程度；
2）当测点数值变化较大、较快时，又可详细记录每一变化的细节。
而对于“定时记录”在上述两种情况下，则分别会出现重复记录和丢失记录的情况。
三、异地控制比传统的灵活：
一个测点可关联64个异地断电（理论上可关联本系统所有异地控制量）。
1）一控一：
一个瓦斯测点超限，控制一个断电器断电；当此瓦斯测点恢复正常后恢复供电。
2）一控多：
一个瓦斯测点超限，可以控制一个以上的断电器断电；当此瓦斯测点恢复正常后将被控制断电的断电器全部恢复。
3）多控一：
当多个瓦斯测点中的任意一个测点超限，就控制断电器断电；而当这几个瓦斯测点都恢复正常后，才将断电器恢复。
当被控控制量测点未定义时，不进行程序控制。
对于同一个被控通道，当手动控制后，程序控制不再起作用（无论断电还是恢复），直到手动控制解除；当程序控制后（无论断电还是恢复），手动控制仍可起作用。
即所谓的“手动控制高于程序控制”。
四、系统容量大：
1）本系统分站采用8开8模（可互换）8控（如下图所示）。
可同时接入16个模拟量或者16个开关量，给矿上使用带来了很大的灵活性，也节约了成本。
2）系统采用TCP/IP协议传输时理论上一个IP段可接入256个IP地址，而一个IP地址同时对应4个分站通讯，所以可接大于1000个分站。
3）由于分站可接入16个模拟量，当把分站用做抽放计量时，一个分站可同时接入4套抽放（抽放一般由压力传感器、差压传感器（或流量计）、温度传感器、甲烷传感器四个传感器组成）。
五、图形采用矢量图：
可无极限放大缩小，传统软件由于采用位图，图形放大时出现模糊失真。
本系统完全改进了图形放大时出现失真问题。
第三节KJ206在抽放计量中的使用方法
KJ206-F分站可接入16个模拟量，当把分站用做抽放计量时，一个分站可同时接入4套抽放（一般由压力传感器、差压传感器（或流量计）、温度传感器、甲烷传感器四个传感器组成）,故系统可组成4套抽放。
1、传感器设置
传感器接入分站的顺序是：
管道高浓（测点端口：
1、5、9、13），管道温度（测点端口：
2、6、10、14），压力传感器（测点端口：
3、7、11、15），差压传感器（测点端口：
4、8、12、16）
注意：
定义的测点对应关系固定，不能随意改变顺序，改变顺序会造成计量不准。
2、分站设置
2.1所有的测点都设置成模拟量，测点设置顺序需与传感器一致，分别为管道高浓，管道温度，压力传感器，差压传感器。
2.2分站设置时一定要设置分站IP地址，且设置分站应选抽放计量分站。
3、系统软件设置
3.1、抽放定义
如图所示，如果要设置抽放计量，需在测点定义中把需要的测点设置成对应的模拟量，然后在这里关联成抽放即可，如果在测点设置里没有配置对应的传感器，在抽放定义里则无法选择。
如：
5号分站的一套分站设置：
管道瓦斯浓度测点号：
005A01;温度测点号：
005A02；压力测点号：
005A03；差压测点口号：
005A04；流量系数：
10000；管道直径：
500；流量编号：
005F01;纯流量编号：
005F05；累计量编号：
005Q01;纯累积量编号：
005Q05；标况流量编号005F09;标况纯流量编号：
005F13；标况累计量编号：
005Q09;标况纯累积量编号：
005Q13。
（以上定义不能随便更改）
差压传感器的测点类型有1000，2000，3000，5000，10000等5种类型。
3.2、抽放配置
下图所示：
只要在对应的抽放口上打对勾，确认显示的流量系数就可以了，但要求对应口必须正确。
点击确认即可。
3.2.1、累计量清零
可对对应抽放计量分站进行累计量清零，当你觉得需要清零的时候，选中抽放编号，点确定即可对对应抽放清零
3.2.2、流量系数配置
选中对应抽放，填好对应抽放流量系数，点击确定，即可对对应抽放设置流量系数；如果没有对对应抽放设置流量系数，会出现抽放计算不正确，流量系数在使用时，一定要设置。
3.3、测点定义
测点定义是系统定义的核心，只有通过测点的定义，才有可能实现数据的监测。
在菜单栏中用鼠标单击“参数设置（S）”菜单，弹出下拉式菜单，如下图所示
选择“测点定义（S）”菜单，弹出登陆界面，选择用户名，输入相应的密码，单击“登陆”，如下图所示
进入测点定义对话框，如下图所示：
在该对话框内包括：
分站及端口定义、模拟量定义、开停定义、控制量定义、流量定义。
分站及端口定义
（1）、选择分站号：
在“选择分站号”栏下拉式菜单中（数值范围：
001~255）选择分站号，如：
005（若005后面有★符号表示003#分站已经定义）；
（2）、设置分站IP地址：
如005#分站的IP地址为172.168.2.107；
（3）、选择分站类型（与井下实物一一对应）：
分站类型包括：
抽放分站、八模八开八控互换、四模四开四控互换；如005#分站的分站类型为：
八模八开八控互换
（4）、输入分站位置（即现场分站安装位置）：
如005#分站的分站位置为：
800管道。
当分站不用抽放计量功能时选择八摸八开就是一个16路的分站。
可接入16路输入和8路开出。
第四节抽放计量装置（含传感器）的安装、使用和维护
1、V锥流量计
V锥流量传感器是一种新颖差压式流量计，可精确测量宽雷诺数范围内的各种流量条件中的流体。
和其它差压式流量计原理一样，都是根据在封闭管道中连续流动的流体能量守恒的伯努利方程进行测量，对于理想的流体，介质的流速与差压的平方成正比。
V锥流量传感器独特的锥形节流的物理结构，不但扩大了介质流量的测量范围，还具有流体整流的特殊构造，因此在工艺上直管段要求很低，完全不同于其它差压型流量计需要很长的直管段来流体展流。
V锥流量传感器继承了传统差压式流量计稳定性好，通用性强的优点，并避免了传统差压流量的局限性。
1.1、V锥流量传感器的原理
V锥流量传感器的基本原理是在测量管中同轴安装的V锥体和相应的取压口。
该测量管和V锥是经过设计精密加工的，流体在测量管流过V锥体时，与流动的流体互相产生作用，在锥体前重新形成流态，局部收缩使流体的流速加快，静压下降。
在V锥体的前后产生差压ΔP，此差压的高压（正压）是在上游流体收缩前的管壁取压口处测得的静压力P1，而低压力（负压）则是在内锥体朝向下游端面，V锥中心轴处所开取压孔处压力P2。
1.2、V锥传感器的主要技术参数
①精确度等级：
0.5级（差压变送器精确度应高于0.2级，含0.2级）。
②公称压力为：
PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.5、PN4.0、PN6.3、PN10.0。
③量程比（范围度）：
10：
1（也可以按照用户需求小于此值）。
④工作温度范围：
传感器工作温度范围：
-40℃~700℃。
⑤环境温度范围：
传感器工作环境温度范围：
-40℃~65℃。
⑥安装所需要的直管段：
传感器前直管段长度不小于3D，后直管段不小于1D。
⑦适用介质：
气体、液体和蒸汽（饱和或过热蒸汽）。
⑧连接方式：
法兰连接、法兰对夹连接，直接焊接连接。
1.3、V锥流量传感器取压口与管道相对位置示意图
1.4、故障现象基本可以归为四大类型：
（1）管道有流量仪表无输出；
（2）管道无流量仪表有输出；
（3）流量示值波动不稳定；
（4）流量误差超出允许范围；
引起上述故障主要源于以下二方面：
1工艺原因，2仪表原因。
其中仪表原因又可分为仪表本身和辅助部件二部分。
仪表本身包括：
流量计、变送器、测温元件、显示仪等；辅助部件包括：
阀门、导压管、接头、吹扫等。
而引发故障的根源多数是辅助部件造成。
查找故障的正常顺序为：
先工艺后仪表。
1.4.1、工艺原因：
对出现的问题，应确定是否是工艺原因引起的，因此首先所做的应该是查找连接工艺，现场查看与出现故障仪表有关的工艺流程、介质状态（温度、压力）及阀门开度、机泵运行状况等。
有时常常是工艺状况发生改变或出现了异常，但执机人员尚不清楚，误判断为仪表故障。
如果维护人员没有真正弄清故障原因，就对仪表系统进行拆卸检查，不但不能解决问题，反而会使故障扩大，甚至使问题变得越处理越复杂。
下述几种情况都有可能使流量出现变化造成误判断，例如：
工艺负荷发生了改变。
操作人员乃按改变前的经验数据去分析判断，可能就会把正确的流量值误认为有偏差。
管道内的实际流量太小，已经处于流量计测量死区，仪表没有显示是正常的，但却被误认为是故障。
切不可认为：
只要管道内有流量，不管流量大小仪表都应该测量出来，这就好比用钢板尺量不出微米数值的道理一样。
1.4.2、仪表原因及处理：
如果确认工艺系统正常的话，再开始检查仪表（差压传感器）差压传感器故障的原因可分为二部分，仪表本身的问题及辅助部件的问题。
对二者故障率来讲，辅助部件故障出现的机率比仪表本身高得多，所以是重点检查部分。
对于查故障的顺序没有固定规律，一般依据故障现象初步判定大体部位后再动手处理。
1.4.3、管道有流量仪表无输出
这种故障比较容易判断，第一步首先检查传感器供电是否正常，若供电正常，测量一下是否有电流输出（应大于4mA），若有电流输出说明故障基本不存在变送器，应检查显示仪表部分。
若无电流输出或电流≤4mA，则应进一步检查变送器，对于电流＜4mA的，可能是零点偏低较大造成流量较小时无输出，可通过重新调零检查处理。
对于无电流输出或≤2mA的，可能是变送器出了故障。
1.4.4、流量仪表的日常维护
流量仪表的日常维护是保证其长期稳定工作的一项重要工作，主要工作如下：
①根据现场的不同工作条件，制定切实可行的巡回检查制度，并能认真执行。
②巡回检查流量系统各仪表、各辅助部件有无异常情况发生。
③按照相关规定，定期进行排水、排气工作，特别是正压侧，一定要定期及时排放。
2、GJD100型高浓度甲烷传感器使用说明
2．1概述
GJD100型高浓度甲烷传感器是一种数字式的甲烷浓度测量仪器。
2．2主要技术指标
①甲烷传感器测量范围：
0～100.0%CH4。
输出为200～1000Hz。
②报警点：
10.0%～50.0%CH4可任意选定。
③供电电源：
12～18VDC。
④电压为18V时工作电流≤55mA。
⑤信号传输与本安供电最大距离：
2km。
⑥在4.00～100.0%CH4范围内，甲烷浓度恒定时，传感器显示值或输出信号值（换算为甲烷浓度值）变化量不超过4.0%CH4。
⑦报警声级强度在距其1m远处的声响信号的声级应不小于80dB；光信号应能在20m处清晰可见。
⑧传感器的响应时间应不大于30s。
2．3工作原理
热导元件检测高浓度甲烷（0～100.0%CH4）
2．4使用说明（详见说明书）。
2．5常见故障：
1、零点漂移；现象是传感器显示为0，且闪动显示。
2、精度下降：
现象是传感器显示偏大后偏小。
处理办法是重新标校传感器。
3、GWD80G型煤矿用管道气体温度传感器使用说明
3．1概述
GWD80G型煤矿用管道气体温度传感器为本质安全型仪器。
主要用于测量煤矿气体管道里的环境温度。
3．2工作原理
温度探头选用精密集成半导体温感元件，其输出电流随温度变化。
探头有效测量温度范围为-55℃到+150℃。
输出200-1000Hz的频率信号，通过按键可设定温度的报警上限和报警下限。
3．3主要技术指标
1．测量范围：
0℃-80℃
2．输出信号：
200-1000Hz（对应满量程）
3．传输距离：
2km
4．工作电压：
DC12-18V
5．工作电流：
18V时正常工作≤55mA；报警工作电流≤80mA。
3．4使用
本传感器的电源和信号采用三线制，航空插头的1号线（棕色线）按本安电源的正电源，航空插头的2号线（黑色线）按本安电源的负电源，航空插头的3号线（兰色线）为对应温度的信号输出线。
调整过程如下，将探头置于0度的温度场中，待显示稳定后调节P1电位器，使显示器显示0℃，此时输出频率应为200±1Hz。
温度报警上限的设定，按以下S1功能键，使显示为“A**.*”，然后按S3增加键或S4减小键，使显示值达到我们要设定的温度报警上限为止，接着按一下S2确认键进行确认。
温度报警下限的设定，按一下S1功能键，使显示为“B**.*”，然后按S3增加键或S4减小键，使显示值达到我们要设定的温度报警下限值为止，接着按一下S2确认键进行确认，再按一下S1功能键，退出设定状态，进人正常的温度检测状态。
4、GDP200型压力传感器使用说明
4．1主要技术指标
1.测量范围：
OkPa～200kPa。
（可调）
2.基本误差：
传感器的基本误差为±2%。
3.信号制式：
4～20mA。
4.工作电压：
12v～18vDC电压为18V时工作电流：
≤20mA
4．2传感器的接线方法（见图）
+接电源正、-接电源负
4．3调节说明：
按下S键6秒后，显示频显示“PASS”再按Z键，显示频显示数值并且光标闪烁。
闪烁位为修改位，按Z键该位数字加1但不进位。
长按Z键4秒光标移位。
按上述操作方法修改此值为160，再按S键进入下一参数调整程序。
各参数的意义如下：
参数提示符
数值
意义
PR55
XXXXX
密码校正，密码为160
Bd5H
XXXX.X
量程
Bd5L
XXXX.X
零点0
XXXXX
显示单位10=kPa,11=Pa
以下按S键到正常显示
正常工作时仪表三通阀门（一体化三阀组）中间阀门关闭，左右阀门开启，打开变送器上面的放液阀（排气排液阀），三通阀门中间阀门打开，左右阀门关闭，调试零点时完毕后，然后拧紧变送器上面的放液阀（排气排液阀），同时开启左右阀门，再关闭中间阀门，严禁先关闭中间阀门，后开启左右阀门。
4．4安装注意事项
①传感器上L是英文low的缩写，表示低；H是英文high的缩写，表示高。
安装时H侧应为高压侧L侧应为低压侧。
②调0点时要按使用说明进行。
水平放值。
4．4常见故障及处理办法
4．4．1故障现象
（1）管道有流量仪表无输出。
（2）管道无流量仪表有输出。
（3）流量示值波动不稳定。
（4）流量误差超出允许范围。
4．4．2处理办法
（1）先查仪表是否正常，当无差压时输出为4mA。
无输出和输出小于4mA说明传感器有故障。
（2）在确认仪表正常的情况下，进行下一步对辅助部件的检查，辅助部件引起的原因有：
Ⅰ三阀组平衡阀内漏或没关严。
造成变送器高低压室压力平衡而无输出。
一般情况下，平衡阀内漏不容易检查判断，这里介绍一种粗略判断方法。
先把三阀组的正负阀关闭，打开平衡阀待变送器输出为零后在关闭，然后打开正向阀看变送器输出是否快速上升，若上升较慢或达不到最大值，说明平衡阀内漏严重（该方法微漏查不出）。
Ⅱ导压管路正向（高压）存在泄漏。
检查的部位包括：
正向根部和阀门、各个接头、三阀组、变送器上的排放旋塞是否旋紧，。
对于有表头显示的可以从显示是否跑零来判断。
Ⅲ对于负压（真空）工艺管道，导压管负向（低压）存在漏点会造成无输出。
但是在线查漏困难。
Ⅳ导压管路正向（高压）有堵塞部位，虽然刚堵塞时的这段管内的压力憋住可以保持，暂时不会造成仪表无输出。
但是一旦管道压力变化了，变化的压力不能及时传递到变送器的高压侧，其结果对变送器输出高低的影响是不确定的，但有时可能造成负向压力大于正向，使仪表输出零下或零的故障。
检查的方法是打开排气阀判断，可根据排放量是否畅通或排放压力的大小，依据经验就可以判断是否存在堵塞故障。
一般通过排放就可以排除堵塞的问题。
5、GPD80G管道用负压传感器使用说明
5．1、概述
GPD80G管道用负压传感器（以下简称传感器）是由单片机控制的智能仪器。
传感器采用智能化设计，技术新颖，功能齐全，性能稳定，不受管道内水等杂质影响。
5．2功能
传感器能够对煤矿瓦斯抽放管道中的负压值进行连续检测，并将检测负压值换算成相应频率信号发送给关联设备。
输出信号200～1000Hz。
5．3主要技术指标
①工作条件
环境温度：
-5～40℃
最大相对湿度：
≤98%
②测量特性
测量范围：
-100～0kPa
显示误差±3%
响应时间：
≤30秒
5.4仪器的连接
1角电源+（红色）
2角电源-（兰色）
3角信号（黄色）
5.5遥控器按键简介
“功能”：
按此键一次，仪器显示“LXX”表示调零状态；按此键两次，仪器显示“CXX”表示调精度状态；按此键三次，仪器显示“一二三”，表示仪器可进入试验状态，为了方便与环境检测系统分站连接，此时再按下“确定”键，仪器会输出对应的模拟频率信号，并显示“50”。
供分站调试用。
按“取消”键可解除此功能。
按此键五次与按此键一次相同，依次类推。
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