淺談煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)誤報警原因及對策

陳彬+劉運建

摘 要：針對煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，甲烷傳感器在井下運行狀態(tài)下出現(xiàn)的誤報警情況，進行現(xiàn)場的分析，運用各種儀器進行檢測，得出所遇到誤報警的諸多條件，并針對此類原因事實有效的方法，減低和杜絕傳感器誤報警的現(xiàn)象發(fā)生。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測監(jiān)控；甲烷傳感器；KJ70N；誤報警；變頻器；電磁

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.066

0 引言

隨著國家對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國各大、中、小煤礦裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要由井下監(jiān)測分站、電源箱、各類型傳感器、執(zhí)行器、監(jiān)測中心站、監(jiān)測軟件組成。我礦選用了由常州三恒開發(fā)的KJ70N監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

1 應用運行過程中產(chǎn)生的問題

應用一項新的技術(shù)監(jiān)測手段，我們可以有效的利用其客觀成熟的優(yōu)點，但我們又不可避免的會遇到它所帶來的問題。其中監(jiān)測系統(tǒng)在運行使用過程中出現(xiàn)的誤報警就給我們的工作帶來非常不利的影響。例如我礦3下403工作面經(jīng)常出現(xiàn)的甲烷傳感器誤報警就對領(lǐng)導的決策產(chǎn)生影響、對工作人員造成了緊張情緒；有時甲烷傳感器誤報警引起分站發(fā)出錯誤指令給甲烷斷電器造成工作面斷電，影響礦井正常生產(chǎn)。

工作面投入生產(chǎn)后，甲烷、一氧化碳傳感器在中心站出現(xiàn)報警，峰值一度達到甲烷3%，一氧化碳達到600PPM以上。隨后我單位派出瓦檢員到現(xiàn)場用光瓦現(xiàn)場進行檢測，但未發(fā)現(xiàn)有異常情況。經(jīng)過多天的跟蹤發(fā)現(xiàn)，只要皮帶運輸機運行就會出現(xiàn)類似的報警狀況。后經(jīng)過和廠家綜合研究判斷可能是監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)了誤報警。為判斷和解決誤報警情況，我們通過系統(tǒng)軟件分析和現(xiàn)場跟蹤總結(jié)出會造成誤報警的幾點條件：

（1）用示波儀的交流檔看甲烷傳感器接入分站端的供電電源紋波，當紋波大于200mv時，傳感器有時會出現(xiàn)誤報警。

（2）用示波儀直流檔查看分站接口端子傳感器回傳信號波形，發(fā)現(xiàn)波形由畸變，檢測到頻率有瞬間偏高時，傳感器會出現(xiàn)誤報警。發(fā)生畸變的波形為在高電平上疊加有雜波。

（3）當傳感器運用共地傳輸時，傳輸距離過大時造成信號線的地線電壓抬高，造成波形畸變。測量傳感器的輸出頻率，再至分站端子經(jīng)光耦隔離后的頻率不穩(wěn)定，這樣的情況有時也會出現(xiàn)誤報警。

（4）檢查交流供電電源，當供電電壓值偏高，而接地線接地不可靠，分站供電電源箱的內(nèi)外接地不良好時，主傳輸電纜屏蔽層接地達不到單獨接地或接地電阻值過大，同樣會造成誤報警現(xiàn)象。

（5）根據(jù)查閱資料變頻器在運作時，以高速PWM開關(guān)的模式運行，從而模擬出正弦波交流模式，但是這個高速度的開關(guān)工程使到介于接到馬達的電纜和大地之間的“懸浮”電容不停地充放電，這個“懸浮”電容電流就是產(chǎn)生干擾的源頭，它根據(jù)電纜或接地線擴散形成傳導性干擾或由于我們的傳輸電纜安裝在變頻器的電源電纜旁邊產(chǎn)生感應性干擾，這樣也會使傳感器出現(xiàn)誤報警。

2 解決傳感器誤報警的對策

判定了誤報警的原因，我們針對以上的情況采取應對措施，使監(jiān)測系統(tǒng)盡可能的達到良好的運行狀態(tài)，具體對策如下：

（1）定期對電纜進行巡查，發(fā)現(xiàn)有破損、屏蔽層裸露、接地端纜線氧化、進水等情況時，及時修復或者更換電纜。

（2）主要在抗干擾上采取相應手段。

1）在分站或者傳感器上增加抗干擾措施：

在安裝時盡量使分站與變頻設(shè)備保持一定距離，最好大于30米；在分站內(nèi)線路板上用導線做一重復接地；在分站外殼加裝屏蔽網(wǎng)，并使屏蔽網(wǎng)接地；在傳感器外殼做接地。在確定接地是否正確時刻采用，找一個確實有電位的點用萬用表和你未知的地線連接，如果有電壓的話說明地線是好的，如果沒有的話說明地線不正確，如果電壓比已知的電位要小或者大的話，說明地線仍然不太好。

在分站的信號輸入端串上一到兩個發(fā)光二極管，作用是把傳感器傳到分站上的頻率信號進行有效的整形；在信號并上一個五百歐姆的電阻，作用是降低輸入電平的幅度，這樣能夠控制分站上信號隔離光耦的通斷次數(shù)，也就是降低了干擾信號對分站的影響；用一根短接線把信號副與電源副連接起來，這樣既能夠增強抗干擾的能力，又能使傳感器的傳輸距離得到加長。

2）在變頻設(shè)備上做文章，做到變被動受干擾，變主動防御干擾。在變頻器的安裝中，按噪音產(chǎn)生的大小而適當加入抗干擾裝置，是可以有效抑制干擾的產(chǎn)生，而多重安裝更可以提升抑制效應。

在電源側(cè)加入適當?shù)淖枞菅b置，接三相電源，另一側(cè)接變頻器的地線，這時高頻電流通過電容而短路，并不會流入電源側(cè)而引起污染。在回路中的電阻是防止電容與電源的電抗產(chǎn)生諧振，當電容器越大時，其濾波能力就越強。

金屬密封型的柜型，可以降低輻射性的污染。將其它含電子電路元件的裝置盡量用金屬隔離安裝，并設(shè)有獨立的地纜。防止接地纜以“手拖手”的方式連接，每個裝置應有獨立地纜，地纜大小應小于主回路截面。

防止并聯(lián)連接和大量捆扎電纜，安裝應盡量分隔開，可能者應安裝適當?shù)慕饘倨帘瓮ǖ溃瑴p少主回路和訊號電纜的平行安裝，輸入側(cè)和輸出側(cè)適當分開，每類型的電纜走向不少于50mm和適當屏蔽。

盡量將主回路和控制回路信號分隔安裝，避免平行安裝，但在無可避免下出現(xiàn)平行安裝時，各類電纜應各自有金屬導體屏蔽并且在變頻器側(cè)接地。若出現(xiàn)了無法避免的平行電纜安裝并且沒有屏蔽時，則兩者應隔開1米遠，又或是交叉安裝時，十字路的距離應大于30cm。主回路的電源側(cè)和輸出側(cè)的電纜走向也應適當屏蔽或分開。

3 結(jié)束語

煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是一個多項技術(shù)整合的結(jié)果。在實際運行中造成的故障、誤報警、非指令控制等現(xiàn)象是不可避免的，但，我們?nèi)匀灰\用其系統(tǒng)的優(yōu)點特征，盡可能的改善其運行狀態(tài)，減少上述情況的發(fā)生，使其更加穩(wěn)定、高效的服務于生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]李高正.煤礦監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯數(shù)據(jù)分析技術(shù)[J].煤炭科學技術(shù)，2008（04）.

[2]王世斌.煤礦監(jiān)測監(jiān)控信息集成[J].河北煤炭，2008（04）.

作者簡介：陳彬（1978-），男，江蘇淮安人，本科，助理工程師，研究方向：煤礦通風安全。