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(yīng)用運行過程中產(chǎn)生的問題

應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(fù)或者更換電纜。

（2）主要在抗干擾上采取相應(yīng)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(dǎo)線做一重復(fù)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(yīng)。

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(yīng)有獨立地纜，地纜大小應(yīng)小于主回路截面。

防止并聯(lián)連接和大量捆扎電纜，安裝應(yīng)盡量分隔開，可能者應(yīng)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(yīng)各自有金屬導(dǎo)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(yīng)隔開1米遠，又或是交叉安裝時，十字路的距離應(yīng)大于30cm。主回路的電源側(cè)和輸出側(cè)的電纜走向也應(yīng)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(wù)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(xué)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(fēng)安全。