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《煤矿安全监测监控技术》
课程项目教学策划与设计
教学项目三 井下监控分站 计划学时:32
项目
任务1
监控分站的基础知识
时间
实施
地点
班级
计划学时
8
教师
目标
1.了解监控分站的组成和工作原理;
2.掌握监控分站电源箱的使用
任务内容
与
要求
任务内容:
1.KDF-2型井下监控分站;2.KDF-2型井下监控分站电源箱
任务要求:
1.了解KDF-2型井下监控分站、电源箱的工作原理和主要技术参数;
2.掌握KDF-2型井下监控分站、电源箱的连接和使用
媒介
工作页、多媒体课件、教学设备
教学方法
1.设疑引导讨论法;2.讲解分析法
教学组织
设疑—组织讨论—问题回答—引导分析—组织讲评
任务实施
步骤
一、相关知识
1.设疑问题
(1)监控分站的组成部分有哪些?各部分的功能?
(2)如何连接和使用监控分站?
(3)监控分站电源箱的用途、工作原理?
2.组织讨论
(1)分4个学习小组形势讨论分析;
(2)学生结合教材学习项目查找设疑的问题,并写出文字材料。
授课工作页
任务1监控分站的基础知识
井下监控分站是煤矿综合监测监控系统的关键配套设备,主要实现对各类传感器的数据采集、实时处理、存储、显示、控制以及与地面监控中心的数据通信。具有红外遥控初始化设置功能,可独立使用,实现瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置的全部功能。KDF-2型井下监控分站是以89C52单片机为核心的微型计算机系统,可挂接多种传感器,能对井下瓦斯、风速、一氧化碳、负压、开关状态等多种环境参数进行连续监测,具有多通道、多制式的信号采集功能和通信功能,能将监测到的各种环境参数传送地面中心站,并执行中心站发出的各种命令,及时发出报警和断电控制信号。
一、KDF-2型井下监控分站工作原理
KDF-2型井下监控分站主要由89C52单片机、看门狗自动复位单元、数据存储单元、输人数据采集单元、控制输出单元、通信单元、状态显示单元、隔离电源和初始化设置单元等部分组成。
分站工作时,首先根据分站各输入通道上所挂接的传感器类型,利用DPSK或RS485两种通信方式接收地面中心站初始化数据对分站的各个通道进行定义、设置(也可用红外遥控器就地手动完成)。分站通过数据采集电路对输人通道进行不间断的循环信号采集,使系统内部的各模拟开关根据设立、定义的指令自动切换到相应的转换电路上。当分站对挂接的各类传感器的输入通道进行连续、不间断数据采集时,来自传感器的频率或电流信号在经过相应的交换后进入施密特整形及分频电路进行二次处理,最后送至89C52定时器供单片机进行采集、运算、分析、判断。
二、KDF一2型井下监控分站的结构
井下监控分站与配套的电源箱均为箱体式结构,两者的配套均采用组合式设计。使用时既可分体工作,也可以合为一体,使用灵活方便。
l. 显示窗
存正常状态时,显示窗循环显示分站连接的所有传感器的监测信息;在定义状态时,显示窗显示定义提示信息。
2. 发光二极管显示窗
发光二极管显示窗由20个发光二极管组成,它们通过发光来反映分站的控制、通信和电压等状态,发光二极管从左至右依次表示为:1~4为近程控制指示;5~8为远程控制指示;9为备用电源指示;10为通信指示;11为风电闭锁指示;12为12V电源指示;l 3~20为18V电源指示。
3. 状态灯显示具体含义
(1) 通信灯:若分站与中心站通信正常时,则通信灯闪烁。
(2)控制灯:若控制灯变亮,则表示己控制;若控制灯灭时,表示未控制。
(3)备用电源指示灯:若监控分站制为电池供电,则监控分站备用电源指示灯变亮。
(4)电源灯:若电源灯一直亮,则表示电源箱中12V、18V板工作正常。
三、监控分站电源箱的结构
KDF-2型监控分站电源箱采用单腔结构,内腔体积较大,方便操作。喇叭口在后侧面,便于出线。在电气结构上采用模块化设计,元器件使用少,集成电路先进,结构规整.易于维护。KDF-2型监控分站电源箱内部主要由充电板、12V板、18V板组成,这三块电路板以插拔的形式连接在底板上,充电板用于蓄电池的充电及交直流的转换,每个分站只有1块;12V板将变压器送来的24V电压经处理后给分站供电,缚个分站只有1块;18V板是将变压器送来的27V电压经处理后给传感器供电。不同类型的分站18 V板的数量有所不同,如KDF-2型监控分站有4块,KDF-3型监控分站有2块。每块18V板有两路输出,町以给2个传感器接口供电,即可满足4个传感器设备的供电需求。
四、监控分站电源箱的工作原理
为适应煤矿井下不同场合的需要,KDF-2型监控分站电源箱的交流输入电压设计为127V、220 V、380 V、660 V四种电压规格。电源变压器采用恒压式设计,利用变压器
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