賀振宏

（中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司石圪臺(tái)煤礦，陜西榆林 719315）

基于KJF82A的井下自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)研究

賀振宏

（中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)公司石圪臺(tái)煤礦，陜西榆林 719315）

井下自動(dòng)化中需要深化軟件控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控井下排水狀態(tài)，提供有效實(shí)現(xiàn)控制自動(dòng)化，保障井下排水系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確度，保障排水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以免過度浪費(fèi)煤礦井下的用水資源，體現(xiàn)排水系統(tǒng)的節(jié)約特性。本文基于KJF82A技術(shù)，對(duì)井下自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，對(duì)KJF82A系統(tǒng)的特點(diǎn)，功能，結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行詳細(xì)的論述。

煤礦 KJF82A 自動(dòng)化

1 KJF82A的特點(diǎn)

KJF82A礦用本安型讀卡分站（以下簡(jiǎn)稱分站）是KJ133C礦用人員管理系統(tǒng)的主要設(shè)備。分站不斷采集附近的KGE39A標(biāo)識(shí)卡信息（包括標(biāo)識(shí)卡標(biāo)識(shí)信息和定位器信息以及其它信息）；并將來自地面控制中心計(jì)算機(jī)的提示信息轉(zhuǎn)發(fā)給周圍的KGE39A標(biāo)識(shí)卡。分站與KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器進(jìn)行半雙工通信。一方面接收KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器采集到的KGE39A標(biāo)識(shí)卡信息；一方面將來自地面控制中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的各種指令轉(zhuǎn)發(fā)給KJF82A. 1礦用本安型無線收發(fā)器。分站與地面控制中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行半雙工通信。分站對(duì)KGE39A標(biāo)識(shí)卡信息處理后，通過RS485或光纖發(fā)送給地面控制中心計(jì)算機(jī)。同時(shí)分站接收地面控制中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的各種指令如提示指令等，并做出相應(yīng)操作。分站支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間不小于2h。KJF82A礦用本安型讀卡分站內(nèi)置溫度傳感器，可以采集分站周圍的溫度，并將溫度值發(fā)送給地面控制中心計(jì)算機(jī)。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)

分站主體為防塵、防水的金屬結(jié)構(gòu)箱體，后部有安裝固定孔。分站下部和側(cè)面有電纜/光纜引出端口和電源電纜引入端口。分站上部為天線引出端口。

分站上蓋帶有顯示窗，通過顯示窗內(nèi)的發(fā)光二極管顯示分站的工作狀態(tài)。

2.2 工作原理

分站內(nèi)部包括射頻通訊模塊、RS485通訊模塊、光纖通訊模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，以及電源和電纜接線端子等。

分站內(nèi)部的射頻通訊模塊，通過天線接收附近KGE39A標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的射頻信號(hào)，并通過通信接口RS485（或光纖）和電（或光）纜，將收到的標(biāo)識(shí)卡信息轉(zhuǎn)發(fā)給地面控制計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)收到的人員信息處理和顯示。當(dāng)管理人員需要提示某一個(gè)標(biāo)識(shí)卡時(shí)，計(jì)算機(jī)將提示信息發(fā)給分站，再由分站轉(zhuǎn)化為射頻信號(hào)發(fā)給標(biāo)識(shí)卡。

分站內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，通過RS485接收KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器上傳的KGE39A標(biāo)識(shí)卡信號(hào)，整合后發(fā)送給地面控制計(jì)算機(jī)；并將來自計(jì)算機(jī)的提示信息轉(zhuǎn)發(fā)給KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器。

3 使用

3.1 安裝

利用分站后面的安裝孔，將分站安裝在便于讀卡、觀察、調(diào)試、檢驗(yàn)、圍巖穩(wěn)定、支護(hù)良好、無淋水、無雜物的位置。

3.2 接線

接線時(shí)將電纜從電纜輸入輸出端口中穿入，將電纜接到相應(yīng)的接線端子上，然后把電纜輸入輸出端口的鎖緊螺母擰緊。

3.3 RS485電纜接線

3.3.1 分站與地面控制中心計(jì)算機(jī)之間RS485電纜連接

本機(jī)共有三組RS485接線端子，用于連接與地面控制中心計(jì)算機(jī)之間RS485電纜，位于機(jī)箱內(nèi)左側(cè)，自上而下依次為： 485輸入“485A1”、485輸出1 “485A2”和485輸出2 “485B”；485輸入“485A1”：從地面控制中心計(jì)算機(jī)方向來的485信號(hào)電纜接入“485A1”端子。485輸出1“485A2”：由此引出485電纜接下一級(jí)分站。各個(gè)分站形成并行連接。本分站斷電時(shí)，不影響下一級(jí)分站的數(shù)據(jù)傳輸。485輸出2“485B”：從“485A”端輸入的信號(hào)，經(jīng)信號(hào)整形后，由此端子輸出，接下一級(jí)分站。485電纜的“+”極接A（+）端，“-”極接B（-）端。接線時(shí)注意分辯端子和電纜的極性。

3.3.2 分站與KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器之間RS485電纜連接

分站與KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器之間RS485電纜采用4芯礦用信號(hào)電纜，2芯用于傳輸485信號(hào)，2芯用于給KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器提供本安電源。本機(jī)共有八組接線端子，用于連接與與KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器之間RS485電纜，位于機(jī)箱內(nèi)下方，自左而右依次為： 485輸出3“485C”、485輸出4“485D”、485輸出5“485E”、485輸出6“485F”、電源輸出1“POC”、電源輸出2“POD”、電源輸出3“POE”、電源輸出4“POF”；485C、485D、485E、485F：與KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器之間RS485信號(hào)線端子。POC 、POD 、POE 、POF ：向KJF82A.1礦用本安型無線收發(fā)器供電端子。4芯礦用信號(hào)電纜的信號(hào)“+”極接485C（或485D、485E、485F ）A（+）端，信號(hào)“-”極接485C（或485D、485E、485F ）B（-）端，電源“+”極接POC（或POD 、POE 、POF）+端，電源“-”極接POC（或POD 、POE 、POF）“-”端。接線時(shí)注意分辯端子和電纜的極性。

3.4 光纖/RS485混合連接

本機(jī)允許光纖/RS485混合連接。一般傳輸通道的主干線采用光纜，通道末端的各個(gè)分站之間采用RS485電纜連接。

3.5 天線連接

KJF82A礦用本安型讀卡分站上部有三個(gè)射頻天線接口，三個(gè)天線接口完全等效，根據(jù)需要使用其中的任意一個(gè)，或二個(gè)、三個(gè)同時(shí)組合使用，這樣分站最多可以同時(shí)連接三根天線，分別覆蓋三個(gè)不同的方向。當(dāng)某個(gè)天線接口不使用時(shí)，應(yīng)將其上的防塵防水帽擰緊。天線沿巷道鋪設(shè)，并距巷道壁20～30cm，有條件時(shí)，天線盡量遠(yuǎn)離巷道壁。天線離巷道壁較近時(shí)，會(huì)減弱射頻信號(hào)，影響通訊效果，因此不要將天線直接放在地面上，或緊貼著掛在巷道壁上。

4 結(jié)語

煤礦井下對(duì)自動(dòng)化水平的要求比較高，傳統(tǒng)的排水方式存在嚴(yán)重的缺陷，嚴(yán)重浪費(fèi)排水資源，不利于煤礦整個(gè)排水系統(tǒng)的運(yùn)行，所以煤礦企業(yè)針對(duì)井下排水系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，運(yùn)用KJF82A、自動(dòng)控制的理念，強(qiáng)化井下排水系統(tǒng)的自動(dòng)化，一方面優(yōu)化排水系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，另一方面監(jiān)控排水狀態(tài)，促使井下排水的狀態(tài)達(dá)到最佳，最大程度的控制排水效益。