KJ2000N系统及子系统技术性能描述

KJ2000N系统及子系统技术、性能描述

一、KJ2000N安全生产监控系统：

KJ2000N总线型快速反应安全监控系统的主要用途为能满足大、中、小型煤矿在安全、生产监测监控、生产指挥调度和综合信息管理等各方面的要求，提供先进、可靠的技术和设备。该系统主要由井上地面中心站及配套产品和井下工作站及配套产品两大部分组成，井上地面设备安装在地面安全场所；井下设备为爆炸性气体环境用电气设备，安装在煤矿井下具有煤尘、瓦斯的爆炸性气体环境中，现场总线协议为Canbus2.0。示意图如下：

图一

KJ2000N系统综合了我公司十多年来从事地面中心站、井下分站、电源箱和应用软件开发、生产方面的经验，吸收了国内外计算机控制

的工业监测系统在网络、图象处理和现场总线方面的先进技术，依照国家2006年新颁布的《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》以及《MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》监测监控相关标准进行设计制造，来满足大、中、小型煤矿在安全、生产监测监控、生产指挥调度、井下人员管理以及综合信息管理等方面的要求。

KJ2000N总线型快速反应安全监控系统是KJ4及KJ2000系统的更新换代产品,采用新型的宽带工业以太网+现场总线(Canbus2.0协议)传输平台,实现全数字化数据传输，主干网采用工业以太网，支持光纤冗余环网结构；系统采用的KJJ107井下隔爆兼本安型网络交换机具有高性能以太网交换功能，同时，系统改变了中心站对各个分站巡检的主从工作方式，取而代之的是CAN总线协议支持的多主并发、主动上传方式，形成点到点、点到多点的多主从工作方式。数据上传由过去的巡检周期最大30秒，减少到现在的不大于3秒，保证了数据传输的实时性。

系统整体运行稳定可靠，井下监控设备质量符合有关国家标准及行业标准，并通过国家技术监局认证的检测机构的形式检验，并要有“MA”标志准用证，用于爆炸性环境的煤矿安全监控设备，通过国家技术监督局认证的检测机构的防爆检验，并取得“防爆合格证”。1、投标方案编制依据符合：

（1）《煤矿安全规程》（2006年）；

（2）《煤矿监控系统总体设计规范（试行）》；

（3）《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）；

（4）国家煤矿安全监察局关于贯彻落实《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》的通知（煤安监技装〔2007〕29号）；

（5）《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）；

2、系统功能及技术指标

2.1、KJ2000N总线型快速反应安全监控系统的主要用途为能满足大、中、小型煤矿在安全、生产监测监控、生产指挥调度和综合信息管理等各方面的要求，提供先进、可靠的技术和设备。该系统主要由井上地面中心站及配套产品和井下工作站及配套产品两大部分组成，井上地面设备安装在地面安全场所；井下设备为爆炸性气体环境用电气设备，安装在煤矿井下具有煤尘、瓦斯的爆炸性气体环境中。

2.2、在地面中心站方面，我公司始终跟踪世界计算机技术的最新发展，引入网络、图象处理和多媒体技术，将系统的功能从安全、生产监控扩充到生产指挥调度、井下人员管理和综合信息管理。井下分站是保证系统可靠运行的又一核心部件，满足用户在井下安全、生产监测方面的各种要求，形成系列化的井下分站。应用软件开发平台已从RMX实时多任务操作系统发展到 Windows2003，应用软件版本已从工业鉴定时的Ⅰ版、Ⅱ版发展到现在的Ⅵ版。

2.3、KJ2000N系统综合了我公司十多年来从事地面中心站、井下分站、电源箱和应用软件开发、生产方面的经验，吸收了国内外计算机控制的工业监测系统在网络、图象处理和现场总线方面的先进技

术，依照国家2006年新颁布的《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》以及《MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》监测监控相关标准进行设计制造，来满足大、中、小型煤矿在安全、生产监测监控、生产指挥调度、井下人员管理以及综合信息管理等方面的要求。

2.4、KJ2000N总线型快速反应安全监控系统是KJ4及KJ2000系统的更新换代产品,采用新型的宽带工业以太网+现场总线（Canbus2.0）传输平台,实现全数字化数据传输，主干网采用工业以太网，支持光纤冗余环网结构；系统采用的KJJ107井下隔爆兼本安型网络交换机具有高性能以太网交换功能，同时，系统改变了中心站对各个分站巡检的主从工作方式，取而代之的是使用CAN总线协议的多主并发、主动上传方式，形成点到点、点到多点的多主从工作方式。数据上传由过去的巡检周期最大30秒，减少到现在的不大于3秒，保证了数据传输的实时性。

2.5、按监控系统未来发展方向，建设使用单一品种的分站，其主要优点在于互换性好，便于维护，能更充分利用分站资源，节省传感器及电缆，减少库存备件和设备。该分站使用稳定，保证电网停电后，系统正常工作时间不小于2小时。

2.6、系统有甲烷超限声光报警、超限断电、甲烷风电闭锁功能外，可在地面监视和存储矿井甲烷等参数变化、馈电／断电状态等，

2.7、系统有防雷保护。

2.8、KJ2000N系统的地面中心站主要由数据服务器、地面光纤

交换机（带冗余环网功能）、硬件病毒防杀组件及KJ2000中心站软件四部分组成。由于KJ2000N监控系统地面中心站使用了工业以太网传输接口及SQL Server数据存储模式，使得监控系统具有数据热备份和双机自动切换能力。

2.9、开放式的Windows操作系统和标准硬件设备，使得软硬件可以灵活配置、扩充，系统地面设备以全网络方式运行，支持TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX协议，可与企业计算机局域网实现网络互联，方便与生产监控和生产调度系统的联网，由于软件支持浏览器结构，可在网上运行任意台网络终端，同时支持终端通过服务代理的远程连接，实现监控信息的远程实时共享，并可根据需要同时在同一界面显示监控、瓦斯抽放、风机在线监测等系统数据。也可以通过组态软件集成数据同时在同一界面显示监控、瓦斯抽放、风机在线监测等系统数据。系统上传数据格式可根据用户要求而定。。

2.10、监控软件应采用了先进的Visual C++及.Net等可视化面向对象程序设计技术，软件采用了多线程、动态链接库及对象嵌入技术，系统运行于WINDOWS环境，真正实现实时响应及前后台监测数据的无缝链接；界面美观，功能丰富，操作简单、方便；全面支持实时多任务，在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、分析运算、超限报警控制、查询、编辑、动态定义、网络通信、绘制图形和曲线并打印实时报表、超限报表和班、日、月报表等工作。

2.11、KJ2000N中心站软件采用先进流行的C/B/S结构，采用前后台程序分离运行模式，最大保证系统控制及数据的准确稳定，同时

提供浏览器显示终端，可在网络上进行监控信息的访问查询和远程联网。

2.12、监控软件可通过OPC、DDE、FTP等数据双向交换通讯标准接口，将系统传感器定义信息、各种数据信息传入矿信息化建设平台与综合管控软件，实现无缝集成；

2.13、监控软件可通过GPRS模式实现短信报警功能，根据用户需要，还可实时将故障设备名称、报警测点名称及数值自动发送到指定的手机组，并能任意对手机用户进行编辑。

2.14、软件具有强大的语音报警功能。用户设定可自行设定各种状态下的报警声音。

(KJ2000N软件自动报警窗窗口)

2.15、KJ2000N系统全面支持标准的TCP/IP通讯协议。

2.16、实时数据显示能显示各监测点的当前状态或数值，可按照矿方要求分类显示或全部显示。显示内容可编排。

2.17、当系统设备故障或模拟量超限时，系统显示故障设备名称、报警测点名称及数值，并将故障信息和报警信息存入数据库，供以后

查询统计分析。

2.18、KJ2000N系统中心站软件具备灵活的身份授权加密机制，

可由系统管理员任意配置，对于系统中

测点定义、手控等关键操作信息有完善

全面的事件日志记录，软件支持内外网

段分离访问方式，结合防火墙提供良好

的病毒防护功能。

2.19、报表输出内容齐全,有模拟量和开关量的班报及日报,平均值日报、超限报警及异常报表等,其格式可由用户编排;监控系统表格丰富，格式可由用户任意编排，或由矿方提供具体报表格式，以满足各监测管理数据报表的形成输出。

2.20、监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断监测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。对数值、转动、位移、断电状态、馈电状态、设备开停状态、风门开关状态、报警信息、往返、仓位、流量、电量等根据监测量实现功能强大的模拟动画显示。

2.21、系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值、曲线、柱图等多种形式进行屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据(每个模拟量测点的最大值、最小值、平均值；每个模拟量测点24小时内的最大值、最小值、平均值及确切时间；每个模拟量测点超限或故障的时间及次数累计值；每个开关量测点24小时内的开停及故障累计次数和累计时间)，趋势数据采用变值变态存储技术，存储至

少十年以上的历史数据，同时提供有采样间隔最少1秒的数据实时数据，运行报告，并且实时数据、运行报告可每天连续存储，至少存储1年，供有关人员随时查阅和打印。

(KJ2000N软件三维数据曲线)

2.22、系统信息查询方式灵活,可进行分类,时间分段和日期查询, 查询信息以数值、曲线和柱图多种方式显示;在实时监视画面，可对屏幕任意显示测点单击鼠标右键，弹出快捷菜单，快速的查询该点的数据、曲线、定义、运行状况等信息。可同时显示六个测点的曲线并可通过游标获取相应的数值及时间，显示曲线可进行横向或纵向放大。查询时间段可任意设定(最小一个小时，最大一个月)。同时提供有对曲线的分析、注释文字编辑框。

2.23、监控软件提供有控制软件包，控制逻辑可由用户设置编排，提供5级控制断电报警设置。具备井下任一分站超限后控制任意多台

异地分站断电功能，现场总线接口分站可不通过地面中心站，在现场实现异地断电功能。同时还具有传感器就地、分站程控、中心站手控三级断电能力，并具有风、电、瓦斯闭锁功能。在紧急情况下，系统操作人员可在地面中心站向井下分站直接发送控制命令，从而控制井下电器设备的断电或声光报警。

2.24、系统断电控制具有回控指令比较，通过馈电状态传感器确保可靠断电，当监测到馈电状态与系统发出的断电指令不符时,监控主机能够实现报警和记录存储；

2.25、系统应具有很强的自检诊断功能，能及时发现系统设备故障，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警。还能在屏幕实时弹出信息窗，所有设备事故均形成事故表，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。

2.26、系统具有线路智能化管理，具有对系统本身的运行状态和故障状态进行自诊功能，能及时发现和记录系统配置设备及软件运行故障，及时发出故障报警信号，并以图文方式显示故障类型、位置和原由，具有故障自动截支功能，并在支路故障排除后自动恢复支路通讯。

2.27、联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上、下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许授权用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。在线定义设备的安装位置及控制通道、模拟量传感器的上下限报警值、断电值和复电值。系统配置灵活,允许用户随时

接入或删除分站、传感器、断电器。

2.28、系统具有增容能力，可与其它子系统组网，对于大型子系统可通过以太网接入的方式接入系统进行数据集成，也可通过分站RS485通讯接口在井下与其他子系统进行信息交互，并将数据传送至集团公司煤矿安全生产数字化网（WEBGIS）实时监测与监管系统和超限信息发布系统。

2.29、本系统软件运行可靠性高并经过严格测试，死机率低于规定标准：1次/800小时。

2.30、系统有抗干扰措施，防止架线电机车火花、大型机电设备启停等电磁干扰影响系统正常工作。

2.31、系统分站有初始化参数掉电保护功能，以防分站停电后，初始化参数丢失。

2.32、系统具有工业电视图像等多媒体功能，以便于提高信息的利用率。

2.33、系统具有网络通信功能，以便于矿领导及上级主管部门对监控信息的利用。

2.34、系统调出整幅实时数据画面的响应时间小于5秒。

2.35、电源波动适应范围：①90—110％(地面)；②75—115％(井下)。

2.36、系统的传输距离、传输处理误差、最大巡检周期、传输速率、误码率、最大节点容量等与传输有关的要求符合《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201－2006）。

2.37、系统具备良好的扩展能力，便于外接其它子系统。

2.38、现用KJ2000系统升级至KJ2000N新系统示意图：

3、井下隔爆兼本安型光纤以太网交换机：

3.1、KJJ107井下隔爆兼本安型光纤以太网交换机

KJ2000N安全监控系统使用的KJJ107隔爆兼本安型网络传输接口主要作用是进行CAN总线协议与光纤以太网协议转换，具备冗余光纤接口及支持多路CAN总线接口，由于内置了具备网络管理功能的高性能工业以太网交换机，当设备故障或断线不影响系统其它设备正常运行和整个网络的传输性能，并具有自恢复能力。全负荷状态下环网重构时间小于20ms，同时向中心站发送故障信息便于及时维修。

KJJ107隔爆兼本安型光纤以太网交

换机的光口支持多模、单模光纤，电口

使用超五类双绞线。现场总线通讯接口

使用普通双绞线即可。

矿用防爆交换机具备有环网、电源

冗余功能。网络交换机采用技术领先模块化工业以太网技术，支持多种总线信号接入方式。

本系统矿用隔爆兼本安型以太网交换机，内置冗余电源模块和蓄电池，实现电源冗余。网络交换机支持冗余自愈以太环网，支持IEEE802.1Q VLAN协议，便于网络规划，具备优化带宽的链路聚合功能和适用于不同安全级别的网络管理功能。该交换机针对工业应用设计，功能强大而且方便使用。交换机最多支持4路独立CAN BUS现场总线信号同时接入，根据用户需要也可支持RS485等其他总线信号的接入。

图二：井下分站接入示意图

KJJ107主要技术参数：

a）光纤传输口与传输距离

传输方式：TCP/IP 光纤传输方式

传输速率：10-100Mbps；

发射功率：-3～-18dBm

接收灵敏度：-30dBm

波长为：1310nm

最大传输距离：50km（传输介质为MGTSV-B光缆，线经62.5μm，波长为1310nm）

b）电缆传输口

传输口数量：4路（标配2路）

传输方式：多主式、CAN、双极性

传输速率：5Kbps；

传输信号工作电压幅值：2～5V

传输信号短路电流幅值：≤210mA

每路传输口最多可接8个设备

最大传输距离：3km（传输介质为MHYVRP电缆，线径截面积不小于1.5mm2）

c)供电电压：AC660V/AC127V 50Hz 波动范围：+10%～-25%

d)整机功率：< 50 W

3.2、KJJ107A井下隔爆兼本安型光纤以太网交换机：

我公司为了和现役的KJ4、KJ2000系统兼容，KJ2000N型系统的网络交换机除了具备CAN接口防爆交换机KJJ107，还研制了具备FSK

接口防爆交换机KJJ107A，在保证KJ2000N型煤矿安全生产监控系统先进性的同时，KJ2000系统的各矿在用分站经过升级后可通过

KJJ107A交换机即可直接接入KJ2000N型系统,传感器及断电器等井下设备在满足国家规程要求的情况下不需做任何改动即可接入

KJ2000N型系统。

使用KJJ107A交换机兼容在役井下分站等硬件设备是我公司为我们的老用户量身订制的一套快捷、简便的升级方案，通过KJJ107A 交换机将原有的FSK分站接入到光缆通讯系统内，这样可以使用户可以更加快速、高效的建立起满足新规程及新标准的新型KJ2000N监控系统，并为全面实现总线型快速反应安全监控系统走出坚实的一步。

KJJ107A交换机FSK信号最大传输距离是15km，每台交换机最多可以接入8台分站，具备冗余环网功能，KJJ107A交换机至分站的接线方式及方法与老系统相同，无需做任何改动，每台KJJ107A交换机对分站的最大扫描时间不大于5秒，多台交换机可同时向中心站传送数据。

4、KJ2007G3型井下分站：

KJ2007G3井下分站是一种自带防爆

电源的分站，为煤矿爆炸性气体环境用

防爆电气设备，通讯制式为CAN总线，

通讯配接设备为KJJ107交换机。该产品

采用分箱式一体化结构，上部为本安型

分站箱，下部为隔爆兼本安型电源箱，

分站、电源合二而一，安装使用非常方便。特别适合配置在煤矿井下回采工作面、掘进工作面、机电硐室、装煤点和运输巷道。用户可以根据井下各台传感器的实测地点，合理配置该型分站，使整个监测、监控系统获得较好的性价比。

KJ2007G3井下分站在设计上采用了先进的单片机技术，结构简单但功能强大。分站带有数码显示窗口，可动态实时显示分站所接传感器监测数据及状态，由于分站中有掉电不丢失存储器保存中心站下发的初始化数据，即使与中心站失去联系仍能实现监测及监控功能。该分站当交流电源停电的瞬间，电源箱内蓄电池无间断投入供电，保证分站和该分站所接的传感器继续正常工作。

KJ2007G3井下分站和电源箱及各种传感器、断电器等配套设备组合在一起，在中心站的管理下实现对矿井环境参数及工况参数的监测与控制。该分站与系统连接时，通过中心站的定义，既可以作为一台普通分站，监测井下的模拟量、开关量，瓦斯超限时，发出报警、断电控制信号；也可以作为一台风电瓦斯闭锁分站，安装在矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面等地点，实现《煤矿安全规程》中规定的风电瓦斯闭锁功能。该分站（不接系统）单独使用时，可以作为独立的一台风电瓦斯闭锁装置或瓦斯断电仪，当瓦斯超限时，起到断开井下电源或风电瓦斯闭锁作用。

KJ2007G3型井下分站主要技术参数：

a．分站容量

模拟量输入：频率型，具备200～1000Hz（或200～2000Hz），不

多于8路；

开关量输入：开关型、触点型均可，和模拟量输入可以混装，不多于8路；

模入 + 开入为8点，模入和开入可以互换。

控制量输出：4路，继电器触点型或电平型输出。

b．模拟量输入信号类型

频率型：200～1000Hz或200～2000Hz；

c．开关量输入信号类型

开停传感器-5mA/0/5mA、0/1mA/5mA或0/5mA/10mA（1～8路，输入具有查断线功能）

触点型传感器触点（1～8路）

d．分站的断电控制能力

1～4路开出为继电器触点型输出或电平型输出，通过跳线可以设置为常开和常闭输出，实现4个远程断电控制。后两路（3、4路）通过跳线可以输出电平到电源箱，实现本地近程断电控制。

5、KJ2007F1井下分站

KJ2007F1型井下分站为北京瑞赛公司两种新型监控分站中的大型分站，为分站、电源分体分站，配接

电源型号为KDW6B，通讯制式为CAN

总线，通讯配接设备为KJJ107交换机，

模拟量/开关量接口数为16个，同时还具

备1个RS485接口和8个开出接口（即

断电控制口），具备风电瓦斯闭锁及本地手动解锁功能，具备故障闭锁功能。

模拟量/开关量接口：接口数量为16个，可以在任意一个接口接入模拟量传感器或开关量传感器，满载配置最多可接入8－12台模拟量传感器，考虑电源负载及避免出现过流现象，建议每台KJ2007F1型分站最多接入8台模拟量传感器，开关量传感器可任意接入。

RS485接口：可接入智能型开关量传感器，现国内以开停传感器为主，较普通开关量传感器优点在于多台智能型开关量传感器可以通过一条信号线接入分站，节约信号线并减少安装及维护工作量，RS485接口最多可接入8台智能型开关量传感器，传输距离2KM。。

开出接口：为断电器控制接口，共有8个，可同时控制8路断电，可输出控制信号制式为：触点型。

风电瓦斯闭锁及本地手动解锁功能：KJ2007F1型分站完全满足要求。

故障闭锁功能：KJ2007F1型分站完全满足要求。

6、双机热备组件（磁盘阵列+相关专用软件）

通过配置双机热备组件，实现数据热备及

双机自动切换能力，以完满足新规程的要求，

并更高等级的保障监控数据的安全以及监控

系统的稳定、持续的运行；

7、防毒墙

防毒墙适用于各种复杂的网络拓扑环境，可以根据用户的不同需

要，具备针对HTTP、FTP、SMTP、POP3、IMAP以及MSN协议的内容检查、清除病毒的能力，同时通过实施安全策略可以在网络环境中的内外网之间建立一道功能强大的防火墙体系，不但可以保护内部资源不受外部网络的侵犯，同时可以阻止内部用户对外部不良资源的滥用。

该产品功能和性能指标远远大于中小企业网络安全的需求，在毁灭性病毒和蠕虫病毒进入网络前即在网络边缘进行全面扫描，避免病毒进入网络后消耗大量的人力和物力。系统具备的其他网络管理功能，能够帮助企业建立良好的网络管理策略，保证企业正常的业务的运转。

防毒墙部署示意图

防火墙功能:

采用先进的状态包过滤技术，拥有高安全性及较高的包过滤的效率。URL过滤恶意网站地址内部服务器防护。

反病毒功能:

使用VUE虚拟脱壳引擎，可以让病毒在一个模拟的环境中执行，从而获得它的行为，并对其进行识别。利用虚拟脱壳技术对杀加壳和变种病毒能够有效查杀；能够有效查杀70万种以上的病毒；病毒库和杀毒引擎采用了无缝升级技术；VPN和NAT后数据查杀。

反垃圾功能:

集中判别技术和传统过滤方式相结合。能够检测95%以上的垃圾邮件，误报率低；能够查杀图片类型垃圾邮件。

入侵防御功能:

能够抵御流行的攻击手段。

VPN功能:

提供虚拟专网服务支持IPSEC \ L2TP \ PPTP \ SSL VPN，提供更为可靠的信息传递方式，节约购买专业VPN设备的成本。

支持网桥模式：

在不改变用户网络拓扑的情况下,提供良好的病毒防护功能，部署、维护都十分简单，管理员无需过多参与。

8、KJ2000N安全监控系统总体特点

8.1、系统结构及组成符合《煤矿监控系统总体设计规范》，系统

具有一定的数据分析和处理能力，如汇总、统计、趋势分

析、参数求解等。数据处理精度体现安全信息的性质和特

证，并能满足数据分析、处理的精确度要求。

8.2、统的功能和技术指标符合《煤矿安全规程》和煤炭行业标准

中有并监控系统内容和要求。符合《AQ6201-2006煤矿安

全监控系统通用技术要求》、系统严格执行《AQ6201-2006

煤矿安全监控系统通用技术要求》、《AQ1029-2007煤矿安

全监控系统及检测仪器使用管理规范》以及

《MT/T1008-2006煤矿安全生产监控系统软件通用技术

要求》，符合2006年新颁布的其它监测监控相关标准。

8.3、系统可提供多种数据信息传输接口，在满足煤矿安全生产要

求的前提下，可满足企业生产调度指挥的需要。

8.4、本系统可以根据用户要求提供监测数据上传联网功能。