第六章六大系统——矿井监测监控系统.
教学课件：第六章六大系统-矿井监测监控系统
技术发展历程
初始阶段
成熟阶段
20世纪80年代以前，矿井监测监控系 统主要依靠人工操作，缺乏实时性和 准确性。
21世纪以来，物联网、大数据、云计 算等新兴技术的发展，使矿井监测监 控系统更加高效、精准和安全。
发展阶段
20世纪80年代至90年代，随着电子技 术和计算机技术的进步，矿井监测监 控系统开始实现自动化和智能化。
利用新型材料和传感器技术，提高监测设备的耐 久性和稳定性，延长使用寿命。
云计算技术
利用云计算技术，实现监测数据的存储和分析， 提高数据处理能力和效率。
物联网技术
利用物联网技术，实现监测设备的远程控制和智 能管理，提高管理效率和安全性。
未来应用前景
安全生产保障
01
矿井监测监控系统在未来将继续发挥重要作用，为矿山安全生
技术发展趋势
智能化
利用人工智能和机器学习技术， 实现矿井监测监控系统的自主学
习和智能决策。
物联网化
通过物联网技术，实现矿井内各 种设备和系统的互联互通，提高
监测监控的全面性和实时性。
云端化
利用云计算技术，实现监测数据 的集中存储和处理，提高数据处
理效率和安全性。
05 矿井监测监控系统的未来 展望
系统具有较高的稳定性 和可靠性，能够保证长
时间的正常运行。
智能化
系统具备智能化分析处 理能力，能够根据历史 数据预测未来的变化趋
势。
安全性
系统具备完善的安全保 护措施，能够保证数据
和设备的安全性。
03 矿井监测监控系统的应用
监测监控系统的应用场景
01
02
03
矿井安全监测
实时监测矿井内的气体浓 度、温度、湿度、压力等 环境参数，确保矿井安全。
六大系统
一、建设完善矿井监测监控系统。
煤矿企业必须按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)的要求，建设完善安全监控系统，实现对煤矿井下瓦斯、一氧化碳浓度、温度、风速等的动态监控，为煤矿安全管理提供决策依据。
要加强系统设备维护，定期进行调试、校正，及时升级、拓展系统功能和监控范围，确保设备性能完好，系统灵敏可靠。
矿井监测监控系统中心站实行24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施，充分发挥其安全避险的预警作用。
技改矿井必须在联合试运转前完成矿井监测监控系统的建设完善工作；生产矿井要在复工复产前完成矿井监测监控系统的建设完善工作。
建设标准:1设备及机房1.1系统主机必须双机备份，备机能在5分钟内启动。
主机或显示终端必须设在调度室。
1.2设备主机必须与上级管理部门监控系统联网运行。
1.3有专门上传主机，必须双机备份。
1.4必须有专用机房，中心站机房必须有防静电地板、消防器材、通讯及办公设施。
1.5地面中心站应双回路供电，配备不小于2小时不间断电源，对联网主机应配备软硬件防火墙等安全设备，必须有声光报警装置。
1.6地面中心站机房必须有防雷保护措施，机房有可靠的接地装置。
1.7机房必须配备专用打印机，使用空调降温，有录音电话。
1.8机房必须有24小时值班记录，值班人员必须持证上岗。
2安装2.1煤矿必须按矿用产品安全标志证书规定的型号选择传感器，断电控制器等关联设备，严禁对不同系统间的设备进行转换。
2.2井下分站宜设置在便于观察、调试、检验及支护良好无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，使其距巷道底板不小于300mm。
2.3甲烷、一氧化碳及温度传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁、屋顶）不得大于300mm，距巷道侧壁（墙壁）不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
2.4模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。
开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。
煤矿监测监控六大系统有哪些
煤矿监测监控六大系统有哪些1. 安全监测系统安全监测系统是煤矿监控系统中最关键的一部分，用于实时监测矿井中的各种安全指标，包括瓦斯浓度、通风状况、温度、湿度等。
该系统通过传感器和数据采集仪器来收集数据，并通过数据传输技术将数据传输到监控中心。
监控中心会对数据进行实时分析，并发出报警信号，以确保煤矿的安全运行。
2. 视频监控系统视频监控系统用于监测煤矿生产区域和关键区域的情况。
通过摄像头和图像传输技术，该系统可以实时监测矿井的各个角落，并将图像传输到监控中心。
监控中心可以通过视频监控系统实时观察矿井的生产情况，及时发现异常情况并采取相应的处理措施。
3. 通信系统通信系统是煤矿监控系统中非常重要的一部分，用于保障煤矿内的通信畅通。
该系统主要包括地下无线通信和地面通信两部分。
地下无线通信主要通过无线电波传输技术，保障矿工之间的通信。
地面通信主要通过电话、对讲机等传统通信方式，用于煤矿内外人员之间的通信。
4. 灭火系统煤矿灭火系统用于防止和处理煤矿事故中的火灾。
该系统包括自动灭火系统和手动灭火系统两部分。
自动灭火系统通过传感器检测到火灾后，会自动启动灭火装置，及时扑灭火灾。
手动灭火系统主要是由矿工通过灭火器等工具进行灭火。
5. 供电系统供电系统是煤矿监控系统中不可或缺的一部分，用于保证煤矿内各个设备的供电稳定。
该系统主要包括煤矿的电源线路、变压器、配电装置等。
供电系统需要具备高可靠性和稳定性，以确保煤矿的正常生产和监控系统的运行。
6. 信息管理系统信息管理系统是煤矿监控系统中的核心组成部分，用于对各个子系统所得到的数据进行汇总、分析和管理。
该系统主要包括数据存储、数据分析和数据可视化等功能。
信息管理系统可以通过数据分析和挖掘，提供给矿井管理人员全面的信息，以帮助他们做出准确的决策和管理措施。
总结煤矿监测监控系统主要包括安全监测系统、视频监控系统、通信系统、灭火系统、供电系统和信息管理系统。
这些系统相互配合，共同组成了一个完整的煤矿监控系统，以确保煤矿生产的安全和高效。
精选六大系统之矿井监测监控系统
主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、 双机或多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、 报警判别、数据统计、磁盘存储、显示、声光报警、 人机对话、输出控制、控制打印输出、联网等。
3.2 《煤矿规程》第3章通风安全监控宣讲 3.3《1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管 理规范》宣讲 3.4 《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》 宣讲 3.5 其他相关标准宣讲
谢 谢!
(2)传输距离远。一般工业监控对系统的传输距离 要求不高，仅为几千米，甚至几百米，而矿井监控系 统的传输距离至少要达到10千米。
(3)网络结构宜采用树形结构。一般工业监控系统 电缆敷设的自由度较大，可根据设备、电缆沟、电杆 的位置选择星形、环形、树形，总线形等结构。而矿 井监控系统的传输电缆必须沿巷道敷设，挂在巷道壁 上。由于巷道为分支结构，并且分支长度可达数千米。 因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆、降低系 统成本宜采用树形结构。
例如：2009年2月22日发生死亡78人的特别重大瓦 斯爆炸事故的屯兰矿是事故矿中煤矿安全监控系统使 用维护最好的煤矿，但仍存在着下述严重问题：
（1）将回风巷甲烷传感器报警值和断电值调高至 2.5%，如图2所示。
（2）将4台电气开关开关设置在微风的12403工作 面1号联络巷，但不设置甲烷传感器，如图3所示。因 此，《煤矿安全规程》（2010年版）第132条第二款修 改为“井下个别机电设备设在回风流中的，必须安装 甲烷传感器并具备甲烷超限断电功能”。
这就要求开关等电气设备应设置在全风压进风处， 若不能满足，应设置甲烷传感器，并具备甲烷超限断 电闭锁功能。由于采煤工作面回风巷和掘进巷道已设 置甲烷传感器，因此，设置在采煤工作面回风巷和掘 进巷道的电气设备可不再单独设置甲烷传感器。
六大系统——矿井监测监控系统ppt
目前，我国煤矿已经基本普及了监测监控系统，并 逐步向数字化、智能化方向发展，实现了多系统融
合、多源数据融合、智能分析预警等功能。
随着科学技术的不断发展，监测监控系统的技术 水平将不断提高，系统的稳定性、可靠性、智能
性和灵活性也将不断增强。
02
监测监控系统的构成
数据采集系统
传感器和仪表
监测监控系统需要使用各种传感器和仪表来实时监测矿井下 的环境和设备状态，例如温度、湿度、气压、瓦斯浓度、水 位等参数。
其他领域监测
能源监测
对电力、燃气、水等能源进行监测，以确保能源供应的稳定性和安全性。
农业监测
通过对农田、温室等进行环境参数监测和数据分析，以提高农业生产效率。
05
监测监控系统的优势
提高效率
自动化采集数据
矿井监测监控系统可以自动化地采集井下环境和设备运行数据， 减少了人工干预和错误率。
实时数据处理
系统性能提升方向
数据处理速度与准确性
提高数据处理速度和准确性，减少数据延时和误差，以满足实 时监控和预警需求。
系统稳定性与可靠性
提高系统的稳定性和可靠性，确保在复杂多变的矿井环境下能够 稳定运行，减少故障率。
可视化界面与操作体验
优化可视化界面和操作体验，使系统更加直观、易用、友好，方 便用户使用和维护。
03
监测监控系统的功能
实时监测功能
1 2
监测井下有害气体浓度
如甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，以及温度、 湿度、风速等参数。
监测设备运行状态
如电机、水泵、风机等设备的电流、电压、转 速等参数。
3
数据实时显示
监测数据在控制中心的大屏幕上实时显示，方 便调度人员随时掌握井下情况。
六大系统简述
六大系统简述一、安全监测监控系统：矿井选用升级改造验收达标的KJ70N型矿井监测监控系统，由地面中心站、井下分站、电源箱和矿用传感器、传输电缆和系统软件组成。
（一）、地面中心站地面中心站位于矿调度室，监控主机选用高性能、高稳定的工控机2台，当主机发生故障时，备机热切换控制器自动投入运行。
服务机1台，图形端机2台，打印机2台，交流稳压电源2KV A1台，UPS电源2KV A2台，中心站软件一套，防雷电装置等设备。
当电网停电后吧，UPS能保证系统正常工作时间不小于2h。
主机的串行口通过传输接口与地面、井下各分站通讯，同时这2台主机都插有网卡，监测主机的信息可以全部上网。
（二）、监控分站系统分别在井下综采工作面、掘进工作面、主变电所、地面通风机房、瓦斯抽放泵站及紧急避险设施等处设置KJ70N—F监控分站11台，实现手动遥控断电功能。
（三）、传输电缆干线选用MPUYVRP—1×4×1.0型有外屏蔽层、内屏蔽层、双塑料保护层、内加强丝带的四芯专用电缆，四芯中二芯为信号线，二芯为电源线。
模拟量传输电缆选用MPUYVRP—1×4×7/0.52型传输电缆。
开关量传输电缆选用MPUYVRP—1×2×7/0.28型传输电缆。
该系统具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用来检测甲烷浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门开关状态、局部通风机开停、主要通风机开停等，实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，完全符合《（AQ1029—2007煤矿安全监控系统规范）》要求。
二、人员定位系统：矿井选用KJ222—J型矿井人员管理定位系统，由地面中心站、监控主机、服务器、客户端电脑、本安型识别主站、本安型识别子站、本安型识别卡、井下移动识别器、监控软件、GIS软件包、打印机、显示单元等组成。
系统具有存储、报警、显示、打印、查询等功能，满足《煤矿井下作业人员管理系统使用规范》（AQ1048—2007）标准，能准确掌握井下人员动态分布情况和采掘工作面人员数量。
六大系统--矿井监测监控系统 ppt课件
20世纪30年代日本发明光干涉瓦斯检定器
1815年英国发明瓦斯检定灯
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我国矿井安全监控技术发展
– 建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、 瓦斯检定灯、检知管、风表等；
– 60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和 AQR-1型瓦斯测量仪。
– 70年代研制出瓦斯断电仪； – 80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统； – 80年代以后， 逐步开发出KJ126、KJF2000、KJ95、
• （11）人员位置监测系统 （12）综合监控系统
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三、安全监控系统的主要功能
1）、可实时采集各种传感器传来的数据: 2）、系统具有甲烷超限报警功能：甲烷传感器用于检 测煤矿井下空气中的甲烷含量，当被监视区域风流中 甲烷浓度达到预置的报警点时，由系统发出声、光报 警信号。当甲烷浓度恢复到预置的报警值以下时，能 自动解除报警。 3）、甲烷超限断电及闭锁功能：当被监视区域风流中 甲烷浓度达到预置的断电点浓度时，输出切断被控区 域动力电源并闭锁；当被监视区域风流中甲烷浓度降 到预置的复电点浓度时，能自动解锁，恢复供电。断 电点参数设置连续可调。
KJ90等系统。
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二、煤矿安全生产监控系统的分类
煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构 等来进行分类: • 按传输信号复用方式分为：时分制系统、频分制系统、码分制系统、 复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的 系统）； • 按系统网络结构可分为：树形、环形、星形、总线形等； • 按传输信号的调制方式可分为：数字基带传输、数字频带传输 ； • 按工作方式可分为：主从方式、多主方式等。
矿山安全避险六大系统
矿山井下安全避险“六大系统“安全避险“六大系统”包含：监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和井下通信联络系统。
一.监测监控系统简介：监测监控系统主要用来监控和预警有毒有害气体、火、冲击地压等重特大事故。
监测监控系统监测有毒气体浓度、风速、温度、粉尘、风压、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，当出现超限或局部通风机停止运行运行或掘进巷道停风时，自动切换相关区域的电源并封锁，同时报警。
系统还具有预警，火灾监控与与预警、矿山压力监测与预警等功能。
监测监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着重要的作用。
当矿井下发生瓦斯爆炸等事故后，系统的检测记录是确定事故时间、爆炸源、火源等重要依据之一。
根据监测的数据突变等信息分析事故时间。
根据监测的有毒有害气体浓度和时间顺序等分析事故源。
根据监测的设备状态分析火源。
根据监测的局部通风机、风门、主通风机、风速、风压、有毒有害气体浓度等分析有毒有害气体积聚原因。
根据监测的有毒有害气体的浓度变化，分析波及范围等。
监测控制系统一般由传感器、执行机构、分站、电源箱（或电控箱）、主站（或传输接口）、主机（含显示器）、系统软件、服务器、打印机、大屏幕、UPS电源、远程终端、网络接口和电缆等组成。
传感器、执行机构、分站、电源箱（或电控箱）等设置在井下，其他设备设置在地面。
监测监控系统是防止有毒有害气体的浓度和其他安全事故预警的重要参数。
因此，采掘工作面及回风巷、掘进工作面及回风流等地点必须设置有毒有害气体浓度检测传感器。
当有毒有害气体浓度达到或超过报警浓度时，声光报警，提醒领导，生产调度等及时将人员撤至安全处，及时处理事故隐患，防止有毒有害气体爆炸等事故发生。
当有毒有害气体浓度达到或超过断电浓度时，切断被控区域电源，避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备故障电火花或危险温度引起报气体爆炸；避免或减少开采、掘进、运输等设备运行产生的摩擦撞击火花及危险温度等引起气体爆炸。
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煤矿安全监测监控作业
闫艳龙
三、安全监控系统的主要功能
4）风电闭锁功能：当局部通风机停止运转 或风筒中风速低于规定数值时，装置输出 切断被控区域动力电源信号并闭锁；当局 部通风机恢复正常工作时，装置能自动解 锁。 5）其他功能：此外系统还可实现一氧化碳、 温度、风压、风速、风门等环境参数与工 况参数超限声光报警等功能。
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煤矿安全监测监控作业
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二、煤矿安全生产监控系统的分类
• 煤矿安全生产监控系统可按照监控目的、信号传输方式、网络结构 等来进行分类: 按传输信号复用方式分为：时分制系统、频分制系统、码分制系统、 复合复用方式（同时采用频分制、时分制、码分制中两种或两种以上的 系统）； 按系统网络结构可分为：树形、环形、星形、总线形等； 按传输信号的调制方式可分为：数字基带传输、数字频带传输 ； 按工作方式可分为：主从方式、多主方式等。
2018/10/13
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煤矿安全监测监控作业
闫艳龙
基于以上功能，安全监控系统可以起到以下作用：
1、避免或减少由于电气设备失爆、违章作业、电气设备 故障电火花或危险温度引起瓦斯爆炸； 2、避免或减少采、掘、运等设备运行产生的摩擦碰撞火 花及危险温度等引起瓦斯爆炸； 3、提醒领导、生产调度等及时将人员撤至安全处。 4、提醒领导、生产调度等及时处理事故隐患，防止瓦斯 爆炸等事故发生。 5、还可通过煤矿安全监控系统监控瓦斯抽放系统、通风 系统、煤炭自燃、瓦斯突出等。 6、煤矿安全监控系统在应急救援和事故调查中也发挥着 重要作用，当煤矿井下发生瓦斯（煤尘）爆炸等事故后，系统 的监测记录是确定事故时间、爆源、火源等重要依据之一。
闫艳龙
安全监控系统的定义：煤矿安全生产监控
系统是指具有模拟量、开关量、累计量采集、 传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、 控制等功能，用于煤矿通风安全及生产环节监 控的系统。 安全监控系统的构成：煤矿安全监控系统、 煤矿瓦斯抽采（放）监控系统、煤矿轨道运输 监控系统、煤矿胶带运输监控系统、煤矿供电 监控系统、煤矿排水监控系统、煤矿火灾监控 系统、矿山压力监控系统、煤与瓦斯突出监控 系统、人员位置监测系统等。
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煤矿安全监测监控作业
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煤矿安全监控的主要内容
– 对井下CH4、CO、O2、CO2等气体浓度的检测； 对风速、风量、气压、温度、粉尘浓度、水位等环 境参数的检测；对生产设备运行状态的监测、监控 等。
煤矿安全监控系统组成
– 一般由传感器、井下分站、传输线路、地面中心站、 监控软件组成，如下图所示：
煤矿安全监测监控作业
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六大系统之
矿井监测监控系统
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煤矿安全监测监控作业
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主要内容
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煤矿安全监控系统简介 煤矿安全监控系统 安全监控系统的使用与维护
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安全监控系统现状与问题
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煤矿安全监测监控作业
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煤矿安全监测监控作业
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一、矿井安全监控技术发展概况
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煤矿安全监测监控作业
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我国矿井安全监控技术发展
– 建国初期，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定器、 瓦斯检定灯、检知管、风表等； – 60年代初期，研制达到使用水平的载体催化元件和 AQR-1型瓦斯测量仪。 – 70年代研制出瓦斯断电仪； – 80年代初期，从欧美引进、吸收矿井监控系统； – 80年代以后， 逐步开发出KJ126、KJF2000、KJ95、 KJ90等系统。
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煤矿安全监测监控作业
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三、安全监控系统的主要功能
1）、可实时采集各种传感器传来的数据: 2）、系统具有甲烷超限报警功能：甲烷传感器用于检 测煤矿井下空气中的甲烷含量，当被监视区域风流中 甲烷浓度达到预置的报警点时，由系统发出声、光报 警信号。当甲烷浓度恢复到预置的报警值以下时，能 自动解除报警。 3）、甲烷超限断电及闭锁功能：当被监视区域风流中 甲烷浓度达到预置的断电点浓度时，输出切断被控区 域动力电源并闭锁；当被监视区域风流中甲烷浓度降 到预置的复电点浓度时，能自动解锁，恢复供电。断 电点参数设置连续可调。
模 拟 量 传 感 器
开
模 拟 量 传 感 器
执 行 机 构
127VAC
127VAC
关 量 传 感
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器
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器
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煤矿安全监测监控作业
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煤矿安全监控系统工作原理：
传感器将被测物理量转换为电信号，并具有显示和声光 报警功能（有些传感器没有显示、或没有声光报警）。 执行机构（含声光报警及显示设备）将控制信号转换为被 控物理量。 分站接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远 距离传送给主站（或传输接口），同时，接收来自主站（或传 输接口）多路复用信号。分站还具有线性校正、超限判别、逻 辑运算等简单的数据处理能力、对传感器输入的信号和主站 （或传输接口）传输来的信号进行处理，控制执行机构工作。
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11Leabharlann 火墙煤矿安全监测监控作业 闫艳龙 矿务局（集团公司）
路由器 重点产煤县、市
交换机
主 服 服 务 器 打 印 机 机
主 机
矿 井 安 全 生 产 监 控 系 统
执 行 机 构
务 器
打 印 机
电 视 墙 或 投 影
用 户
用 户
主
站
分
站
电
源
电 源
分
站
开 关 量 传 感
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煤矿安全监测监控作业
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电源箱将交流电网电源转换为系统所需的本质安全型直 流电源，并具有维持电网停电后正常供电不小于2小时的蓄电 池。 传输接口接收分站远距离发送的信号，并送主机处理；接 收主机信号、并送相应分站。传输接口还具有控制分站的发送 与接收，多路复用信号的调制与解调，系统自检等功能。 主机一般选用工控微型计算机或普通微型计算机、双机或 多机备份。主机主要用来接收监测信号、校正、报警判别、数 据统计、磁盘存储、显示、声光报警、人机对话、输出控制、 控制打印输出、联网等。