PH24(E)矿用本安型显示屏的原理及应用

2022-09-11

安全生产一直是矿业发展的核心问题之一。在矿井下的一些地方, 机电设备复杂, 人员和运输工具频繁。矿区内部环境比较狭窄, 光线不足。运输和开放设备规模巨大, 难以控制。由于矿井下面空间较小, 工作人员在操作或行走过程中彼此间有着十分近的距离。人员和其他设备有很大的安全威胁。因此, 矿用电气设备需要特殊的防爆设计。由于其电路设计, 现有的超声波距离报警系统不能用于矿山。因此, 迫切需要开发一种可在矿井内使用的本安型超声波测距报警系统[1]。本质安全型[2]显示屏是在显示屏内部的所有电路都是由在标准规定条件 (包括正常工作和规定的故障条件) 下, 产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。PH24 (E) 矿用本安型显示屏适用于具有甲烷气体混合物和煤尘爆炸危险的煤矿井下, 可与各类监控设备配接使用, 具有RS485通讯功能, 支持AB、GE、FX等多种PLC设备。该显示屏采用高性能微处理器并集合了液晶显示、按键和遥控输入、数据采集传输等诸多功能。能够实现对多台GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器和频率量传感器同时采集、同时显示的功能。利用软件编程可显示工艺流程图、显示运行参数、生成趋势曲线等;利用外部按键可进行画面切换、参数设定等功能。

一、概述

PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏是KJ90煤矿综合监控系统的配套设备之一, 是一种通过RS485智能口或其它传输方式传输数据, 并对数据进行处理、显示的设备。它的具体功能可以分为三部分:作为抽放显示屏实现对GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器的数据采集和内部参数读取、设置, 实现对频率信号输出设备的信号采集, 可以将本机采集的数据通过RS485总线信号和频率信号进行输出;作为阀门控制显示屏, 可以实时监测KZZ系列阀门工作状态, 通过命令对阀门进行控制, 并将阀门开度上传给中心站显示;作为分站数据显示屏, 可以将中心站任意监测测点的状态进行本地显示, 极大的提升了观察的便捷性。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏主要用于矿用数据的显示及判断矿用设备好坏。适用于KJ90煤矿综合监控系统。其中, P表示显示屏, H表示本质安全 (本安) , 24表示工作电压, (E) 表示设计序号。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的防爆类型为矿用本质安全型, 防爆标志为Exibl。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的工作温度:O℃~40℃, 在工作过程中, 应保证相对湿度:≤95%, 大气压力在80k Pa~106 k Pa之间, 机械环境保持在无显著震动和冲击的场合, 适用于有煤尘和瓦斯存在的场所。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏适用条件广泛, 其最恶劣的运输贮存条件为:高温可达60℃, 低温可达-40℃, 相对湿度:≤95%, 振动:50Ⅲ/s2, 冲击:500皿/S2。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的传输介质为通讯传输介质为煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆。电缆型号为MHYVP1×4 (7/0.52mm) 。

二、结构特征与工作原理

结构特征:PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏由外壳、液晶显示窗、主通讯接口、从通讯接口、传感器接口、信号输出接口、电源指示灯、遥控接收、感光接收等组分构成, 其外观结构如图1所示。

1-外壳;2-主通讯接口;3-频率输出1/2路;4-频率输出3/4路;5-主通讯指示灯;6-从通讯指示灯;7-感光接收;8-电源指示灯;9-遥控接收;10-电源箱供电输入;11-两路频率信号输入;12-从通讯接口;13-液晶显示窗。

工作原理:PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏具有诸多功能, 例如其集合了液晶显示、按键和遥控输入、数据采集传输等功能于一身。并且有着强大的功能, 实现了对多台GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器和频率量传感器同时采集、同时显示。整个电路采用了高可靠性的电源处理电路, 能够防雷和抗电磁干扰。

整机原理图如图2所示:

PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏在技术方面具有着一定的优势, 其主要采用了新型的单片微机和高集成的数字化电路, 整机电路结构简单, 性能可靠, 便于维护、调试。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏具有就通讯及显示功能, 增加了故障自检功能, 便于使用、维护, 外壳结构采用了高强度的钢质材料, 增强了仪器的抗冲击能力, 具有显示、传输GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器所测量的管道介质工况流量、管道介质标况流量、管道瓦斯纯流量、混合流量累积量、管道压力、管道浓度和温度等功能。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的本安参数为:Ui:25.0V, Ii:800m A, Li:113μH, Ci:0μF, Pi:14.8W;Uo:14.3V, Io:2.0A, Lo:0.1m H, Co:10μF。额定工作电压为 (18.0~25.0) VDC;工作电流应≤160m A。传输方式为RS485。与数据通讯接口的传输方式为RS485、半双工、主从式、双极性。频率信号在200Hz~1000Hz之间;传输速率为2400 bps;工作电流幅值应≤160m A;工作电压幅值应≤15V。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的外形尺寸为249.5mm x167.5mm x65mm, 整机重量≤3kg, 外壳材料为PP工程塑料。

三、应用及问题的处理

PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏主要用于矿用数据的显示及判断矿用设备好坏。集合了液晶显示、按键和遥控输入、数据采集传输等功能于一身。并且有着强大的功能, 实现了对多台GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器和频率量传感器同时采集、同时显示。但在应用中可能会遇见一些问题, 例如通讯指示灯不闪烁, 此时应重启电源, 若5秒后无闪烁, 需要检测需要检测RS485通讯电路是否故障, 或连接其它的设备RS485是否电路故障;若电源出现故障, 此时应检查保险管熔断器、变压器是否完好。可检测控制的电子开关是否完好;延时部分是否完好;积分部分开关管BG3、继电器是否完好;若语言发生故障, 此时应检测本安腔喇叭及回路导线是否开路;功放TDA2030A是否完好, 可从1脚加信号检查是否正常;MP3播放板是否完好;若灯光出现故障, 此时应进行本安腔LED检查, 可采用分段检查方法。检查是否有开路、短路现象, 以及检查导线是否正常:在隔爆腔先检查本安限流电阻是否完好;给本安电路提供电源的继电器是否完好。特别注意:在检修时, 切勿改变本安电路及关联电路参数和元器件规格型号!PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏在使用时有有一些注意事项, 例如显示屏应在无明显滴水处安装, 防止传感器内进水造成设备损坏;显示屏应远离能够发出强力电磁干扰的设备, 如大型电机或变频设备, 以防止传感器工作不正常;显示屏安装在旷野处, 其周边应做好防雷避雷措施;严禁使用超出规定范围内的工作电压与电流等。由于PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的应用环境较复杂, 应定期进行维护和保养, 例如电子显示屏应固定专人使用、维护;使用中应严格按照使用说明书进行操作;非专职人员禁止随便拆开电子显示显示屏等;在使用中避免猛烈摔打、碰撞;井下严禁带电开盖;维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电气参数、规格和型号;不得随意改变关联设备的名称、型号和数量;使用人则应经常擦拭仪器外部的煤尘、污垢, 尤其是显示部位。保持仪器的清洁、美观。

四、展望

综上所述, PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏达到了矿用本质安全型设备的设计需求, 适用于煤矿有瓦斯及煤尘爆炸危险的场所。该显示屏在设计的同时综合考虑了各种各样的内在及外在因素, 它能够实现对GD3/GD4型矿用瓦斯抽放多参数传感器的数据采集和内部参数读取、设置, 并且将采集的数据通过RS485总线信号和频率信号进行输出;可以实时监测KZZ系列阀门工作状态, 通过命令对阀门进行控制, 并将阀门开度上传给中心站显示;可以将中心站任意监测测点的状态进行本地显示, 极大的提升了观察的便捷性。PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏的应用前景良好, 在使用的同时仍可以不断改进和完善从而发掘出更多的功能。

摘要：矿井下环境错综复杂, 并且在采矿时, 矿用工具及设备多种多样, 因此很容易因互相碰撞而产生安全方面的问题。所以, 矿用本质安全型安全监测报警系统在矿井下面有着及其重要的作用, 而PH24 (E) 矿用本质安全型电子显示屏是KJ90煤矿综合监控系统的配套设备之一, 是一种通过RS485智能口或其它传输方式传输数据, 并对数据进行处理、显示的设备, 在对矿井进行开采的过程中有着重要的作用。本文从原理及应用方面对PH24 (E) 矿用本安型显示屏进行探讨。

关键词：本安显示屏,矿用,传感器