1、安全監測監控復習提綱考試時間：2017-12-2周六下午14:00-15:40考試題型及分值：一、填空題（共30分，每小題3分）二、論述題（共40分，共4小題，每小題10分）三、綜合題（共30分，共2小題，每小題15分）（基于PLC系統）復習重點:1、安全監測監控系統組成、及在行業中的作用。（1）組成：傳感器、測控分站、中心站、傳輸信道、執行或控制裝置（2）功能：傳感器功能：將被測量的物理量轉換為方便傳輸和處理的電信號，經傳輸線與測控分站連接，為測控分站提供信息。執行或控制裝置功能：根據中心站或分站的命令，進行狀態轉換成控制分站。測控分站功能：1）采集由傳感器傳來的環境安全參數設備工況參數及信

2、息；2）通過預處理，根據預先設定的參數極限，發出超限聲，先報警信號和斷電閉鎖信號；3）與中心站通過傳輸通道進行通信，傳輸被測信息，接收中心站命令。主機功能（中心站關鍵設備）：生成系統、管理系統、進行數據的處理、輸出及存儲，必要時對關鍵設備進行監控。作用：煤礦監控系統的應用對改善我國煤礦的安全狀況，提高煤礦生產效率和現代化管理水平起到了重要作用，是現代化管理和生產的有力工具。2、有爆炸危險的場所所用的電氣設備分類及防爆型種類。爆炸危險的場所所用的電氣設備分類I類：煤礦井下電氣設備；R類：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環境用電氣設備。II類又可分為HA、HB、HC類，標志HB的設備可適用于H

3、A設備的使用條件；HC可適用于HA、nB的使用條件。田類：除煤礦以外的爆炸性粉塵環境電氣設備。mA類：可燃性飛絮；mB類：非導電性粉塵；mC類：導電性粉塵。防爆型種類隔爆型電氣設備（d）是指把能點燃爆炸性混合物的部件封閉在一個外殼內，該外殼能承受內部爆炸性混合物的爆炸壓力并阻止和周圍的爆炸性混合物傳爆的電氣設備。增安型電氣設備（e）：正常運行條件下，不會產生點燃爆炸性混合物的火花或危險溫度，并在結構上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和規定過載條件下出現點燃現象的電氣設備。本質安全型電氣設備（i）：在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物的電氣設備。無火花型電

4、氣設備（n）：在正常運行條件下不產生電弧或火花，也不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點，且一般不會發生有點燃作用的故障的電氣設備。防爆特殊型（s）:電氣設備或部件采用GB3836-2010未包括的防爆型式時，由主管部門制訂暫行規定。送勞動人事部備案，并經指定的鑒定單位檢驗后，按特殊電氣設備“s”型處置。正壓型p：正壓外殼（通風、充氣型）在設備的外殼內通入一定壓力的新鮮空氣或者惰性氣體，使周圍的可燃性氣體不能進入外殼內部，從而阻止點燃源與爆炸性氣體接觸，達到防止爆炸的目的。充油型o：充油型電氣設備是全部或部分部件浸在油內，使設備不能點燃油面以上的或外殼外的爆炸性混合物的防爆電氣設備。

5、充砂型q：在電氣設備的外殼內充填石英砂粒，將設備的導電部件或帶電部分埋在石英砂防爆填料層之下，使之在規定的條件下，在殼內產生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或石英砂材料表面的溫度都不能點燃周圍爆炸性混合物。澆封型m澆封型電氣設備是將電氣設備或其部件澆封在澆封劑中，使它在正常運行和認可的過載或認可的故障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的防爆電氣設備。3、傳感器的靜態特性及相互區別？靜態特性靜態：線性度、靈敏度、穩定性（回差、死區）與量程、飄移、閥值、過載1）線性度誤差：校準曲線與規定直線最大偏差量，反映線性程度YYlmmax6l=父100%Ymax-YminYLm皎準曲線與規定直線最大偏差量Ymax-Ym

6、in傳感器量程規律：當誤差值為零時，性能最佳。2）靈敏度：反應傳感器對被測物理量的變化程度，用輸出變化值除以輸入變化值。Y輸出量變化值Xys二-X:對應輸入量變化值線性傳感器：S:常數非線性：S為某點處斜率規律：當S在預定范圍內，性能最佳3）回差：在測量全范圍內，同一輸入信號對應上下行程輸出間的最大差值，包括死區和滯后誤差。A、回差V%;Yv)max100%Ymax-YminYVmax測量范圍上下行程輸出的最大差值B、死區：輸入量變化時，輸出量幾乎無變化的有限區間輸出量程百分數:Xdd%=100%Xmax-Xmin:冰d圍圍值:程XminC、滯后誤差YH,maxH%=100%Ymax_Ymin

7、:AY55ax瞎的最大滯后偏差絕對值4）重復度：傳感器在輸入按同一方向連續多次變動時所得特性曲線的不一致的程度。重復度越高性能越好。5）三度A、精確度：傳感器反映信號值與被測約定值的一致程度，以誤差為指示，精確度越高（誤差越小）性能越好。B、精密度：一定條件下多次測量，測量結果比較集中的和儀器分辨率較高條件下，隨機誤差大小。精度越高，性能越好。G正確程度：在規定條件下測量結果正確程度。6）分辨率：儀器能檢測出被測信號的最小增量，分辨率越高，性能越好。7）測量范圍：被測物理量可以按規定的精度進行測量的范圍，范圍越大，性能越好。8）量程：測量范圍上下限代數差。9）飄移：傳感器輸入-輸出特性隨某一外

8、界因素的影響而出現的緩慢變化的現象，飄移越小，性能越好。10）闕值：能引起傳感器，輸出的被測物理量最小變化值，閥值越小，性能越好。11）過載：在不致引起規定性指標永久改變的前提下，允許傳感器超過測量范圍的能力。過載能力越強，性能越好。4、傳感器的概念、組成及作用。定義：一種以一定的精度和規律把被測試量轉換為與之有確定關系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。作用：獲取準確可靠的信息，對原始參數進行精確可靠的測量。5、理想型傳感器及輸入與輸出之間的對應關系理想情況下，傳感器的輸入和輸出是線性關系，其圖形是一條理想直線。6、催化燃燒式甲烷

9、傳感器組成、工作原理及在使用時注意的事項。組成鋁熱電阻柏絲催化元件柏絲感溫元件載體催化元件柏絲：加熱；感溫；載體：固定鋁絲；傳熱；附載催化劑；催化齊1J:Pt,Pd,Th催化作用，降低甲烷燃燒溫度（300c400C）；工作原理催化燃燒式甲烷測定器應用載體熱催化燃燒原理，由黑白元件構成測量電橋，當儀器所處的環境中有甲烷氣體存在時，甲烷在黑白元件表面產生無焰燃燒，使載體催化元件的阻值發生變化，橋路失衡產生信號輸出。信號的大小與甲烷含量成線性比例關系，從而實現了對環境中的甲烷含量進行檢測與報警。儀器由電源、放大電路、報警電路、顯示電路、傳感器等構成，其中傳感器（也稱催化元件）是儀器的主要部分，它直接

10、與環境中的瓦斯接觸，并產生反應，把瓦斯的濃度值轉變成電信號，經CPU進行處理后，計算出濃度值送給顯示和報警電路。使用過程的注意事項（1）防止儀器從高處跌落或受劇烈震動，嚴禁被水澆淋或浸泡。（2）更換的催化元件必須滿足煤礦用甲烷檢測載體催化元件（AQ6202-2006）的要求。（3）嚴禁井下更換、拆裝電池，嚴禁井下充電。（4）在使用中如發現儀器電壓不足時，要立即停止使用，否則可能縮短電池使用壽命且無法正常工作。（5）嚴格按照說明書操作和使用儀器，否則可能導致測量結果不準，儀器損壞。（6）在含有硫化氫及瓦斯濃度超過儀器允許值的場所中嚴禁使用，避免儀器產生測量誤差或損壞。（7）便攜式測定器在使用前必

11、須對其預先充電，以保證能正常、可靠地工作；使用時，在清潔空氣中打開電源開關，預熱15min左右，觀察顯示值是否為零，如有偏差，按照使用說明書的要求進行調零操作；定期使用標準氣體對儀器進行調校，確保儀器檢測數據準確、可靠；檢測時，用手將儀器的傳感器部位舉至或懸掛在測點地點，經十幾秒鐘的自然擴散，即可讀取甲烷的數值。7、礦上常用的可遙測的CO傳感器工作原理。原理：在金屬與其接觸的溶液之間有發生氧化還原反應的傾向，反應過程中使反應物質的氧化數改變，并伴有電子得失，這是氧化還原反應。物質發生氧化還原反應必須在一定電極電位下進行，若陽極電位高于氧化還原對的可逆電位，則電對中還原性物質被氧化，反之，電對中

12、氧化性物質被還原。在氧化還原反應中，陽極給出電子，通過電池內部電解質構成的離子導體及外電路負載，有電流通過，當采用氣體擴散電極時，在固定條件下，反應電流與一氧化碳濃度成正比，以電流大小來測定CO濃度。i=CFADLA:反應界面面積L:擴散電極膜厚D:膜中氣體擴散系數n:反應中的電子轉移數F:法拉第常數特點：(1) TX2000CM測儀多功能報警；小巧精確，操作極簡單；開機自檢(2) CT1000XCG艮警儀超小型設計重量輕；配開關，延長電池壽命數字顯示，聲光及欠壓報警功能先進傳感器8、超聲波渦旋風速傳感器工作原理。(1)卡曼渦街原理：在無限界流場中，垂直插入一根無限長非流線性阻力體，流體在阻力

13、體兩側下方會產生兩列內旋，互相交替的渦旋。阻力體兩側產生旋渦頻率與流體平均速度之間關系為：f=s工df:流出旋渦對頻率s:斯托哈爾常數V：未擾動流體速度d:旋渦阻力體寬度或直徑對于一給定阻力體，旋渦頻率與流速成正比。當流速低于某閥值，不能行成旋渦。(2)風速計工作原理在旋渦發生桿(即阻力體)的后部一側安裝有超聲波發射轉換器，發射出連續等幅的超聲波來；另一側安裝有一個相同的接收轉換器。當無風速時，接受轉換器接收到一束未經調制的等幅超聲波束。當有風速時，在發生桿后面形成旋渦，旋渦與超聲波束相遇時，由于旋渦的旋轉方向，壓力和流體密度的周期變化，導致通過旋渦部分的超聲波速的聲能被折射和反射，使到達接收

14、器的聲能減弱；在下一個旋渦沒有到達之前，接收器信號又恢復到原來的幅值。只要有一個旋渦通過超聲波束區，超聲波束就被調制一次，形成調幅波。因此，調幅波的頻率即旋渦頻率，調幅波信號被接收換能器接收后進行放大、解調、濾波及電信號處理，就可檢測出旋渦個數，從而測定風速。(測低風速：增加發生桿尺寸；運用高靈敏度超聲波轉換器)(3)特點：結構中無運動部件，無使用磨損，適于連續運行，使用壽命長，性能穩定；線性輸出范圍寬，原理上無零外飄逸，測量精度高；響應迅速，且能辨別風速。9、會計算側身法測風的表速。10、氣相色譜儀組成及作用。(1)原理：以氣體作為流動相，利用試樣各組分在氣相和固定相間的分配系數不同，當試樣

15、被載體氣帶入色譜柱中運行時，組分就在其中的兩相間進行反復多次(103-106)的分配(吸附-脫附)，從而致使各組分在色譜柱中運行速度不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，順序離開色譜柱進入檢測儀信號放大后，在記錄器上描繪出各種組分的色譜峰。根據色譜上出現的物質成分的峰面積或峰高進行定量分析(2)儀器組成：氣源、氣源控制、進樣器、色譜柱、檢測器、信號放大部件、二次儀表等色譜柱：樣品分離作用。充填柱/毛細血管柱載氣：樣品注入色譜儀后由載氣把樣品組分帶進色譜柱氣源控制：穩定和調節氣壓進樣器：進入樣品后氣化并直接傳入色譜柱檢測器：將色譜柱分離后的物質濃度或質量的變化轉換為電信號，并由記錄儀記錄下來，作為

16、色譜分析的數據。常有：FID;TCD;FPD;ECD;NPDFID:氫火焰離子檢測器TCD:熱導檢測器FPD火焰光度檢測器ECD:電子俘獲檢測器NPD:氮磷檢測器11、PLC的概念和掃描周期。概念可編程邏輯控制器(PLC)是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。在正常情況下，一個用戶程序掃描周期由三個階段組成輸入采樣廣卜程序執行L卜輸出刷新輸出鎖存存儲罌元件映象寄存揩輸出端子個周期稱為程序力描喇期掃描周期可編程控制器在R

17、UN工作狀態時，執行一次掃描所需的時間稱掃描周期T。它是自診斷、輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新等幾部分時間的總和，其中用戶程序執行時間是影響掃描周期T長短的主要因素，它決定于程序執行速度、程序長短和程序執行情況。必須指出，程序執行情況不同，所需時間相差很大，因此要準確計算掃描周期T是很困難的。12、S7-224CPU勺端口組成、接線萬式，開關量的編程萬法。13、EM231模擬量信號采集的硬件電路及模擬量與數字量之間的轉換關系14、風電瓦斯閉鎖裝置的組成和原理。結構組成1、主機：顯示、邏輯判斷、報警與控制；2、瓦斯傳感器：監測瓦斯濃度；3、風筒風量開關：監測風筒風量，也稱為風筒傳感器。4、局扇

18、開停傳感器：5、被控關聯設備：A、局扇開關；風自傳感黔aOQmAlV本安電源洗電隔商7V選通定時翳分須通道顯不甲炕彼度顯示出像狀后顯示JOQmAlSV本安電源30QmA18V本安電源B、工作面開關；C、供風區域總開關；D、被用局扇開關。6V12V非本麥電源斷電向俄遠傳至監測分站1廂扇狀態局扇開美工作面開美供網區域總開美掖串同儲開美FDZ0-1型風電瓦斯閉鎖裝置系統工作原理框圖原理1、T1、T2、T3三路瓦斯傳感器信號進入主機，經光電隔離后分為三路，分別由相應主機處理電路進行處理。2、一路進入模擬轉換電路，轉換為所需頻率、電流或電壓信號，以備遠傳至監測系統分站或接口；A、電流型電流脈沖信號-與其

19、頻率成正比的電壓信號-V/I變為電流B、電壓型同A,V/I變為電流-V（比例關系可調）C、頻率型同B,V-F（IC鎖相環）-F'（分頻器）3、一路進入巡回顯示電路，用于瓦斯濃度的顯示。三路瓦斯信號按順序選通、定時顯示：通道指示和濃度顯示同步，4秒更換一次。4、一路進入邏輯組合電路；5、風筒傳感器的風量開關信號經光電隔離后，也進入邏輯組合電路；6、瓦斯傳感器失電故障信號也經光電隔離后進入邏輯組合電路；7、瓦斯濃度信號、風量開關信號、局扇狀態信號、瓦斯傳感器失電故障信號等，經邏輯組合電路的計算后，輸出四個控制開關量，分別去控制工作面開關、巷道總開關、局扇開關及被審局扇開關，從而實現風電瓦斯閉鎖。邏輯功能1、風機未啟動時，T1、T2任一甲烷濃度超過1%,風機不準啟動；2、風機啟動后，工作面風量不足，不能向掘進巷道送電；3、正常工作時，T1甲烷濃度超過1.5%時，切斷工