一、系統(tǒng)介紹
KJ91N(A)型煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)適用于對煤礦井下環(huán)境參數(shù)、工況參數(shù)的監(jiān)測與控制,它能接入各種類型的傳感器:如瓦斯、氧氣、一氧化碳、風速、負壓、溫度、濕度、流量、煙霧、風門開關等環(huán)境參數(shù)傳感器;水倉水位、煤倉煤位、壓風機風壓、箕斗計數(shù)、主扇、局扇、水泵、采煤機、掘進機、運輸機開停等生產(chǎn)參數(shù)傳感器;當井下某一局部瓦斯超限時,可根據(jù)需要而切斷相關區(qū)域的電源,以保證該區(qū)域的安全,避免對工作人員的生命及國家財產(chǎn)帶來的巨大損失。該系統(tǒng)適用于各類大、中、小型礦井。
系統(tǒng)的設計、制造按照國家的相關安全標準進行,完全符合國家的相關標準要求,可應用于煤礦有瓦斯和粉塵爆炸危險的環(huán)境中。
二、主要特點
1、在系統(tǒng)軟件方面
KJ91N(A)系統(tǒng)的軟件,包括其系統(tǒng)主控軟件、網(wǎng)絡終端軟件、報表查詢處理軟件、作圖軟件、圖形工作站軟件等,都在隨著計算機技術和軟件開發(fā)技術的發(fā)展而不斷升級換代,已從早期的WIN98運行環(huán)境到現(xiàn)在的WIN2000/XP/2003 /Vista版。
(1)它是一套綜合性軟件,支持安全監(jiān)測、生產(chǎn)監(jiān)測、抽放、火災、人員定位、考勤、工業(yè)電視、視頻會議等各種子系統(tǒng);操作方便、網(wǎng)絡功能強大、可靠性好、支持C/S和B/S模式;支持異地遠程訪問,圖形軟件可支持矢量圖方式;報表軟件采用微軟公司Excel表格處理軟件,可支持錯誤信息剔除、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、自動計算處理等功能;全局聯(lián)網(wǎng)可支持WEBGIS方式,實現(xiàn)礦、局、市、省等各級聯(lián)網(wǎng);利用公用無線網(wǎng)絡可實現(xiàn)GPRS分級安全信息分級報警功能。
(2)在軟件開發(fā)過程中采用了先進的可視化面向對象程序設計技術、多線程、動態(tài)鏈接庫及對象嵌入技術,使得系統(tǒng)的模塊化程度進一步提高,系統(tǒng)具有更加靈活的集成方式,可適應不同用戶對系統(tǒng)規(guī)模的要求,有很高的擴展性和開放性。
(3)由于系統(tǒng)運行于WIN98/NT/2000/XP/2003多任務環(huán)境,并在數(shù)據(jù)通訊方面采用了動態(tài)鏈接庫及多線程技術,實現(xiàn)了真正的實時響應及前后臺監(jiān)測數(shù)據(jù)的無縫鏈接。
(4)系統(tǒng)提供強大的矢量化組態(tài)圖等多種顯示功能,可隨時顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖形、曲線和報警點及數(shù)值;圖形編輯器提供了豐富的圖元,并提供自定義圖元功能,用戶可用它編輯強大的組態(tài)圖形顯示;所有圖形均支持無級放大、縮小、漫游等功能;支持AUTOCAD等多種圖形格式的導入。
(5)地面中心站為開放式系統(tǒng),軟硬件均可以擴充,系統(tǒng)地面設備以全網(wǎng)絡方式運行,支持NT及NETWARE網(wǎng)絡操作系統(tǒng),運行協(xié)議為TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX,可與企業(yè)計算機局域網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián),方便地與生產(chǎn)監(jiān)控、工業(yè)電視和生產(chǎn)調度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),在網(wǎng)上可運行任意一臺網(wǎng)絡終端,同時支持終端通過服務代理的遠程連接(通過公用電話PSTN網(wǎng)等),實現(xiàn)監(jiān)控信息的遠程實時共享。系統(tǒng)軟件能與企業(yè)構筑的INTERNET/INTRANET網(wǎng)絡環(huán)境能很好融合,真正實現(xiàn)安全監(jiān)控信息網(wǎng)絡化共享(按用戶權限)。
(6)主控機軟件有一個控制軟件包,為用戶提供邏輯選擇編制各種自動控制方案的功能,從而為實現(xiàn)遠程異地自動控制和數(shù)字邏輯運算提供可靠手段。系統(tǒng)具備完善的由中心站手動控制斷電、分站異地斷電控制和程控斷電、智能傳感器輸出斷電控制組成的三重斷電控制功能,從而保證監(jiān)測參數(shù)超限等異常信息斷電的萬無一失。
(7)數(shù)據(jù)處理與存儲:系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采用SQL2000/2005標準數(shù)據(jù)庫格式存儲,運用先進的變值變態(tài)分時存儲技術,各種數(shù)據(jù)(異常信息記錄、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、密采數(shù)據(jù))能夠保存10年以上,用戶可隨時查看、打印輸出;也可進行二次開發(fā),整合入現(xiàn)有綜合系統(tǒng)中;并提供OPC協(xié)議等數(shù)據(jù)導出服務。
(8)利用本系統(tǒng)掛接的礦井人員定位信息子系統(tǒng),可將儀器攜帶人員在井下任意工作地點的瓦斯?jié)舛群臀恢眯畔崟r上傳,局礦領導、管理人員可隨時掌握礦井的動態(tài)瓦斯數(shù)據(jù);同時可實現(xiàn)人員尋呼和緊急信息通知功能。
(9)系統(tǒng)獨具特色的主從通訊協(xié)議,較好克服了通常主從式監(jiān)控系統(tǒng)普遍存在的因巡檢周期偏長(20s~30s之間時)出現(xiàn)的系統(tǒng)報警異常值或斷電異常值漏測的缺陷。采用光纖環(huán)網(wǎng)通訊模式,巡檢周期可縮短到5s。
2、在系統(tǒng)硬件方面
(1)本公司是專業(yè)從事煤礦安全技術的高科技公司,有很強的技術實力,具有獨特的技術優(yōu)勢,運用于系統(tǒng)的井下設備在質量及性能方面在國內屬一流,而且我們一直在跟蹤當今先進技術,不斷地完善和發(fā)展。
(2)自主開發(fā)了各種型號規(guī)格的智能監(jiān)控分站和穩(wěn)壓電源,形成了大、中、小型全系列,可滿足不同用戶需求,且在產(chǎn)品體積、重量、性能等方面較國內同類產(chǎn)品具有較大優(yōu)勢。
(3)在各類傳感器及斷電器方面本系統(tǒng)是國內自配套性較強的系統(tǒng)之一,其各類主要傳感器及斷電器由自己生產(chǎn)制造,傳感器種類齊全,斷電器有多種系列可以選用,完全能滿足用戶的不同需要,具有很高的性價比。
(4)系統(tǒng)通訊也采用了目前高速數(shù)據(jù)有線通訊中廣泛使用的先進的光纖環(huán)網(wǎng)技術,通訊距離遠,抗干擾能力特強。
(5)全系列監(jiān)控分站均具有2h實時監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲功能;均配置了標準RS485智能通訊接口,支持各種智能通訊儀器、設備直接接入系統(tǒng)。
(6)系統(tǒng)配備的斷電器均具有斷電反饋功能,系統(tǒng)軟件具有斷電回控比較指令,可完全確保斷電的可靠性。
(7)監(jiān)控分站及傳感器實現(xiàn)了智能化,調校均采用紅外遙控方式,操作簡單方便。
(8)系統(tǒng)配備的各型監(jiān)控分站均采用高性能16位單片機,極大地提高了系統(tǒng)的運行速度和穩(wěn)定性,同時全部具有監(jiān)測信息“黑匣子”功能。
(9)各型智能監(jiān)控分站選用新型非易失性存貯器,所有數(shù)據(jù)掉電不丟失;獨具的斷電次數(shù)、斷電時間、設備開停次數(shù),開停時間累計功能,避免了因系統(tǒng)通訊線路出現(xiàn)故障時,誤計累計時間,累計次數(shù)的缺陷。
(10)各型智能監(jiān)控分站自帶高精度時鐘,具有各路傳感器供電電壓的檢測功能;同時,各型智能監(jiān)控分站均予留彩色漢字液晶顯示屏接口。
(11)分站具備掉電閉鎖功能;當分站掉電(指交直流供電均無)時,立即切斷與閉鎖控制相關的設備電源并閉鎖;當分站復電并工作正常、穩(wěn)定運行后,自動解鎖。
三、監(jiān)控中心站具有以下功能
1、具備故障閉鎖功能:當與閉鎖有關的設備未投入正常運行或故障時,切斷該監(jiān)控設備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質安全型電氣設備的電源并閉鎖;當與閉鎖控制有關的設備工作正常并穩(wěn)定運行后,自動解鎖。
2、具有手動遙控斷電/復電功能,斷/復電響應時間不超過2s。
3、具有雙機熱備份,實現(xiàn)手動/自動切換,當工作主機故障時,備份主機立即自動投入工作,保證系統(tǒng)正常工作。
4、現(xiàn)場模擬量、開關量和累計量數(shù)據(jù)的采集、記錄、查詢、報表、實時和歷史趨勢曲線、柱狀圖顯示、實時圖形動態(tài)顯示、打印等。
5、具有自診斷功能,當系統(tǒng)中傳感器、分站、主站、傳輸電纜及接口、電源供電、斷電控制、軟件運行等發(fā)生故障時,報警并記錄故障時間及故障設備及地址。
6、光纖環(huán)網(wǎng)結構具備切除故障段回路功能:任意段線路和分站出現(xiàn)故障,系統(tǒng)自動對故障回路進行隔離切斷,不至因個別故障點而影響整個系統(tǒng)的通訊。
7、具有斷電、饋電狀態(tài)監(jiān)測。
8、在不中斷監(jiān)測的情況下,能完成現(xiàn)場各模擬量、開關量傳感器的定義、設置、參數(shù)修改以及各種數(shù)據(jù)報表、曲線、圖形畫面的生成和修改。
9、可對通風、排水、瓦斯抽放、注氮、防火、束管監(jiān)測等系統(tǒng)的主要設備工況、工藝參數(shù)進行集中監(jiān)視。
10、工作穩(wěn)定,性能可靠,容錯能力強,在操作不恰當時有信息提示,且不影響系統(tǒng)的正常運行。
11、具備較強的人機交互能力,故障發(fā)生時能以顏色、圖形、語音報警及實時信息窗對操作者發(fā)出提示信息。
12、具備上傳信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)接口。
四、分站具有以下功能
1、具備故障閉鎖功能:當與閉鎖控制有關的設備未投入正常運行或故障時,切斷該監(jiān)控設備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本質安全型電氣設備的電源并閉鎖;當與閉鎖控制有關的設備工作正常并穩(wěn)定運行后,自動解鎖。
2、具有甲烷—風—電閉鎖功能。
3、具有甲烷濃度超限聲光報警和斷電/復電控制。
4、異地斷電/復電功能,斷/復電時間不超過系統(tǒng)巡檢周期的2倍。
5、具備記憶功能,在分站掉電時,能自動保護原有的初始化信息和生產(chǎn)累加量信息。
6 備用電池供電功能:當交流電源因故斷開時,備用電池投入工作,在最大負荷下可連續(xù)工作2h以上。
7 可自動消除瞬高、瞬低的干擾信號。
8 在傳輸通道斷路或短路的情況下,與地面中心站失去通訊聯(lián)系時,分站仍能獨立工作,按照預先設定的報警、斷電要求實現(xiàn)監(jiān)控功能。
五、技術特性
1、最大監(jiān)控容量
系統(tǒng)最大可監(jiān)控64臺分站。
2、最大巡檢周期:系統(tǒng)最大巡檢周期應不大于30s。
3、控制執(zhí)行時間
甲烷超限斷電及甲烷風電閉鎖的控制執(zhí)行時間應不大于2s。其他的控制執(zhí)行時間應不大于30s。異地控制執(zhí)行時間應不大于60s。
4、畫面響應時間:調出整幅畫面85%的響應時間應不大于2s,其余畫面應不大于5s。
5、誤碼率:誤碼率應不大于10-8。
6、信號制
(1)模擬量
頻率型信號:200Hz~1000Hz,輸出高電平時應不小于3V(輸出電流為2mA時),輸出低電平時不大于0.5V,其正脈沖和負脈沖寬度均不得小于0.3ms;1200Hz~2000Hz,輸出高電平時應不小于3V(輸出電流為2mA時),輸出低電平時不大于0.5V,其正脈沖和負脈沖寬度均不得小于0.15ms。
(2)開關量
電流型信號:1mA/5mA,1mA~2mA對應邏輯“0”,4mA~5mA對應邏輯“1”。
無源接點信號:截止狀態(tài)輸出時,漏電阻不小于100kΩ;導通狀態(tài)輸出時,電壓降不大于0.5V(電流為2mA時)。截止狀態(tài)對應邏輯“0”;導通狀態(tài)對應邏輯“1”。
(3)累計量
輸出高電平時應不小于3V(輸出電流為2mA時),輸出低電平時不大于0.5V,其正、負脈沖寬度不應小于0.3s,正、負脈沖的轉換時間不大于5ms。
(4)控制量
電平型信號:輸出高電平時應不小于3V(輸出電流為2mA時),輸出低電平時不大于0.5V。
無源接點信號:截止狀態(tài)輸出時,漏電阻不小于100kΩ;導通狀態(tài)輸出時,電壓降不大于0.5V(電流為2mA時)。
7、模擬量輸入處理誤差不大于1%。
8、累計量輸入處理誤差不大于1%。
9、傳輸性能
(1)接口與分站的傳輸
接口與分站的傳輸口數(shù)量:1路;
接口與分站的傳輸方式:主從式、半雙工、RS485、雙極性;
接口與分站的傳輸速率:2400bps;
接口與分站的的最大傳輸距離:10km(使用MHY32、MHYVRP電纜,線徑截面不小于1.5mm2)。
(2)接口與交換機的傳輸
接口與交換機的傳輸口數(shù)量:4路(2對光口);
接口與交換機的傳輸方式:全雙工TCP/IP以太網(wǎng)光信號傳輸,使用波長為1310nm的單模光纖;
接口與交換機的傳輸速率:10M/100M;
接口與交換機的最大傳輸距離:20km(使用波長為1310nm的單模光纖)。
(3)接口與計算機的傳輸
接口與計算機的傳輸口數(shù)量:1路(接口含7個網(wǎng)口);
接口與計算機的傳輸方式:全雙工TCP/IP電信號傳輸;
接口與計算機的傳輸速率:10M/100M;
接口與計算機的的最大傳輸距離:5m。
(4)交換機與分站的傳輸
交換機與分站的傳輸口數(shù)量:6路;
交換機與分站的傳輸方式:主從式、半雙工、RS485、雙極性;
交換機與分站的傳輸速率:2400bps;
交換機與分站的最大傳輸距離:10km(使用MHY32、MHYVRP電纜,線徑截面不小于1.5mm2);
10、最大傳輸距離、本安供電距離
分站到傳感器的最大傳輸距離2km,傳感器最大供電距離2km(使用MHYVR電纜,線徑截面不小于1.5mm2);
分站到斷電器的最大傳輸距離2km(使用MHYVR電纜,線徑截面不小于1.5mm2)。
11、電源到分站最大供電距離2m(就地供電,使用MHYVR電纜,線徑截面不小于1.5mm2)。
12、存儲時間
甲烷、溫度、風速、負壓、一氧化碳等重要測點的實時監(jiān)測值存盤記錄應保存7d以上。模擬量統(tǒng)計值、報警/解除報警時刻及狀態(tài)、斷電/復電時刻及狀態(tài)、饋電異常報警時刻及狀態(tài)、局部通風機、風筒、主通風機、風門等狀態(tài)及變化時刻、瓦斯抽采(放)量等累計量值、設備故障/恢復正常工作時刻及狀態(tài)等記錄應保存一年以上。當系統(tǒng)主機發(fā)生故障時,丟失上述信息的時間長度應不大于5min。
13、雙機切換時間:從工作主機故障到備用主機投入正常工作時間應不大于5min。
14、備用電源工作時間:在電網(wǎng)停電后,備用電源應能保證系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控時間不小于2h。
15、統(tǒng)計值時間:模擬量統(tǒng)計值應是5min的統(tǒng)計值。
16、瓦斯抽放累計量累計時間:瓦斯抽放累計量累計時間間隔為1min。
六、故障判斷及處理
1、系統(tǒng)中各設備出現(xiàn)的故障請按照其相應的使用說明書中故障判斷及處理項進行。
2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸鏈路出現(xiàn)故障,根據(jù)監(jiān)控主機屏幕的顯示提示,既可判斷出故障所出現(xiàn)的范圍,有如下幾種情況:
(1)若出現(xiàn)所有通訊中斷,首先應該檢查主機與智能數(shù)據(jù)傳輸裝置通訊是否正常,如果不正常,首先應該檢查它們之間的連接插頭接觸是否良好。若沒有問題,可檢查主機RS232口或智能數(shù)據(jù)傳輸裝置是否損壞,若已損壞,請立即更換主機或智能數(shù)據(jù)傳輸裝置。
(2)主機與智能數(shù)據(jù)傳輸裝置通訊正常,可檢查智能數(shù)據(jù)傳輸裝置輸出口是否連接好,若沒有問題,可取下其輸出口的傳輸線,使用地面?zhèn)溆梅终具M行測試,若沒有問題,則是主線路或分站數(shù)據(jù)接口故障。
(3)主線路或分站數(shù)據(jù)接口故障,可以采用排除法進行分段查找。
七、維護及保養(yǎng)
1、設備為礦用隔爆兼本安型或本質安全型產(chǎn)品,在井下使用時應按照煤礦安全規(guī)程進行操作。
2、不得隨意更改系統(tǒng)中本安及其關聯(lián)電路中元器件的型號、規(guī)格及其參數(shù)。
3、產(chǎn)品只能與說明書中規(guī)定的產(chǎn)品連接使用,與其他設備連接時須經(jīng)防爆機關檢驗。
4、檢修時不得隨意更改產(chǎn)品(及其關聯(lián)設備的)元器件的參數(shù)、規(guī)格、型號。
5、不準用電纜接地芯線作本安控制回路。