煤礦安全監(jiān)控系統實習報告

1、 信息工程學院 畢業(yè)實習報告 1實習概況1.1實習目的 了解煤礦監(jiān)控方面各方面的知識，強化理論與實際結合，到各礦上安裝、調試、巡檢、售后服務，為煤礦安全生產作下鋪墊，為以后工作奠定基礎。1.2實習時間 2014年02月24日- 2014年05月09日1.3實習地點 重慶梅安森科技股份有限公司2實習內容 梅安森各產品的認識、操作、安裝、調試、維修和各監(jiān)控系統操作及各項目組織。3項目概述3.1行業(yè)現狀 隨著國家煤炭行業(yè)體制改革的不斷深化、現代信息技術的飛速發(fā)展，煤炭管理信息化將為煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供良好的條件。煤炭行業(yè)的管理信息形式標準化、信息傳遞規(guī)范化以及信息內容系統化、安全生產監(jiān)測監(jiān)控自動

2、化、是煤炭行業(yè)應用系統的必然趨勢。利用計算機技術、通訊技術和網絡技術，開發(fā)煤炭安全生產綜合信息系統并在實際中應用是很有必要的、而且是及時的，更是煤炭管理部門管理創(chuàng)新和技術進步的要求，從而進一步提高煤炭安全生產的整體管理水平。3.2煤礦安全生產需求 根據煤礦企業(yè)的要求，為建設現代化的高新煤礦企業(yè)，實現煤礦企業(yè)監(jiān)測管理的一體化，完善煤礦企業(yè)自動化監(jiān)控系統，提高煤礦企業(yè)的安全生產管理水平，整體提升煤礦企業(yè)的自動化水平。通過建立煤礦安全監(jiān)控系統，能完成對煤礦礦井的環(huán)境監(jiān)控和數據采集等功能；安全監(jiān)控中心站軟件要求具有綜合性強、功能先進、富有人性化、易操作等特點，可對監(jiān)測信息進行快速分析處理并自動執(zhí)行監(jiān)控

3、操作。系統軟件設計先進、模塊化程度高、集成方式靈活，可根據不同用戶對功能的不同需求，對系統進行模塊設計、嵌入模塊，保障系統的擴展性。同時，通過監(jiān)控系統的聯網功能，可方便的實現向集團公司的數據上傳，實現公司對各礦的集中監(jiān)管功能。 4方案設計4.1設計依據本方案在設計過程中始終遵循系統應具備高可靠性、先進性、實用性、可擴展性及開放性原則，以滿足國家關于煤礦安全生產監(jiān)控系統的要求和煤礦實際需要。4.2系統結構KJ73N型安全監(jiān)控系統支持多種組網結構：如果煤礦井下建設有礦井工業(yè)以太環(huán)網，則安全監(jiān)控系統分站通過環(huán)網接入器接入工業(yè)以太環(huán)網上傳監(jiān)測數據值監(jiān)控中心站。如果礦井沒有建設環(huán)網，則本安全監(jiān)控系統可以

4、單獨通過電纜組網或者通過電纜+光纜方式組網實現監(jiān)控數據的傳輸。本方案組網按照礦用阻燃光纜+礦用通訊電纜形成總線式傳輸網絡建設，系統結構圖如下4.21所示：圖4.21圖4.21KJ73N監(jiān)控示意圖說明： 1）監(jiān)控系統中心站監(jiān)控主機采用雙機熱備配置，井下監(jiān)控分站上傳的監(jiān)控數據同時寫入監(jiān)控主機、備機數據庫。監(jiān)控主備機之間通過網線連接進行“心跳”監(jiān)測，當主監(jiān)控機發(fā)生故障時，備監(jiān)控機自動啟動，切換時間小于30秒。監(jiān)測數據不丟失。 2）監(jiān)控主機接入局域網，局域網上的終端可以通過WEB瀏覽進入實時監(jiān)控畫面進行相關的查詢、打印圖表等操作。 3）主傳輸線路采用光傳輸，地面數據接口選擇帶光口傳輸接口，與井下礦用數

5、據傳輸光端機通過礦用阻燃光纜連接。 4）井下安全監(jiān)控分站之間、監(jiān)控分站與光端機之間采用礦用阻燃電纜通過總線方式連接。 5）各類監(jiān)測傳感器和斷電執(zhí)行器與分站之間采用礦用阻燃電纜連接。 6）系統傳輸制式為485傳輸。特點： 1）監(jiān)控主機雙機熱備份，保證數據不丟失。 2）KJ73N型安全監(jiān)控中心站軟件支持Web瀏覽查詢功能，局域網上終端均可通過IE瀏覽查詢實時監(jiān)控狀態(tài)和歷史信息，并進行相關的操作。 3）監(jiān)控中心站軟件支持聯網功能，對外提供標準接口，準確上傳監(jiān)測監(jiān)控數據。 4）井上下主干采用光傳輸，傳輸速率高、距離遠、損耗低，且由于光纜不導電，具有良好的防雷效果。 5）井下光端機之間可以串接，在現場需

6、求的情況下，可以方便增加光端機的數量，系統的后期拓展更加方便，且節(jié)省投資。 6）系統最大支持256臺監(jiān)控分站。4.3設計思路4.31系統結構 本設計采用光纖入井，光纖接入傳輸接口進行數據傳輸，光纖不具導電能力，有效防雷。作為系統的傳輸網絡，為實現高速、穩(wěn)定、防雷等特點，我們選用光纖獨立組網方式。井下設備使用KJ73-G型數據傳輸光端機各分站的連接節(jié)點，將分站RS485信號轉換為光網絡信號進行上傳。并可代替上位機對過連接分站進行巡檢，減少上位機電腦的負荷，有效提高了巡檢速率和傳輸的高效及穩(wěn)定。傳輸介質采用光纖維，不具導電性，有效的實現了防雷功能，減少了信號避雷器等設備。地面設備使用KJJ55N型

7、帶光口的數據傳輸接口，接收井下KJ73-G數據傳輸光端機傳送來的數據，將數據轉換后傳送給上位機進行分析處理、儲存、顯示、打印等。礦用數據傳輸光端機安裝位置設置在主傳輸光纜進線井底。4.32 中心站設計要求：一般選用工控微型計算機或普通微型計算機、雙機或多機設備份。主機主要用來接收監(jiān)測信號、校正、報警判別、數據統計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網絡聯接等。設備配置：整個礦井安全監(jiān)控系統主要由監(jiān)控主機、UPS電源、打印機、機房電源、避雷器等部分組成。在地面監(jiān)控中心設置2臺監(jiān)控主機（雙機熱備）、1臺打印機、UPS電源。負責整個監(jiān)控系統的實時數據處理、顯示、存儲功

8、能。在地面監(jiān)控中心設置2臺數據通訊接口，地面的監(jiān)控設備等也接入該接口。每個煤礦監(jiān)控中心配置：監(jiān)控主機2臺，打印機1臺，數據通訊接口1臺，UPS在線式，備用電源1套，電源避雷器1臺。中心站安裝示意圖4.32所示圖4.32中心站示意圖 4.33傳感器及斷電執(zhí)行器設計 根據煤礦安全監(jiān)控系統及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ 1029-2007中第6.3.1 的要求： 長壁采煤工作面甲烷傳感器必須按圖4.331設置。U型通風方式在上隅角設置甲烷傳感器T0或便攜式瓦斯檢測報警儀，工作面設置甲烷傳感器T1,工作面回風巷設置甲烷傳感器T2；若煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤工作面進風巷內全部非本質安全型

9、電氣設備，則在進風巷設置甲烷傳感器T3；低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作面采用串聯通風時,被串工作面的進風巷設置甲烷傳感器T4，如圖4.33所示。圖4.331圖4.33傳感器位置第7.2風速傳感器的設置的要求： 采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷的測風站應設置風速傳感器。風速傳感器應設置在巷道前后10m內無分支風流、無拐彎、無障礙、斷面無變化、能準確計算風量的地點。當風速低于或超過煤礦安全規(guī)程的規(guī)定值時，應發(fā)出聲、光報警信號。 根據煤礦安全監(jiān)控系統及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ 1029-2007中第6.4.1的要求：煤巷、半煤巖巷的有瓦斯涌出巖巷的掘進工作面甲烷傳感器必須按圖設置，并實現瓦斯風電閉鎖。在

10、工作面混合風流處設置甲烷傳感器T1，在工作面回風流中設置甲烷傳感器T2；采用串聯通風的掘進工作面，必須在被串工作面局部通風機前設置掘進工作面進風流甲烷傳感器T3。4.34 掘進工作面甲烷傳感器的設置第7.7.1的要求：主要通風機、局部通風機必須設置開停傳感器。第7.7.3的要求：掘進工作面局部通風機的風筒末端宜設置風筒傳感器。圖4.341甲烷傳感器設置 根據煤礦安全監(jiān)控系統及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ 1029-2007中第6.6的要求： 設在回風流中的機電硐室進風側必須設置甲烷傳感器，如圖4.342所示。圖4.341圖4.342在回風流中的機電硐室甲烷傳感器的設置 第7.6.3的要求： 機電硐

11、室內應設置溫度傳感器，報警值為34。根據煤礦安全監(jiān)控系統及檢測儀器使用管理規(guī)范AQ 1029-2007中第7.2 風速傳感器的設置要求：總回風巷的測風站應設置風速傳感器。第7.3 風壓傳感器的設置要求： 主要通風機的風硐內應設置風壓傳感器。第7.7.1的要求： 主要通風機、局部通風機必須設置開停傳感器。第7.7.2的要求： 礦井和采區(qū)主要進回風巷道中的主要風門必須設置風門開關傳感器。當兩道風門同時打開時，發(fā)出聲光報警信號。采區(qū)容易自然、自然煤層的采煤工作面必須設置一個一氧化碳傳感器；采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷應設置一氧化碳傳感器；帶式輸送機滾筒下風側1015米處應設置一氧化碳和煙霧傳感器

12、；自然發(fā)火觀測點、封閉火區(qū)防火墻柵欄外應設置一氧化碳傳感器；根據煤礦安全監(jiān)控系統通用技術要求AQ 6201-2006中第4.5.2要求：系統必須實現瓦斯超限報警斷電，甲烷風電閉鎖控制，系統遠程斷電控制，系統異地斷電控制。4.35設備配置表 根據國家關于煤礦安全監(jiān)控系統的相關標準和煤礦通風設計圖紙，本方案設計的設備配置如下圖4.351所示：序號設備類型數量安裝位置1甲烷傳感器（KGJ28A）3采煤工作面上隅角、采煤工作面、采煤工作面回風巷1采煤工作面回風巷大于1000米增設2掘進工作面混合風流處、掘金工作面回風流1采用串聯通風的掘進工作面中被串工作面局部通風機前1掘進工作面大于1000米增設3采

13、區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷測風站1回風流中的機電硐室進風側1架線電機車的主要運輸巷道裝煤點2井下煤倉、地面選煤廠1封閉的帶式輸送機地面走廊上方2一氧化碳傳感器（GT500A）1采煤工作面回風巷1帶式輸送機滾筒下風側10-15m處1自然發(fā)火觀測點、封閉火區(qū)防火墻柵欄外3采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷3風速傳感器（GFW15）3采區(qū)回風巷、一翼回風巷、總回風巷的測風站4負壓傳感器（GP5000）1通風機風硐5溫度傳感器（GW50）2采煤工作面、機電硐室6設備開停傳感器（KGT30）2主要通風機、局部通風機7風門開閉傳感器（KGE42）1各主要風門9風筒風量開關（GFT6）1局部通風機的風筒末

14、端10斷電儀（D1，帶饋電功能）1被控開關11液位傳感器（KGU13）1井下水倉12煙霧傳感器（CQL0.1）1帶式輸送機滾筒下風側10-15m處圖4.35通風設計圖紙5 KJ73N型安全監(jiān)控系統特點5.1自主產權KJ73N系統自配套能力強，監(jiān)控系統的大多數設備均是我公司生產，產品性價比高，售后服務有保障，能很好的控制監(jiān)控系統總體質量和性能，控制產品的生產加工周期，對日后產品的升級換代也有可靠保證。公司也是國內最大的礦用傳感器配套廠之一，為KJ2000、KJ95、KJ66、KJF2000等眾多系統廠家配套及售后服務。5.2多系統兼容KJ73N型安全監(jiān)控系統是集井下安全監(jiān)控系統、生產監(jiān)控系統、人

15、員管理系統、瓦斯抽放監(jiān)測監(jiān)控系統、瓦斯突出預測預報系統、工業(yè)電視、電力自動化系統為一體的綜合監(jiān)控系統平臺。系統與人員管理系統能完全兼容，在系統中可直接添加人員讀卡分站和動態(tài)目標識別器，即可實現安全監(jiān)控與人員管理系統的共網運行，避免設備的重復投入。5.3系統維護和測試功能系統地面中心站主機采用雙機熱備，數據可保存二年以上，當系統發(fā)生故障時，數據不丟失。6系統主要設備介紹6.1KJJ55N型數據傳輸接口KJJ55N型數據傳輸接口是KJ73N型煤礦安全監(jiān)控系統井上部分的關鍵組成設備用于地面中心站接受井下監(jiān)控分站發(fā)來的監(jiān)測數據，并把它們送往中心站主機進行分析處理，同時把地面中心站下發(fā)的命令傳送到指定的

16、分站，從而實現控制井下設備的啟停、設置工作參數、查詢顯示傳感器的監(jiān)測數據等功能。KJJ55N型數據傳輸接口支持雙機熱備功能，可通過串口、網口與主、備監(jiān)控機連接，當主機出現死機、故障時，數據接口直接控制備機啟動工作。數據接口還可連接聲光報警裝置，實現調度中心的聲光報警功能，從而使得監(jiān)控系統的事故能及時處理。圖6.1KJJ55N6.2KJF86N型安全監(jiān)控分站6.21產品用途KJ86N系列型監(jiān)控分站是KJ73N型煤礦安全監(jiān)控系統井下部分的關鍵組成設備，以美國德州半導體公司MSP430系列16位單片機為核心，配置多個模擬量入口和開關量入口，連續(xù)采集傳感器信號，經單片機處理后按設定參數執(zhí)行控制操作。該

17、分站能與地面中心站計算機通訊，將采集信號傳送到地面中心站，也可執(zhí)行中心站發(fā)出的各種遠程控制指令，還具有智能通訊口，可連接各種智能設備。6.22產品特點 KJF86N(08)型/KJF86N(16)型： 1）具有8路/16路本質安全傳感器接口，每路接口能兼容模擬量及開關量傳感器，并為傳感器提供本質安全電源。 2）6/8路斷電控制輸出，其中近程斷電路2/2路，遠程4/6，能實現就地斷電和遠程斷電控制。 3）巡回顯示各路傳感器的值，顯示控制輸出狀態(tài)、通訊狀態(tài)等，具備實時時鐘顯示功能。 4）能與地面中心通訊，傳送采集數據和接收控制命令。 5）具有RS485智能接口，可擴展連接各種智能設備。 6）具有風

18、電瓦斯閉鎖工作模式。 7）全功能遙控設置，一鍵查詢分站編號。板上自帶恒流源校準電路，方便維修調試。圖6.221煤礦監(jiān)控系統界面6.23 KJ73-G型礦用數據傳輸光端機 KJ73-G型礦用數據傳輸光端機是為滿足我國煤礦監(jiān)控系統大容量信息傳輸的需要而研制的。由于它具有傳輸速率高、誤碼率小，且具有非電、非磁的信息傳輸特點，所以特別適用于存在有瓦斯、煤塵爆炸危險的煤礦井下環(huán)境之中。該產品經國家防爆檢驗機關進行聯機檢驗后,可作為KJ73N型煤礦安全監(jiān)控系統的主要配套設備使用。6.24 KDW0.3/660A(B)型隔爆兼本質安全型電源箱 KDW0.3/660A(B)型隔爆兼本質安全型電源箱是為煤礦井下

19、本質安全型設備提供本質安全電源,且具有備用電源功能的穩(wěn)壓電源箱。適合各種需要本質安全型電源供電的儀器、儀表或設備配套使用。 KDW0.3/660A(B)型電源箱是礦用隔爆兼本質安全型產品，防爆標志：ExdibI，適用于煤礦有瓦斯和粉塵爆炸危險的場所中。7軟件功能介紹本系統主要包含主界面顯示、系統參數定義、數據和曲線查詢顯示、各種報表打印等功能。7.1主界面顯示主界面主要顯示如圖7.11所示用戶指定的系統監(jiān)測實時數據，系統設備運行情況及記錄、系統報警、斷電、饋電異常等信息。圖7.1主界面圖 頁面顯示編輯圖7.12所示提供用戶選擇指定顯示的測點。頁面顯示編輯圖7.127.2系統參數定義系統參數定義

20、包含設備類型定義和監(jiān)控測點定義，設備類型定義提供用戶可以自定義系統的接入設備類型，提高了系統的通用性和兼容性，簡化了監(jiān)控測點定義操作。本系統還包括網絡設備在線管理、人員定位接入、交叉斷電邏輯控制和手動斷電控制等如下圖所示。圖7.21系統參數定義圖7.22設備定義類型圖7.23設備定義之模擬量定義一圖7.24設備定義之模擬量定義二圖7.25設備定義之開關量定義一圖7.26設備定義之開關量定義二 監(jiān)控測點定義包含分站定義、模擬量定義、開關量定義、控制量定義、智能量、累計量、導出量等定義。圖7.27系統測點定義主界面一圖7.28系統測點定義主界面二圖7.29測點定義之分站定義圖7.30測點定義之模圖

21、7.31測點定義之開關量定義 本系統支持光纖工業(yè)以太換網，提供網絡設備的在線管理維護；圖7.32網絡設備管理之一圖7.33網絡設備管理之二 本系統支持人員定位系統接入，提供人員識別器、人員工作區(qū)域設置等功能圖7.34人員識別器設置圖7.35人員區(qū)域（工作面）設置本系統還提供交叉斷電邏輯控制和手動斷電復電等控制功能；圖7.36交叉斷電邏輯控制圖7.37交叉斷電控制設置圖7.38手動控制斷電復電7.3查詢及報表打印 主要功能包括： 模擬量曲線圖：模擬量5分鐘曲線，模擬量柱狀，模擬量多點曲線，模擬量開關量同屏曲線，模擬量密采曲線。 開關量柱狀圖及其狀態(tài)圖：開關量狀態(tài)圖，開關量柱狀圖。 查詢：模擬量、

22、開關量的報警，斷電，饋電查詢,設備故障查詢，設備運行報告,開關量狀態(tài)變動查詢，模擬量統計值查詢及其模擬量調用查詢。 報表打?。耗M量、開關量的報警，斷電，饋電報表,設備故障報表,開關量狀態(tài)變動報表，模擬量統計值報表，模擬量調用報表以及開關量、模擬量的月(周)報表。圖7.31查詢主界面7.4 圖形編輯及顯示 本系統支持矢量圖和GIS系統，提供自定義圖元，支持組態(tài)圖顯示和圖形交互控制；7.41圖形編輯器主界面 功能描述：系統主要由四部分組成，分別是菜單欄、工具欄、圖庫欄和工作區(qū)。 其中菜單欄包含系統的基本繪圖操作如：文件、編輯等功能。 工具欄主要是為方便繪圖操作所設的操作。 圖元庫即系統左邊，是與

23、繪圖相關的基本圖形和與煤礦相關的圖元。 工作區(qū)是用戶繪圖的編輯區(qū)。7.411抽放圖 功能描述：在圖元庫中包含一項"抽放圖元"，通過圖庫中提供的圖元來繪制與抽放相關的圖。7.412圖元與點號關聯 功能描述：在圖元庫中其中的"監(jiān)控圖元","抽放圖元"中的部分圖元需要與點號關聯,用戶可通過雙擊托放在工作區(qū)的圖元來關聯,如果該圖元需要關聯,則會彈出一個對話框來設置關聯的點號。7.413繪制表格 功能描述：選擇菜單欄中的"表格"下的"新建表格"繪制任意行任意列的表格。與表格相關的操作有：刪除一列、增加一列、合并表格等。7.414巷道圖 功能描述：在圖元庫欄中包含一項"巷道圖元"，通過圖元庫中提供的圖元來繪制與巷道相關的圖。 7.415監(jiān)控圖 功能描述：在圖元庫中包含一項"監(jiān)控圖元"，通過圖庫中提供的圖元來繪制與監(jiān)控相關的圖7.47所示。圖7.416圖元繪制8實習總結這次到公司實習是很繁忙、很