煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)改造方案

年4月19日煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)改造方案文檔僅供參考山西煤炭運銷集團保安煤業(yè)有限公司KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案中國煤炭科工集團常州研究院有限公司天地(常州)自動化股份有限公司3月

目錄1 背景 41.1 國家要求 41.2 煤礦在用系統(tǒng)現(xiàn)狀 82 升級改造技術(shù)方案 122.1 升級改造原則及依據(jù) 122.1.1 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造原則 122.1.2 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造依據(jù) 132.2 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成情況 152.2.1 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)簡介 152.2.2 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)組成及工作原理 162.2.3 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)功能及性能指標(biāo) 182.2.4 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)特點 202.2.5 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 212.2.6 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成情況 232.2.7 KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備升級情況 273 升級改造需求 503.1 改造范圍 503.2 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造系統(tǒng)需求 514 升級改造實施方案 514.1 環(huán)網(wǎng)改造 514.2 分站改造 524.3 電源改造 544.4 傳感器改造 575 費用預(yù)算 58附錄一關(guān)鍵設(shè)備及指標(biāo) 61背景國家要求針對當(dāng)前國內(nèi)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題,12月29日國家煤礦安監(jiān)局印發(fā)了<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>的通知-煤安監(jiān)函〔〕5號,通知要求:”大型礦井、煤與瓦斯突出礦井的在用安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作應(yīng)在底前完成;其它礦井應(yīng)在”十三五”末完成”。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案所要求的升級改造主要內(nèi)容包括:傳輸數(shù)字化在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A(chǔ)上,將傳感器(模擬量)至分站升級為數(shù)字傳輸,實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化,促進智能傳感器發(fā)展。增強抗電磁干擾能力安全監(jiān)控系統(tǒng)及組成設(shè)備采用抗干擾(EMC)技術(shù)設(shè)計,經(jīng)過以下試驗:地面設(shè)備3級靜電抗擾度試驗,評價等級為A;2級電磁輻射抗擾度試驗,評價等級為A;2級脈沖群抗擾度試驗,評價等級為A;交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌(沖擊)抗擾度試驗,評價等級為B。試驗條件:形成完整的系統(tǒng)架構(gòu),組成設(shè)備的類型齊全;至少一臺分站達到滿載要求;交換機及接口的每個電口至少帶載一臺設(shè)備。試驗加載方法:系統(tǒng)中不同類型組成設(shè)備均分別進行試驗;試驗在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下進行,即系統(tǒng)傳感、傳輸、顯示、控制、執(zhí)行的功能正常。推廣應(yīng)用先進傳感技術(shù)及裝備推廣使用架構(gòu)簡單系統(tǒng)以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器,鼓勵使用多參數(shù)傳感器。突出礦井的采煤工作面進、回風(fēng)巷,煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風(fēng)流中,采區(qū)回風(fēng)巷,總回風(fēng)巷瓦斯傳感器推薦使用激光、紅外等全量程傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風(fēng)隅角建議采用無線傳感器。建議加裝粉塵監(jiān)測設(shè)備。提升傳感器的防護等級將采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o等級由IP54提升到IP65。完善報警、斷電等控制功能系統(tǒng)實現(xiàn)分級報警,根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮　⑼咚钩蕹掷m(xù)時間、瓦斯超限范圍等,設(shè)置不同的報警級別,實施分級響應(yīng)。各級別報警濃度值的設(shè)置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和實際情況決定。推行邏輯報警,根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關(guān)系,實施邏輯報警,促進各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護,監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用,防止違法行為。具體邏輯關(guān)系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實際情況進行設(shè)置。完善就地斷電功能,提高斷電的可靠性,并加強饋電狀態(tài)監(jiān)測。推行區(qū)域斷電,可由煤礦企業(yè)根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實際情況進行設(shè)置。支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)的有機融合。多系統(tǒng)的融合能夠采用地面方式,也能夠采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式。在地面統(tǒng)一平臺上必須融合的系統(tǒng):環(huán)境監(jiān)測、人員定位、應(yīng)急廣播,如有供電監(jiān)控系統(tǒng),也應(yīng)融入。其它可考慮融合的系統(tǒng):視頻監(jiān)測、無線通信、設(shè)備監(jiān)測、車輛監(jiān)測等。格式規(guī)范化系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng),也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus?！笔濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS485、CAN;無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。增加自診斷、自評估功能實現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、自評估,能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問題。自診斷的內(nèi)容至少應(yīng)包括:傳感器、控制器的設(shè)置及定義;模擬量傳感器維護、定期未標(biāo)校提醒;模擬量傳感器、控制器、電源箱等設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài);中心站軟件自診斷,包括雙機熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、軟件模塊通信。加強數(shù)據(jù)應(yīng)用分析安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用功能,至少應(yīng)包括以下內(nèi)容:偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析;瓦斯涌出、火災(zāi)等的預(yù)測預(yù)警;大數(shù)據(jù)分析,如多系統(tǒng)融合條件下的綜合數(shù)據(jù)分析等;可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)。應(yīng)急聯(lián)動在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下,可自動與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動。提升系統(tǒng)性能指標(biāo)系統(tǒng)巡檢周期不超過20s;異地斷電時間不超過40s;備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間由2h提升到4h,更換電池要求由僅能維持1h時必須更換,提高到僅能維持2h時必須更換;具有雙機熱備自動切換功能;模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%;分站的最大遠程本安供電距離(在設(shè)計工況條件下)實行分級管理,分別為2km、3km、6km。增加加密存儲要求為有利于安全監(jiān)管監(jiān)察和企業(yè)安全管理,對采掘工作面等重點區(qū)域的瓦斯超限、報警、斷電信息應(yīng)進行加密存儲,采用如MD5、RSA加密算法對數(shù)據(jù)進行加密,確保數(shù)據(jù)無法被破解篡改。方便用戶使用、維護、培訓(xùn)軟件界面友好,方便調(diào)用,強化幫助功能。根據(jù)<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>的要求,我單位新一代KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的各類設(shè)備及監(jiān)控軟件均由天地(常州)自動化股份有限公司研制、生產(chǎn)。系統(tǒng)具有容量大、速度快、更穩(wěn)定、更可靠、更安全、融合深、改造成本低、安裝維護使用方便等鮮明特點,在關(guān)鍵技術(shù)及功能、性能指標(biāo)上處于行業(yè)領(lǐng)先地位。完全滿足了<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>中所提出的傳輸數(shù)字化、抗電磁干擾、邏輯報警、分級報警、區(qū)域斷電、自診斷、自評估功能等要求,部分性能及功能指標(biāo)高于國家升級改造要求和同行業(yè)水平。煤礦在用系統(tǒng)現(xiàn)狀山西煤炭運銷集團保安煤業(yè)有限公司位于郊區(qū)舊街鄉(xiāng)境內(nèi),石太鐵路和太舊高速公路從井田南部區(qū)外經(jīng)過,距太舊高速公路3公里,距陽泉市區(qū)25公里,交通條件較為便利。保安煤業(yè)有限公司是山西煤炭運銷集團陽泉郊區(qū)公司投資興建的現(xiàn)代化礦井。位于郊區(qū)舊街鄉(xiāng)境內(nèi),是陽泉市"百項重點工程"之一。批準(zhǔn)井田面積14平方公里,地質(zhì)儲量1.866億噸,可采儲量1.02億噸。主采8#、9#、15#煤層。批準(zhǔn)生產(chǎn)能力為90萬噸/年,礦井服務(wù)年限為84年。工業(yè)廠區(qū)占地面積為13公頃。煤種為優(yōu)質(zhì)無煙煤,可廣泛用于電力、冶金、化工等行業(yè)。礦井從5月正式開工建設(shè),一期工程設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年,年銷售收入7億元,創(chuàng)利稅2.1億元。到二期工程達到生產(chǎn)能力150萬噸,到三期工程將實現(xiàn)生產(chǎn)能力210萬噸。經(jīng)過各大系統(tǒng)建設(shè),保安煤礦已建設(shè)完成煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),具體情況如下:(1)環(huán)網(wǎng)情況:保安煤礦于建成監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)專用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),當(dāng)前已經(jīng)運行6年。網(wǎng)絡(luò)以單模光纖為主要傳輸介質(zhì),建成井下一個相對獨立的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。環(huán)網(wǎng)采用東土交換機做為內(nèi)核,其中,井下?lián)Q機共計4臺,型號為:KJJ135,分別布置在井下中央變電所、上倉皮帶機頭、15#煤軌道巷第一配電室、采區(qū)變電所。地面1臺,分布在調(diào)度機房。(2)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)保安煤礦于安裝并使用天地(常州)自動化股份有限公司的KJ95N安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)備主要布置于總回風(fēng)、順槽、地面、變電所、設(shè)備列車、高抽巷、采區(qū)變電所、皮帶巷、鍋爐房、瓦斯抽放泵站及避難硐室等區(qū)域。當(dāng)前運行情況基本穩(wěn)定,該系統(tǒng)的設(shè)備安裝情況如下:監(jiān)測監(jiān)控主備機及服務(wù)器:3臺研華610LCPUE5200,配置為硬盤總?cè)萘?500G,操作系統(tǒng):windowsXP,內(nèi)存總?cè)萘?2G,顯存:集成顯卡,處理器:其它.分站及電源:共32套,具體安裝位置為:上倉皮帶機頭、15106回風(fēng)順槽、15#煤皮帶巷、地面風(fēng)機房分站、中央變電所、15105進風(fēng)順槽、15106進風(fēng)順槽、15105高抽巷、15108進風(fēng)順槽、15#煤皮帶機頭、15#煤采區(qū)變電所、15107高抽巷、15110進風(fēng)順槽、15106進風(fēng)順槽、15#煤軌道巷、燃氣鍋爐房、井底永久避難硐室、15103高抽巷、瓦斯抽放泵站、二采區(qū)變電所、5#煤倉上口、15107進風(fēng)順槽、15#煤軌道巷第二變電所、15109進風(fēng)順槽等。傳感器:高低濃度甲烷傳感器63臺,低瓦斯傳感器6臺,礦用一氧化碳傳感器27臺,溫度傳感器12臺,礦用風(fēng)速傳感器11臺,雙向風(fēng)速傳感器4臺,礦用風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)傳感器8臺,礦用風(fēng)門開閉狀態(tài)傳感器17臺,礦用氧氣傳感器3臺,礦用紅外二氧化碳傳感器6臺,礦用負壓傳感器2臺,硫化氫傳感器1臺,煙霧傳感器13臺,遠程控制開關(guān)33臺,機電設(shè)備開停傳感器46臺,聲光報警器14臺等。當(dāng)前保安煤礦使用KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)累計運行,系統(tǒng)總體使用穩(wěn)定,能夠滿足煤礦的安全需要,但與<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造方案>要求相比尚存在如下不足:傳感器能夠適用于采掘工作面應(yīng)用場所,防護等級已達IP65要求,但取證時未按IP65等級要求進行檢驗;系統(tǒng)具有預(yù)警、報警功能,但未達到升級改造方案所要求的多級要求;系統(tǒng)可接入瓦斯抽放、礦井壓力監(jiān)測、采空區(qū)監(jiān)測等系統(tǒng),但多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合程度低,未實現(xiàn)井下多系統(tǒng)設(shè)備共纜通信,即井下設(shè)備級數(shù)據(jù)融合;部分性能指標(biāo)不滿足升級改造要求:異地斷電時間為2倍巡檢周期,在煤與瓦斯突出等極端情況下不能快速斷電,無法滿足煤礦安全生產(chǎn)要求;備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間2h,不滿足4h的指標(biāo)要求;模擬量傳輸處理誤差不超過1%,不滿足不超過0.5%的指標(biāo)要求。無加密存儲功能。系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性有待提高傳感器性能不穩(wěn)定井下環(huán)境惡劣,濕度及粉塵大,甚至伴有腐蝕性氣體,導(dǎo)致傳感器電路、感應(yīng)元件、接插件等容易氧化,接觸不良,造成工作不可靠。傳感器在進水、受到振動和猛烈撞擊時,輸出數(shù)據(jù)會發(fā)生失真。井下狹小空間,存在復(fù)雜的強電場、磁場干擾源,導(dǎo)致部分傳感器出現(xiàn)誤報甚至不能工作。當(dāng)前采用的傳感技術(shù)落后,甲烷、一氧化碳等環(huán)境參數(shù)傳感器仍采用催化、電化學(xué)技術(shù),導(dǎo)致壽命短、工作穩(wěn)定性差,且存在零點漂移。部分傳感器元件一致性差,檢測易受干擾氣體影響,測量精度低。傳感器供電不穩(wěn)定AQ6201-規(guī)定甲烷傳感器到分站的傳輸距離不得小于2km。隨著工作面推進距離的增大,現(xiàn)場需要甲烷傳感器到分站的本質(zhì)安全供電距離已經(jīng)超過6km,距離遠、線路上的壓降及干擾增大,造成傳感器無法正常啟動,且存在頻繁復(fù)位等現(xiàn)象。傳輸線路易受干擾傳感器與分站之間采用200~1000Hz模擬信號單向無校驗傳輸方式,抗干擾能力弱,易受傳輸線路干擾,且無法分辨。當(dāng)前大多數(shù)安全監(jiān)控系統(tǒng)的礦用傳感器和分站的抗干擾設(shè)計考慮不充分,未從接口防護、布線方式等方面進行抗干擾設(shè)計和嚴(yán)格試驗,且在技術(shù)方面,抗干擾設(shè)計與本質(zhì)安全設(shè)計相互矛盾,這是當(dāng)前傳輸線路易受干擾的內(nèi)因。安全監(jiān)控系統(tǒng)具有測點多、分布廣、傳輸距離長等特點,傳感器到分站的距離從幾十米到數(shù)千米不等,極易受到外部信號的干擾,主要包括:在井下狹小的空間內(nèi),本質(zhì)安全型傳感器弱電信號線與動力電纜多為平行鋪設(shè),形成一個耦合回路;大型電氣設(shè)備啟動和停止時會產(chǎn)生浪涌干擾;井下變頻設(shè)備、大功率設(shè)備工作時會釋放強烈的電磁干擾,這些外部干擾會對信號傳輸造成較大影響,導(dǎo)致系統(tǒng)極易產(chǎn)生誤報警,嚴(yán)重時通信中斷,設(shè)備無法工作。系統(tǒng)建設(shè)成本高傳感器與分站之間采用200~1000Hz模擬信號,由于信號不能復(fù)用,因此每個傳感器必須經(jīng)過一條獨立的電纜與分站進行信號傳輸,由于傳感器的數(shù)量多,因此系統(tǒng)建設(shè)所需要的電纜數(shù)量大,增加了系統(tǒng)的建設(shè)成本。設(shè)備外殼防護等級低當(dāng)前大部分傳感器外殼防護等級仍為IP54,無法滿足采掘工作面等惡劣環(huán)境使用要求。系統(tǒng)硬件設(shè)備功能需要增加、指標(biāo)需要提高。系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的抗干擾能力不足,需經(jīng)過以下試驗:地面設(shè)備3級靜電抗擾度試驗,評價等級為A;2級電磁輻射抗擾度試驗,評價等級為A;2級脈沖群抗擾度試驗,評價等級為A;交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌(沖擊)抗擾度試驗,評價等級為B。電源產(chǎn)品的備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間需要增加到4h。系統(tǒng)軟件功能不完善不能進行自診斷、自評估,不能進行偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)不具備自診斷、自評估功能,無法自動檢測并提示系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題。如:設(shè)備通信故障、設(shè)備內(nèi)部故障、傳感器探頭故障、電源帶載能力不足、數(shù)據(jù)庫連接異常、軟件通信異常等故障信息。而且也不能及時提醒用戶對傳感器進行標(biāo)校、維護。數(shù)據(jù)安全性較低數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)為明文存儲,無法有效防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電等重要數(shù)據(jù)。圖形展示功能較為簡單不可導(dǎo)入CAD監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置圖,進行等比例井下巷道圖形顯示。不具備煤與瓦斯突出報警系統(tǒng)不能進行實時煤與瓦斯突出危險性的診斷與預(yù)測,不能對掘進工作面應(yīng)力變化、煤層瓦斯含量變化、煤的物理力學(xué)性質(zhì)變化實時顯示并預(yù)測預(yù)警,不能對瓦斯涌出量進行預(yù)測。無井下融合功能,數(shù)據(jù)綜合利用不足監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)前僅實現(xiàn)單系統(tǒng)運行,無法實現(xiàn)與井下人員定位、礦井壓力、瓦斯抽放等系統(tǒng)設(shè)備的井下數(shù)據(jù)融合,各系統(tǒng)需單獨布線,重復(fù)設(shè)置井下分站、電源,電纜敷設(shè)工作量大、建設(shè)成本高,安裝、維護復(fù)雜。在緊急、危險情況下,不能與應(yīng)急廣播、人員定位、電力監(jiān)測等系統(tǒng)進行應(yīng)急聯(lián)動;系統(tǒng)沒有實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)的有機融合。總之,當(dāng)前保安煤礦在用安全監(jiān)控系統(tǒng)不能滿足<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>要求,需進行升級改造。升級改造技術(shù)方案升級改造原則及依據(jù)安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造原則KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)本著架構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、低成本、低維護為出發(fā)點,以高水準(zhǔn)、高質(zhì)量、高性能價格比為目標(biāo),根據(jù)國家升級改造要求、煤礦實際使用需求和未來發(fā)展趨勢進行設(shè)計,保護用戶投資。整體性原則安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造是一個系統(tǒng)性的工程,上至井上的系統(tǒng)主機,下至井下的傳感器、執(zhí)行器,各個設(shè)備在系統(tǒng)內(nèi)相互配合、協(xié)調(diào)工作,從而完成系統(tǒng)的功能及指標(biāo),同時需要考慮整個礦井的安全類監(jiān)測系統(tǒng)在地面、井下的數(shù)據(jù)融合,即升級改造要有全局意識,要遵循整體性原則。先進性原則系統(tǒng)構(gòu)成采用簡單、成熟,具有國內(nèi)外先進水平,并符合國際發(fā)展趨勢的技術(shù)、軟件產(chǎn)品和設(shè)備,而且系統(tǒng)應(yīng)遵守國內(nèi)、國際上的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),以保證系統(tǒng)具有較長的生命力和擴展能力。針對性原則此次監(jiān)控系統(tǒng)升級改造的內(nèi)容較多,在滿足國家升級改造方案及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,不同的系統(tǒng)提出了高于國家標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo),完成了多于國家標(biāo)準(zhǔn)的功能,高的指標(biāo)、豐富的功能,是針對不同的需求而設(shè)計的,煤礦現(xiàn)場的升級改造需要針對自身的需求,有選擇性的升級附加功能及指標(biāo)。有效性原則監(jiān)控系統(tǒng)升級改造是為了提高安全監(jiān)測監(jiān)控新技術(shù)、新裝備在煤礦現(xiàn)場的應(yīng)用范圍,提高安全監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)性能和安全可靠性,適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的需要,因此升級改造后的監(jiān)控系統(tǒng)要確保有效,提高其在煤礦安全生產(chǎn)過程中的作用,確保監(jiān)測準(zhǔn)確、控制可靠,在保證系統(tǒng)有效性的同時,保證升級改造投資的有效性。易操作性原則針對煤礦工作人員的技術(shù)特點,提供先進且易于維護的人機界面功能,提供信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等快速工具。安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造依據(jù)<煤礦安全規(guī)程>現(xiàn)行國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>的通知煤安監(jiān)函〔〕5號<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求>AQ6201-<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范>AQ1029-國家安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于印發(fā)<煤礦安全生產(chǎn)在線監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)備查系統(tǒng)通用技術(shù)要求和數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)(試行)>的通知安監(jiān)總廳規(guī)劃()138號<國家安全監(jiān)管總局國家礦井安監(jiān)局關(guān)于建設(shè)完善礦井井下安全避險”六大系統(tǒng)”的通知>(安監(jiān)總煤裝〔〕146號文件)<煤礦用低濃度載體催化式甲烷傳感器>AQ6203-<瓦斯抽放用熱導(dǎo)式高濃度甲烷傳感器>AQ6204-<煤礦用電化學(xué)式一氧化碳傳感器>AQ6205-<煤礦用高低濃度甲烷傳感器>AQ6206-<煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件>MT/T1004-<煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求>MT/T1008-<煤礦用信息傳輸裝置>MT/T899-<礦用分站>MT/T1005-<礦用信號轉(zhuǎn)換器>MT/T1006-<礦用信息傳輸接口>MT/T1007-<煤礦監(jiān)控系統(tǒng)線路避雷器>MT/T1032-<礦用光纖接、分線盒>MT/T1033-<礦用網(wǎng)絡(luò)交換機>MT/T1081-<建筑物防雷設(shè)計規(guī)范>GB50057-<建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范>GB50343-<電子計算機機房設(shè)計規(guī)范>GB50174-<電子計算機場地通用規(guī)范>GB/T2887-<計算機軟件開發(fā)規(guī)范>GB8566-<煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范>GB50215-<煤炭工業(yè)礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)>GB50581-<礦井建設(shè)項目安全設(shè)施設(shè)計審查和竣工驗收規(guī)范>AQ1055－<綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范>GB50311-<綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范>GB50312-<光纖總規(guī)范>GB-T15972.1～5-1998<爆炸性環(huán)境電氣設(shè)備通用要求>GB3836.1-<爆炸性環(huán)境第1部分:設(shè)備通用要求>GB3836.1-<爆炸性環(huán)境第4部分:由本質(zhì)安全型”i”保護的設(shè)備>GB3836.4-<礦井通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件>MT209-1990<礦井井下緊急避險系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定><全國工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可><計算機信息系統(tǒng)集成企業(yè)資質(zhì)認(rèn)證><中華人民共和國制造計量器具許可>KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成情況KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)簡介KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)滿足<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>、新版AQ6201<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求>及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線通信架構(gòu),采用分布式控制、多系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合、即插即用、斷線續(xù)傳、電磁兼容、設(shè)備故障診斷等技術(shù),對原有系統(tǒng)進行性能及功能大幅提升,部分指標(biāo)超過升級改造要求及同行業(yè)水平。升級改造后,系統(tǒng)容量大、速度快、更穩(wěn)定、更可靠、融合深、改造成本低,安裝、維護、使用方便,適應(yīng)于各類煤礦安裝使用。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)組成及工作原理KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)組成框圖如上圖所示,系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線架構(gòu),系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)主備機、多系統(tǒng)融合服務(wù)器、交換機、監(jiān)控分站、傳感器、執(zhí)行器、電源等組成。監(jiān)控系統(tǒng)主備機為監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、處理、分析、顯示、存儲、打印中心,提供為保證系統(tǒng)正常運行所必須的有關(guān)配置、設(shè)備管理功能,提供實時數(shù)據(jù)、報警、斷電、饋電異常、通信狀態(tài)等信息查看,歷史數(shù)據(jù)、報表、報警記錄、故障記錄、斷電記錄等信息查詢、打印,系統(tǒng)及設(shè)備故障診斷、標(biāo)校提醒、GIS圖形展示、瓦斯涌出量預(yù)測、火災(zāi)預(yù)測預(yù)警等功能;多系統(tǒng)融合服務(wù)器提供地面級多系統(tǒng)融合功能,可融合人員定位、IP廣播、工業(yè)電視、電力監(jiān)測等系統(tǒng),并進行多系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、多系統(tǒng)聯(lián)動,提供多系統(tǒng)融合信息Web訪問服務(wù),實時數(shù)據(jù)查看,歷史數(shù)據(jù)、曲線的查詢與打印等;交換機提供系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信組網(wǎng)及通信接入功能,可直接接入以太網(wǎng)接口分站、RS485接口分站,完成分站至上位機間、分站至分站間的數(shù)據(jù)傳輸,為系統(tǒng)快速異地斷電的核心設(shè)備。監(jiān)控分站為煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)井下區(qū)域數(shù)據(jù)采集中心,對分站下級傳感器、執(zhí)行器、電源等設(shè)備進行管理,實時監(jiān)測煤礦井下環(huán)境及工況參數(shù),對數(shù)據(jù)進行打包上傳,可根據(jù)自身邏輯進行工作,當(dāng)檢測到有環(huán)境或工況參數(shù)異常時,發(fā)出斷電或報警指令,進行斷電或報警,以保證煤礦井下安全。為提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性,監(jiān)控分站具有斷線續(xù)傳功能,當(dāng)監(jiān)測到系統(tǒng)主備機通信中斷時對所監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲,待主備機通信恢復(fù)后將數(shù)據(jù)上傳至地面主機。傳感器為系統(tǒng)檢測環(huán)境及工況狀態(tài)裝置,可檢測單個或多個環(huán)境及工況參數(shù),經(jīng)過RS485接口將數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控分站,傳感器具有分級報警功能,超過報警門限時可發(fā)出不同級別聲光報警。執(zhí)行器為系統(tǒng)斷電、報警執(zhí)行裝置,可經(jīng)過RS485、開入口接收監(jiān)控分站、系統(tǒng)主機、傳感器及其它裝置所發(fā)出的指令進行斷電、聲光報警、灑水等操作,主要有:斷電器、聲光報警器、灑水裝置等。電源為系統(tǒng)交換機、監(jiān)控分站、傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備進行供電,提供本安電源輸出,并具有充、放電電壓、電流,充放電狀態(tài)等監(jiān)測功能,經(jīng)過RS485接口將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控分站、地面主機,并具有遠程充放電維護功能。系統(tǒng)的各組成設(shè)備正常安裝后,傳感器、執(zhí)行器、電源等設(shè)備經(jīng)過即插即用的方式,將編碼的設(shè)備信息數(shù)據(jù)發(fā)送至分站及業(yè)務(wù)主機,完成設(shè)備的即插即用,經(jīng)過地面軟件簡單操作,即可完成設(shè)備配置投入工作。系統(tǒng)本安交換機、監(jiān)控分站具有數(shù)據(jù)路由功能,監(jiān)控分站在無系統(tǒng)主機參與下可實現(xiàn)相互間的互聯(lián)互通,當(dāng)有瓦斯超限時,監(jiān)控分站可直接通知被控分站進行斷電,從而實現(xiàn)井下分布式控制,在監(jiān)控系統(tǒng)主備機故障情況下,監(jiān)控系統(tǒng)仍可實現(xiàn)井下斷電,保證煤礦井下安全。為提高監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)速度,監(jiān)控分站及傳感器設(shè)備對所監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分級處理,優(yōu)先上傳報警、斷電等緊急、重要數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)系統(tǒng)快速響應(yīng)及本地、異地斷電。監(jiān)控分站通信鏈路為不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供不同信道,實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、人員定位、礦井壓力、瓦斯抽放等不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳感執(zhí)行設(shè)備、無線接入器等裝置的共纜通信和井下設(shè)備級數(shù)據(jù)融合,監(jiān)控分站直接或經(jīng)過網(wǎng)關(guān)設(shè)備間接將不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送至地面不同的系統(tǒng)主機,完成分站過程數(shù)據(jù)上傳,不同的業(yè)務(wù)主機根據(jù)用戶需求將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息進行展示。當(dāng)井下設(shè)備發(fā)生非通信中斷故障時,系統(tǒng)分站、傳感器、執(zhí)行器、電源能夠?qū)ψ陨砉收吓袛嗖⑦M行描述,經(jīng)過故障診斷事件發(fā)送至地面主機,主機對故障信息進行展示,并對用戶進行提醒,完成遠程故障診斷。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)功能及性能指標(biāo)KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)不低于AQ6201-新版<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求>性能要求;系統(tǒng)容量:255臺分站;系統(tǒng)最大測點數(shù)量:8160;系統(tǒng)巡檢周期指標(biāo):不大于10S;本地斷電時間:不大于2S;異地斷電時間:不大于5S;分站存儲能力:不小于24小時數(shù)據(jù)量;抗干擾能力:經(jīng)過3級靜電抗擾度試驗(評價A)經(jīng)過2級電磁輻射抗擾度試驗(評價A)經(jīng)過3級脈沖群抗擾度試驗(評價A)經(jīng)過3級浪涌(沖擊)抗擾度試驗(評價A)KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)功能指標(biāo)不低于AQ6201-新版<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求>功能要求;具有傳感器、電源、執(zhí)行器的即插即用功能,有新設(shè)備接入時,系統(tǒng)自動識別所接設(shè)備類型,用戶僅需配置設(shè)備安裝地點及斷電關(guān)系即可使用,簡化操作;具有在線標(biāo)校功能,可在傳感器、地面軟件設(shè)置或取消傳感器標(biāo)校狀態(tài),系統(tǒng)軟件自動標(biāo)識、記錄傳感器標(biāo)校狀態(tài),從而在減少因標(biāo)校操作產(chǎn)生誤報警的情況下,減少標(biāo)校窗口時間,提高標(biāo)校效率,縮短監(jiān)控時段盲區(qū);具有分級報警功能,根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮?、主扇停風(fēng)、同一區(qū)域多處報警等異常情況,并結(jié)合報警持續(xù)時間,將監(jiān)控系統(tǒng)報警分為:初級報警(藍色報警)、一級報警(黃色報警)、二級報警(橙色報警)、三級報警(紅色報警),并針對不同的報警級別,通知不同用戶,實現(xiàn)報警信息分級響應(yīng);具有數(shù)據(jù)加密功能,采用同態(tài)加密、SHA256、SHA512、DES、RSA等混合加密算法,實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)配置信息、歷史數(shù)據(jù)的高效、安全加密和存儲,保證監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全;具有短信通知功能,可在緊急情況下,根據(jù)信息嚴(yán)重程度,自動通知不同專業(yè)、不同級別領(lǐng)導(dǎo),實現(xiàn)分級、快速響應(yīng);具有大容量數(shù)據(jù)存儲功能,采用大容量數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)密采數(shù)據(jù)存儲;具有GIS圖形、矢量圖形展示功能;具有電源管理功能,可實現(xiàn)智能電源的遠程實時在線監(jiān)測,以及遠程手動、自動充放電管理;具有自定義報表功能,可根據(jù)實際情況靈活自定義報表,并進行查詢打印;具有煤與瓦斯突出預(yù)報警功能、瓦斯涌出量預(yù)測功能;具有在用監(jiān)控系統(tǒng)達標(biāo)檢測功能,經(jīng)過構(gòu)建礦井模型,自動檢測礦井傳感器漏裝,報警、斷電、復(fù)電門限設(shè)置錯誤等隱患,并進行報警;具有Web發(fā)布功能,實現(xiàn)具有瀏覽器的實時及歷史的數(shù)據(jù)、報警、曲線查看功能;具有移動信息發(fā)布功能,可在安卓系統(tǒng)下實時查看監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電、故障、實時數(shù)據(jù)等信息;具有OPC、文本文件等聯(lián)網(wǎng)上傳接口,可實現(xiàn)與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù);具有瓦斯抽放功能,可查詢瓦斯抽放管道實時數(shù)據(jù),可查詢抽放管路日報、月報、年報;具有多系統(tǒng)融合功能,在礦方按照接入系統(tǒng)提供人員定位、IP廣播、視頻監(jiān)測、提升監(jiān)控、皮帶集控、水泵監(jiān)測、電力監(jiān)測等系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)情況下,可實現(xiàn)多系統(tǒng)接入及聯(lián)動;KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)特點分布式控制:系統(tǒng)采用分布式智能控制策略,實現(xiàn)主機故障情況下的本地、異地斷電,保證井下安全;更快的響應(yīng)速度:系統(tǒng)采用基于事件主動上傳的通信機制,同時將事件進行分級、分類,優(yōu)先上傳斷電、報警等事件,提高傳輸效率和系統(tǒng)響應(yīng)速度,減少異地斷電和手動控制時間;設(shè)備智能識別:系統(tǒng)可對傳感器、電源、執(zhí)行器等設(shè)備進行智能識別,即實現(xiàn)設(shè)備的即插即用,可智能識別設(shè)備型號、類型、量程等信息,經(jīng)過簡單配置即可實現(xiàn)設(shè)備的快速安裝及正常工作;設(shè)備級數(shù)據(jù)融合:采用綜合分站,可實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、人員定位、礦壓監(jiān)測、瓦斯抽放等系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器、接收器設(shè)備的共纜通信,實現(xiàn)井下設(shè)備級數(shù)據(jù)及信息融合,節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本,減輕系統(tǒng)維護;地面信息融合:實現(xiàn)電力監(jiān)測、無線通信、應(yīng)急廣播、礦井提升等系統(tǒng)的地面信息融合,并將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)經(jīng)過圖形顯示系統(tǒng)實現(xiàn)”一礦一圖”信息顯示,即在一張圖上實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的綜合顯示,從而方便煤礦用戶更直觀、便捷的了解井下情況,并實現(xiàn)井下聯(lián)動報警、應(yīng)急救援與指揮等;分體式傳感器設(shè)計:傳感器采用先進的”二次儀表+變送器”設(shè)計理念和模塊化設(shè)計方法,實現(xiàn)二次儀表重復(fù)利用及變送器智能識別,從而提高設(shè)備利用率,降低傳感器更換、維護成本,實現(xiàn)傳感器快速更換,減少系統(tǒng)維護工作量;分級報警:實現(xiàn)系統(tǒng)軟件和傳感器兩級分級報警,報警門限可設(shè)置;數(shù)字化傳輸:系統(tǒng)模擬量傳感器、斷電器及開關(guān)量傳感器(除風(fēng)門)的數(shù)字化傳輸,提高系統(tǒng)抗干擾能力;更高的抗電磁干擾能力:系統(tǒng)經(jīng)過:3級靜電抗擾度試驗(評價A),2級電磁輻射抗擾度試驗(評價A),3級脈沖群抗擾度試驗(評價A),3級浪涌(沖擊)抗擾度試驗(評價A),高于監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)指標(biāo)要求,提高系統(tǒng)可靠性,保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作;自診斷、自評估:系統(tǒng)具有自診斷、自評估功能,自動檢測并提示系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的分站、電源、傳感器、系統(tǒng)軟件等異常信息及處理方法,通知系統(tǒng)維護人員及時處理,保證系統(tǒng)正常運行;更高的防護及安全等級:傳感器防護等級提高到IP65,設(shè)備防爆形式提高到ia;傳感器在線標(biāo)校:系統(tǒng)可實現(xiàn)井下現(xiàn)場在線標(biāo)校,就地設(shè)置、取消傳感器標(biāo)校狀態(tài),提高標(biāo)校效率,縮短監(jiān)控時段盲區(qū),提高井下標(biāo)校作業(yè)安全性,減少誤報警;智能電源在線管理:實現(xiàn)電源工作狀態(tài)、工作參數(shù)的遠程智能檢測,可遠程、定期維護放電,提高電池使用壽命;更高的數(shù)據(jù)安全性:為提高監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全,系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)進行高效、可靠的加密存儲,以防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電等重要數(shù)據(jù);煤與瓦斯突出報警:系統(tǒng)具有煤與瓦斯突出預(yù)報警功能,經(jīng)過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)非接觸式連續(xù)實時煤與瓦斯突出危險性的診斷與預(yù)測;能實時顯示對掘進工作面應(yīng)力變化、煤層瓦斯含量變化、煤的物理力學(xué)性質(zhì)變化并預(yù)測預(yù)警;具有瓦斯涌出量預(yù)測功能。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)天地(常州)自動化股份有限公司在國內(nèi)最先開展煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)工作,早在1983年即承擔(dān)國家”六五”科技攻關(guān)項目KJ1型礦井環(huán)境與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)工作,KJ1在1986年9月20日在平頂山礦務(wù)局經(jīng)過部級鑒定,鑒定結(jié)果指出該系統(tǒng)是符合中國國情的第一套環(huán)境與工況監(jiān)測兼?zhèn)涞谋O(jiān)控系統(tǒng)。后期經(jīng)過七五、八五、十二五科技攻關(guān),公司先后設(shè)計研發(fā)了KJ2、KJ7、KJ95、KJ95N等型號煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過承擔(dān)國家”十一五”科技支撐計劃項目(BAK54B05)<煤礦安全高可靠性監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究>,研究攻關(guān)了監(jiān)控系統(tǒng)偽數(shù)據(jù)濾除、監(jiān)測數(shù)據(jù)異常識別、危險區(qū)域程度分級判定、瓦斯涌出趨勢研究、異構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘、設(shè)備的抗電磁干擾等技術(shù),并逐步引入到新一代煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中,進一步提升了KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。近三年來經(jīng)過科研攻關(guān)取得一系列關(guān)鍵技術(shù)及裝備,主要有:名稱類型狀態(tài)簡介一種礦用安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯傳感器的在線調(diào)校方法創(chuàng)造已授權(quán)提出了一種礦用安全監(jiān)控系統(tǒng)的瓦斯傳感器的在線調(diào)校方法,可就地設(shè)置或者取消瓦斯傳感器標(biāo)校狀態(tài),并實時傳輸至地面計算機,并在監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯歷史曲線中進行標(biāo)注,從而縮短監(jiān)控時段盲區(qū),提高井下作業(yè)安全性并減少誤報警。利用礦井工作面不同生產(chǎn)工序預(yù)測瓦斯涌出量的方法創(chuàng)造已受理提出一種利用礦井工作面不同生產(chǎn)工序預(yù)測瓦斯涌出量的方法,該方法利用工作面的采煤機或者掘進機相應(yīng)的開停傳感器的信號值進行瓦斯涌出量預(yù)測,使預(yù)測更準(zhǔn)確。利用瓦斯?jié)舛葧r間序列識別礦井工作面生產(chǎn)工序的方法創(chuàng)造已受理提出一種利用瓦斯?jié)舛葧r間序列識別礦井工作面生產(chǎn)工序的方法,經(jīng)過計算瓦斯?jié)舛葧r間序列值的相鄰濃度點的斜率值的方法來識別工作面的生產(chǎn)工序,具有較強的實用性。實時分析煤與瓦斯突出危險性的方法創(chuàng)造已授權(quán)提出一種實時分析煤與瓦斯突出危險性的方法,該方法利用實時風(fēng)速、瓦斯?jié)舛?、巷道截面積等信息,計算實時瓦斯涌出量,從而進一步計算各項煤與瓦斯突出危險性分析指標(biāo)。一種小風(fēng)速掘進工作面的瓦斯涌出量的計算方法創(chuàng)造已授權(quán)提出了一種小風(fēng)速掘進工作面的瓦斯涌出量的計算方法該計算方法實用性較好、誤差較小、計算精度較高,且可實時動態(tài)計算小風(fēng)速掘進工作面的瓦斯涌出量。煤與瓦斯突出的預(yù)測方法創(chuàng)造已授權(quán)提出了一種在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上預(yù)測煤與瓦斯突出的方法,該方法接觸式預(yù)測法和非接觸式連續(xù)預(yù)測法的優(yōu)點于一體,提高了預(yù)測的可靠性和可信度,且具有較強的自適應(yīng)能力。監(jiān)測煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯量監(jiān)測信息異常的方法創(chuàng)造已授權(quán)提出了一種監(jiān)測煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯量監(jiān)測信息異常的方法,利用同一巷道工作面不同位置瓦斯間的邏輯關(guān)系,判斷瓦斯?jié)舛犬惓！＝?jīng)過這一技術(shù),不但能夠發(fā)現(xiàn)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)使用中不按規(guī)定使用的情況,也能夠發(fā)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)異常的情況。煤礦井下綜合數(shù)據(jù)采集分站創(chuàng)造已受理提出了一種煤礦井下綜合數(shù)據(jù)采集分站,可接入不同系統(tǒng)的不同傳感器設(shè)備,真正實現(xiàn)煤礦井下數(shù)據(jù)采集的”一網(wǎng)一站”。一種煤礦井下多系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸方法及裝置創(chuàng)造已受理提出了一種煤礦井下多系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸方法及裝置,經(jīng)過礦井多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的終端分別采集礦井不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù),對所述原始數(shù)據(jù)進行封裝,生成數(shù)據(jù)信息后,發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)采集分站,進一步將信息發(fā)送至地面業(yè)務(wù)主機。該方法實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)備及傳輸線纜的共享,既簡化了煤礦井下多種獨立拓撲結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)平臺建設(shè)復(fù)雜度,避免重復(fù)勞動,又使得井下現(xiàn)場設(shè)備布置簡單有序,同時降低了多種系統(tǒng)建設(shè)的成本。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造完成情況KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)與國家升級改造要求相比,主要完成情況如下表所示:

監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)要求KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級情況1、傳輸數(shù)字化在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A(chǔ)上,將傳感器(模擬量)至分站升級為數(shù)字傳輸,實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化,促進智能傳感器發(fā)展。模擬量傳感器數(shù)字化傳輸(RS485),開關(guān)量傳感器:開停、遠動開關(guān)、煙霧等也實現(xiàn)數(shù)字化傳輸(RS485)。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)采用主動上傳和分布式控制,數(shù)字化傳輸機制更完善;2、增強抗電磁干擾能力安全監(jiān)控系統(tǒng)及組成設(shè)備采用抗干擾(EMC)技術(shù)設(shè)計,經(jīng)過以下試驗:地面設(shè)備3級靜電抗擾度試驗,評價等級為A;2級電磁輻射抗擾度試驗,評價等級為A;2級脈沖群抗擾度試驗,評價等級為A;交流電源端口3級、直流電源與信號端口2級浪涌(沖擊)抗擾度試驗,評價等級為B。試驗條件:形成完整的系統(tǒng)架構(gòu),組成設(shè)備的類型齊全;至少一臺分站達到滿載要求;交換機及接口的每個電口至少帶載一臺設(shè)備。試驗加載方法:系統(tǒng)中不同類型組成設(shè)備均分別進行試驗;試驗在系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下進行,即系統(tǒng)傳感、傳輸、顯示、控制、執(zhí)行的功能正常。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過檢驗機構(gòu)EMC相關(guān)檢驗,滿足以下抗電磁干擾能力:經(jīng)過3級靜電放電抗擾度試驗;經(jīng)過3級射頻電磁場輻射抗擾度試驗;經(jīng)過2級電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗;經(jīng)過3級浪涌(沖擊)抗擾度試驗。注:以上檢驗內(nèi)容評價等級均為A,高于國家升級改造技術(shù)要求。3、推廣應(yīng)用先進傳感技術(shù)及裝備推廣使用架構(gòu)簡單系統(tǒng)以及激光、紅外等低功耗傳感器、自診斷型傳感器,鼓勵使用多參數(shù)傳感器。突出礦井的采煤工作面進、回風(fēng)巷,煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面回風(fēng)流中,采區(qū)回風(fēng)巷,總回風(fēng)巷瓦斯傳感器推薦使用激光、紅外等全量程傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風(fēng)隅角建議采用無線傳感器。建議加裝粉塵監(jiān)測設(shè)備。具有激光甲烷、紅外甲烷等新型傳感器,設(shè)備穩(wěn)定、可靠;具有多參數(shù)傳感器;所有數(shù)字傳感器均具有自診斷功能;具有無線傳感器。4、提升傳感器的防護等級將采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o等級由IP54提升到IP65。所有傳感器防護等級均由IP54提升到IP65,而且進行了二次儀表統(tǒng)一設(shè)計,變送器小型化設(shè)計,安裝、使用、維護更方便。5、完善報警、斷電等控制功能系統(tǒng)實現(xiàn)分級報警,根據(jù)瓦斯?jié)舛却笮　⑼咚钩蕹掷m(xù)時間、瓦斯超限范圍等,設(shè)置不同的報警級別,實施分級響應(yīng)。各級別報警濃度值的設(shè)置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和實際情況決定。推行邏輯報警,根據(jù)巷道布置及瓦斯涌出等的內(nèi)在邏輯關(guān)系,實施邏輯報警,促進各類傳感器的正確安裝、設(shè)置、維護,監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用,防止違法行為。具體邏輯關(guān)系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實際情況進行設(shè)置。完善就地斷電功能,提高斷電的可靠性,并加強饋電狀態(tài)監(jiān)測。推行區(qū)域斷電,可由煤礦企業(yè)根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實際情況進行設(shè)置。具備分級報警、邏輯報警以及區(qū)域斷電功能;系統(tǒng)傳感器可實現(xiàn)井下就地分級報警,報警、斷電、復(fù)電門限可經(jīng)過系統(tǒng)軟件遠程設(shè)置,軟件與傳感器門限配置一致。6、支持多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合實現(xiàn)井下有線和無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術(shù)的有機融合。多系統(tǒng)的融合能夠采用地面方式,也能夠采用井下方式。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式。在地面統(tǒng)一平臺上必須融合的系統(tǒng):環(huán)境監(jiān)測、人員定位、應(yīng)急廣播,如有供電監(jiān)控系統(tǒng),也應(yīng)融入。其它可考慮融合的系統(tǒng):視頻監(jiān)測、無線通信、設(shè)備監(jiān)測、車輛監(jiān)測等。地面級融合,可實現(xiàn)人員定位、IP廣播、電力監(jiān)測、車輛監(jiān)測、視頻監(jiān)測、礦井提升等三十余種業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合,并在此基礎(chǔ)上進行綜合數(shù)據(jù)利用及多系統(tǒng)聯(lián)動;井下設(shè)備級數(shù)據(jù)融合,可實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、人員定位、礦壓監(jiān)測、瓦斯抽放等系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器、接收器設(shè)備的共纜通信,即井下設(shè)備級數(shù)據(jù)及信息融合,節(jié)省系統(tǒng)建設(shè)成本,減輕系統(tǒng)維護工作量;井下采用WaveMesh、Zigbee技術(shù),實現(xiàn)采煤工作面回風(fēng)隅角等位置的無線監(jiān)測;采用WebGIS進行圖形展示。7、格式規(guī)范化系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng),也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus?！笔濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS485、CAN;無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。系統(tǒng)主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng);分站具有以太網(wǎng)接口、RS485、CAN通信接口;模擬量傳感器、開關(guān)量傳感器至分站采用RS485傳輸;系統(tǒng)支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳。8、增加自診斷、自評估功能實現(xiàn)系統(tǒng)定期的自診斷、自評估,能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問題。自診斷的內(nèi)容至少應(yīng)包括:(1)傳感器、控制器的設(shè)置及定義;(2)模擬量傳感器維護、定期未標(biāo)校提醒;(3)模擬量傳感器、控制器、電源箱等設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài);(4)中心站軟件自診斷,包括雙機熱備、數(shù)據(jù)庫存儲、軟件模塊通信。系統(tǒng)具有監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)達標(biāo)檢查功能,可對傳感器漏裝,報警、斷電、復(fù)電門限設(shè)置錯誤進行診斷、報警;系統(tǒng)具有傳感器定期未標(biāo)校提醒和標(biāo)校超時提醒功能;系統(tǒng)具有分站、傳感器、電源箱、控制器自診斷功能,可檢測設(shè)備軟硬件故障、通信故障等;中心站軟件具有雙機熱備異常、數(shù)據(jù)存儲異常、通信異常等自診斷功能。9、加強數(shù)據(jù)應(yīng)用分析安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有大數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用功能,至少應(yīng)包括以下內(nèi)容:(1)偽數(shù)據(jù)標(biāo)注及異常數(shù)據(jù)分析;(2)瓦斯涌出、火災(zāi)等的預(yù)測預(yù)警;(3)大數(shù)據(jù)分析,如多系統(tǒng)融合條件下的綜合數(shù)據(jù)分析等;(4)可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據(jù)。具有瓦斯誤報警數(shù)據(jù)分析及標(biāo)注功能;具有瓦斯涌出量預(yù)測預(yù)警、火災(zāi)預(yù)測預(yù)警、煤與瓦斯突出預(yù)報警等功能,實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)分析;基于多系統(tǒng)融合平臺,對所融合系統(tǒng)進行有效的大數(shù)據(jù)分析;具有與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接接口。10、應(yīng)急聯(lián)動在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下,可自動與應(yīng)急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應(yīng)急聯(lián)動。在系統(tǒng)融合的基礎(chǔ)上可實現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)動功能,在緊急情況下可自動與應(yīng)急廣播、人員定位等系統(tǒng)實現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)動。11、提升系統(tǒng)性能指標(biāo)(1)系統(tǒng)巡檢周期不超過20s;(2)異地斷電時間不超過40s;(3)備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間由2h提升到4h,更換電池要求由僅能維持1h時必須更換,提高到僅能維持2h時必須更換;(4)具有雙機熱備自動切換功能;(5)模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%;(6)分站的最大遠程本安供電距離(在設(shè)計工況條件下)實行分級管理,分別為2km、3km、6km。升級改造后KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)性能指標(biāo)如下:系統(tǒng)巡檢周期不超過10s;異地斷電時間不超過5s;備用電源能維持?jǐn)嚯姾笳９╇姇r間由2h提升到4h;具有雙機熱備自動切換功能;模擬量傳輸處理誤差不超過0.5%;分站的最大遠程本安供電距離不低于距離為6Km(單臺傳感器24V供電,采用0.52mm直徑電纜,除高低濃度和粉塵傳感器)。12、增加加密存儲要求為有利于安全監(jiān)管監(jiān)察和企業(yè)安全管理,對采掘工作面等重點區(qū)域的瓦斯超限、報警、斷電信息應(yīng)進行加密存儲,采用如MD5、RSA加密算法對數(shù)據(jù)進行加密,確保數(shù)據(jù)無法被破解篡改。采用同態(tài)加密、SHA256、SHA512、DES、RSA等混合加密算法,提高了監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全,系統(tǒng)對數(shù)據(jù)傳輸、歷史數(shù)據(jù)進行高效、可靠的加密存儲,以防止違規(guī)刪除、篡改監(jiān)控系統(tǒng)報警、斷電等重要數(shù)據(jù)。13、方便用戶使用、維護、培訓(xùn)軟件界面友好,方便調(diào)用,強化幫助功能。界面和功能進行全面優(yōu)化,簡化操作;完善的自定義界面,方面用戶按需要展示;系統(tǒng)傳感器、電源、執(zhí)行器等設(shè)備可實現(xiàn)即插即用功能,簡化設(shè)備注冊操作。KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備升級情況分站升級改造情況分站升級改造內(nèi)容為滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需要求,同時能夠節(jié)約煤礦改造成本。改進KJF16B分站延用原KJF16B分站不銹鋼外殼、塑料外殼、液晶及按鍵板,主要對主板進行了如下改進:保留頻率量/開關(guān)量端口,使之能夠接入頻率型、開關(guān)量型傳感器,兼容煤礦現(xiàn)有的部分傳感器設(shè)備,降低改造成本;增加RS485、CAN、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸接口,滿足分站到傳感器、分站到上位機不同傳輸方式的數(shù)字化傳輸要求;多種傳輸接口的設(shè)計,滿足不同接口類型、不同系統(tǒng)子設(shè)備的接入,實現(xiàn)井下多網(wǎng)、多系統(tǒng)的融合;采用電源、通信端口多重保護設(shè)計,提高分站EMC抗干擾能力;采用高性能ARMCortexM3處理器和實時嵌入式操作系統(tǒng),分站處理能力更強,以滿足多系統(tǒng)融合處理要求;增加大容量Flash存儲器,實現(xiàn)分站斷線續(xù)傳功能,保證監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性。具體指標(biāo)參數(shù)對比如下:技術(shù)參數(shù)原KJF16B改進KJF16B頻率采集口84開關(guān)量采集口84開關(guān)量輸出口84RS48525CAN無2以太網(wǎng)電口無1電源輸入口35大容量存儲無128M操作系統(tǒng)無嵌入式操作系統(tǒng)改進分站實現(xiàn)的功能及特點分站支持井下多網(wǎng)、多系統(tǒng)融合功能。分站采用嵌入式操作系統(tǒng)處理平臺,實現(xiàn)井下人員定位、監(jiān)測監(jiān)控、瓦斯抽放、礦井壓力等系統(tǒng)設(shè)備的共纜傳輸,并將采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理、控制、打包上傳至不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)主機。分站抗干擾EMC等級提高,經(jīng)過了2級電磁輻射抗擾度試驗,3級脈沖群抗擾度試驗,3級浪涌(沖擊)抗擾度試驗,評價等級均為A。實現(xiàn)與傳感器的數(shù)字化傳輸。分站具備4路RS485通信接口可接入24個數(shù)字型傳感器(可為單參數(shù)或多參數(shù)傳感器),實現(xiàn)分站到傳感器的數(shù)字化傳輸。分站具備故障自診斷功能。分站在上電、運行過程中,能夠記錄及診斷自身的復(fù)位狀態(tài)、運行狀態(tài)、故障狀態(tài),并實時將采集的狀態(tài)上傳至上位機,對分站故障進行精確定位,減輕系統(tǒng)維護工作量。具備以太網(wǎng)通信、RS485通信功能,實現(xiàn)分站與上位機、分站與分站間的數(shù)據(jù)快速交互。分站能夠智能識別所接數(shù)字式傳感器類型,只需簡單配置即可投入運行,簡化操作。分站的防爆型式由Exib提升至Exia。分站具有4路頻率量輸入、4路開關(guān)量輸入、4路開關(guān)量輸出接口,能夠兼容頻率、開關(guān)量輸入/輸出型傳感器的接入,節(jié)省煤礦升級改造的成本。具有斷線續(xù)傳功能,可連續(xù)存儲24小時數(shù)據(jù),保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性。具有遠程在線升級功能,可經(jīng)過以太網(wǎng)接口遠程快速更新分站程序,方便分站遠程維護;傳輸設(shè)備升級改造情況改變原虛擬串口方式,實現(xiàn)以太網(wǎng)套接字通信,對交換機及傳輸接口等設(shè)備通信狀態(tài)檢測更精確;具有分站通信調(diào)度管理功能,實現(xiàn)系統(tǒng)分布式控制,在主機故障下實現(xiàn)快速異地斷電;總線型主傳輸設(shè)備經(jīng)過了電磁輻射2級、群脈沖3級、浪涌3級的抗干擾EMC試驗(評價等級為A)。具有多系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)路由控制功能,實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)。具有自診斷功能,自動統(tǒng)計、記錄通信過程中的異常情況,方便系統(tǒng)及設(shè)備日常維護。電源升級改造情況為滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需要求,采用國內(nèi)領(lǐng)先的恒流截止、瞬態(tài)抑制、能量環(huán)流等先進技術(shù),對監(jiān)控系統(tǒng)用電源KDW65、KDW65A、KDW16A、電源本安保護電路進行改進,實現(xiàn)了18.5V/1300mA的本安輸出,增加了電源的帶載能力,有效保證了傳感器供電的可靠性。電源升級改造內(nèi)容升級改造的電源包括:KDW65、KDW65A、KDW16A、KDY660/18B等;EMC:經(jīng)過抗靜電3級、電磁輻射2級、群脈沖3級、浪涌3級的EMC試驗,評價等級為A,滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造對EMC的要求;供電時間:電池容量為16AH/24V,后備電池供電時間不小于4小時,滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造對供電時間的要求;供電距離:24V電源供電單個傳感器的供電距離可達6km(直徑0.52mm電纜,除高低濃和粉塵),滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造對傳感器供電距離的要求;實時遠程智能管理:具有后備電池的遠程充放電管理,可實現(xiàn)電源狀態(tài)信息的遠程實時顯示,滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造對電源箱具備通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)顯示的要求;監(jiān)控系統(tǒng)用電源的特點帶載能力強:18V/1300mA的本安電流顯著提高了電源的帶載能力;支持本機顯示:支持電源狀態(tài)信息的本機實時顯示;實現(xiàn)故障診斷:實現(xiàn)本安故障、電池容量不足故障報警,當(dāng)電池完整放電容量不足2h時可提示用戶更換電池;支持寬電壓自適應(yīng)輸入:支持AC127V-AC660V的自適應(yīng)輸入,無需人工調(diào)整;支持即插即用:上位機可自動識別不同種類電源,無需上位機配置;模塊化設(shè)計:本安電源板采用模塊化設(shè)計,方便現(xiàn)場維護及升級;電源板采用貼隔爆外殼側(cè)壁散熱的方式,有效保證了整機工作的可靠性;傳感器升級改造情況為滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造要求,對監(jiān)控系統(tǒng)用傳感器進行了以下多個方面的升級:傳感器實現(xiàn)數(shù)字化(風(fēng)門開關(guān)除外);外殼防護等級由IP54提升至IP65;EMC抗干擾等級提高至抗電磁輻射2級、群脈沖3級、浪涌3級;防爆形式由Exib/Exdib升級為Exia/Exdia;傳感器傳輸距離提升至6Km;增加欠壓、故障、斷線、重啟等自診斷功能;實現(xiàn)智能識別,即插即用,具體情況如下:RS845數(shù)字化傳輸:模擬量傳感器均實現(xiàn)數(shù)字化傳輸,同時開停傳感器、遠動控制開關(guān)等開關(guān)量設(shè)備也實現(xiàn)數(shù)字化傳輸;有效避免倍頻發(fā)生,提升抗干擾能力,并能傳遞故障、斷線、標(biāo)校狀態(tài)等傳感器自診斷信息。防護等級由IP54提升至IP65:監(jiān)控系統(tǒng)用傳感器外殼防護等級全面提升至IP65?？垢蓴_性能提升:經(jīng)過2級電磁輻射抗擾度試驗,3級脈沖群抗擾度試驗,3級浪涌(沖擊)抗擾度試驗,評價等級均為A。防爆形式由Exib/Exdib提升至Exia/Exdia:防爆形式提升后,傳感器安全等級更高,能夠適用于0區(qū)和1區(qū)等危險區(qū)域。根據(jù)GB3836.14-<爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備>第14部分危險場所分類的規(guī)定,爆炸性氣體連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在場所為0區(qū),正常運行時有可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所為1區(qū)。采掘工作面場所在無瓦斯情況下,屬于1區(qū)危險區(qū)域,當(dāng)井下瓦斯達到一定濃度時將變成0區(qū)域,因此升級后的傳感器,更適合于煤礦井下采掘工作面等,存在瓦斯超限情況的易爆場所。采用電源軟啟動、低功耗設(shè)計:降低傳感器啟動電流,提高電源模塊轉(zhuǎn)換效率,提高傳感器傳輸距離及電源帶載能力。具有ID唯一碼:傳感器具有唯一ID碼標(biāo)識,實現(xiàn)對傳感器設(shè)備整個生命周期管理,便于管理維護和問題跟蹤。即插即用功能:傳感器接入系統(tǒng)時主動上傳相關(guān)配置信息,實現(xiàn)傳感器設(shè)備即插即用功能。故障診斷:傳感器具有故障診斷功能,實現(xiàn)欠壓、探頭故障、通信故障、二次儀表或傳感器重啟、變送器斷線等的診斷及實時上傳,便于及時發(fā)現(xiàn)處理問題。通用二次儀表設(shè)計:傳感器采用二次儀表+變送器組成,二次儀表可接入并自動識別不同氣體傳感變送器。變送器小型化:變送器采用小型化模塊化設(shè)計,更換、維護更方便。數(shù)據(jù)分級上傳:傳感器在報警、斷電等危險情況可優(yōu)先上傳,實現(xiàn)快速報警、斷電。具有分級報警功能:傳感器可根據(jù)主控軟件配置的分級報警策略,實現(xiàn)就地分級報警功能。RS485和頻率輸出復(fù)用:RS485與頻率輸出接口復(fù)用,采用遙控器設(shè)置實現(xiàn)自動切換,無需開蓋,使用方便。具有就地斷電輸出接口:可根據(jù)主控軟件配置的斷電策略,就地發(fā)出斷電信號。多參數(shù)傳感器具有組合監(jiān)測功能:單臺傳感器即可實現(xiàn)瓦斯、一氧化碳、溫度等多種參數(shù)的監(jiān)測和數(shù)字化上傳。系統(tǒng)軟件升級改造情況為滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需要求,系統(tǒng)軟件完善了多級報警、增加了數(shù)據(jù)加密等功能,同時增加了多項方便用戶使用的功能,具體如下:簡單方便的設(shè)備搜索功能軟件提供智能搜索功能,能夠自動搜索當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上存在的智能網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)分站等設(shè)備,供用戶選擇并自動進行初步的配置,節(jié)省配置時間,大大提高配置準(zhǔn)確性。靈活便捷的邏輯報警模型為用戶提供多種常見的邏輯報警模型,可有效幫助用戶更加直觀的進行邏輯運算,監(jiān)控某些特殊邏輯量的運行狀況。增加分級報警功能完善當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)的報警機制,提供分級報警功能,實現(xiàn)分級報警、分級響應(yīng)。提供常見傳感器安裝配置,簡化配置操作根據(jù)AQ1029標(biāo)準(zhǔn),軟件預(yù)制了常見的傳感器安裝地點及其報警、斷電、復(fù)電門限參數(shù),用戶只需選擇對應(yīng)安裝地點,系統(tǒng)自動完成報警和斷電值配置,節(jié)省系統(tǒng)配置工作量。智能即插即用識別系統(tǒng)軟件支持傳感器、電源、執(zhí)行器等設(shè)備的即插即用智能識別功能,能夠自動識別新接入分站上傳感器、電源、執(zhí)行器等設(shè)備,并自動彈出配置界面供用戶配置和保存,界面簡潔明了、使用簡單方便,能夠一鍵將傳感器接入到監(jiān)控系統(tǒng)中來,節(jié)省配置時間,保證配置準(zhǔn)確性。斷線續(xù)傳功能分站同上位機軟件通信中斷后,分站會自動將采集到的數(shù)據(jù)進行斷線存儲,在上位機軟件恢復(fù)同分站的正常通信后,自動或手動讀取分站存儲的數(shù)據(jù),并在上位機上進行存儲,保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性,提高了監(jiān)控系統(tǒng)的整體可靠性和穩(wěn)定性。安全可靠的數(shù)據(jù)加密功能系統(tǒng)提供了高效的數(shù)據(jù)加/解密功能,系統(tǒng)各種配置、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等密文存儲、明文展示,從而有效阻止非法篡改或刪除關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如:瓦斯斷電、瓦斯超限等)的行為,保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性、完整性和準(zhǔn)確性。靈活強大的自定義報表功能系統(tǒng)內(nèi)置了AQ6201所規(guī)定的所有報表,同時提供自定義報表功能,用戶可根據(jù)自身需求自定義各種報表。針對煤礦用戶的報表使用習(xí)慣和需求,進一步改進了報表制作和顯示機制,極大減輕用戶配置報表模板工作量,同時對報表引擎進行優(yōu)化,極大的提升了報表的查詢、顯示效率。報個性化實時數(shù)據(jù)顯示主界面系統(tǒng)主界面在按傳感器類型顯示測點實時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,提供便捷的自定義設(shè)置界面,供用戶將重點關(guān)心的傳感器測點進行集中顯示,方便用戶對比查看;主界面實時數(shù)據(jù)表格的顯示樣式靈活、多變,用戶可根據(jù)自身需求進行設(shè)置。實時監(jiān)測值大容量存儲系統(tǒng)對采集到的模擬量、開關(guān)量等數(shù)據(jù)進行實時存儲,可實現(xiàn)超大容量的數(shù)據(jù)存儲,密采數(shù)據(jù)的查詢不再受7天時間范圍限制。豐富、實用的曲線展示功能系統(tǒng)具有豐富的實時曲線、歷史曲線展示功能;提供模擬量實時曲線、模擬量同屏同坐標(biāo)曲線、開關(guān)量柱狀圖狀態(tài)圖曲線、模擬量開關(guān)量組合顯示曲線、模擬量開關(guān)量密采曲線等;模擬量提供歷史數(shù)據(jù)最大值、平均值、最小值、監(jiān)測值曲線顯示;開關(guān)量提供歷史數(shù)據(jù)階梯線、狀態(tài)圖、柱狀圖顯示。可精確還原查詢時間內(nèi)的歷史配置信息,可個性化的設(shè)置曲線顯示顏色,并提供報警值/解報值、斷電值、復(fù)電值、標(biāo)校陰影的繪制。曲線種類豐富、效果直觀生動、功能實用、操作方便。準(zhǔn)確的標(biāo)校提醒系統(tǒng)對超過指定標(biāo)校周期未進行標(biāo)校操作,以及未能在設(shè)定時間內(nèi)結(jié)束標(biāo)校操作的傳感器進行及時提醒,并提供操作方便、準(zhǔn)確實時的手動標(biāo)?？刂啤ｋ娫催h程實時管理系統(tǒng)提供電源實時動態(tài)展示、遠程控制功能,包括動態(tài)展示電源各路輸出參數(shù)及狀態(tài)、供電時間、工作模式、電池組電壓、遠程電池維護放電、遠程維護充放電等功能。語音合成報警系統(tǒng)提供語音合成聲光報警功能,直接將文字合成為語音進行播報,報警信息更精確。用戶權(quán)限管理系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)權(quán)限分級管理;靈活配置不同等級用戶角色,并分配系統(tǒng)服務(wù)端和Web客戶端系統(tǒng)操作權(quán)限;配置系統(tǒng)用戶信息,包括:賬號、角色、密碼、頭像等。導(dǎo)入CAD功能圖形顯示可經(jīng)過Web方式進行瀏覽,支持CAD格式的電子礦圖的導(dǎo)入,導(dǎo)入后可分層顯示各類圖形。方便、快捷的移動端信息展示系統(tǒng)可經(jīng)過手持設(shè)備實時查詢多系統(tǒng)融合平臺中的實時數(shù)據(jù)、報警、故障等實時信息,可在移動端瀏覽系統(tǒng)圖形及工業(yè)電視畫面,也能夠查詢系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線等。豐富、易用的Web展示功能Web發(fā)布實現(xiàn)了報警、故障、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測,并提供歷史數(shù)據(jù)、歷史曲線、統(tǒng)計圖表、圖形等展示功能,能夠免客戶端瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)。自診斷自評估依據(jù)公司制定的統(tǒng)一的遠程診斷基礎(chǔ)信息編碼規(guī)范,實現(xiàn)了設(shè)備、模塊及系統(tǒng)各層級的故障數(shù)據(jù)采集及診斷功能。多系統(tǒng)融合系統(tǒng)融合模塊經(jīng)過專有數(shù)據(jù)接口與IP廣播系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及其它設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)形成互聯(lián)互通的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(工業(yè)環(huán)網(wǎng)),系統(tǒng)融合模塊作為決策的大腦,依據(jù)特征層分析處理的結(jié)果,最終執(zhí)行相關(guān)的動作,比如特征分析的結(jié)果為某工作面瓦斯超過安全上限,此時融合模塊發(fā)出提醒指令,指令經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到達各個終端,在廣播終端播放語音提醒周邊人員該工作面瓦斯超過安全上限,處于該區(qū)域的人員定位卡收到報警信息,提醒該區(qū)域的作業(yè)人員盡快撤離此區(qū)域,視頻監(jiān)控系統(tǒng)切換到該區(qū)域,使地面調(diào)度人員能夠及時掌握該區(qū)域更直觀的現(xiàn)狀,如果此時特征分析的結(jié)果進一步惡化,分析結(jié)果驅(qū)動系統(tǒng)融合系統(tǒng)發(fā)出對該區(qū)域進行斷電操作,此時處于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力監(jiān)控系統(tǒng)將響應(yīng)指令要求,經(jīng)過開關(guān)進行斷電。在用煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)在線達標(biāo)檢測功能軟件能夠根據(jù)用戶所配置煤礦基本信息,智能判斷不符合AQ6201標(biāo)準(zhǔn)的煤礦配置并進行報警,并將詳細信息單獨列出提示用戶,防止因為人為疏忽原因?qū)е旅旱V安全監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)安全漏洞,比如傳感器漏裝,報警、斷電、復(fù)電門限設(shè)置不正常等。瓦斯預(yù)報警功能以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測的瓦斯、風(fēng)筒風(fēng)量數(shù)據(jù)以及掘進工作面防突檢測參數(shù)為基礎(chǔ),實時動態(tài)預(yù)測掘進工作面煤與瓦斯突出的危險性;并根據(jù)現(xiàn)有瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)和風(fēng)量數(shù)據(jù),超前預(yù)測綜采工作面區(qū)域內(nèi)各單點傳感器瓦斯?jié)舛戎捣秶推骄咚褂砍隽糠秶Ｉ壐脑煨枨蟾脑旆秶鶕?jù)保安煤礦的實際情況、系統(tǒng)特點及工作量安排,本著經(jīng)濟、穩(wěn)定、總體規(guī)劃、充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)的設(shè)備、分步實施最終實現(xiàn)平滑過渡的原則,建議分步進行系統(tǒng)的升級改造,結(jié)合的自身的條件和特點,采用新舊兩套系統(tǒng)并行運行的方式進行升級改造。對不同的區(qū)域,逐一在規(guī)定時間內(nèi)完成升級改造。實施計劃:首先完成地面分站、電源、傳感器的更換工作,然后對井下設(shè)備進行升級改造。第一步:為了不影響老安全監(jiān)測系統(tǒng)的運行,在地面監(jiān)控室利用新主備機等搭建一套新安全監(jiān)控系統(tǒng)平臺,兩套軟件系統(tǒng)并行運行。同時安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控系統(tǒng)軟件。新系統(tǒng)上傳軟件,并將數(shù)據(jù)上傳至集團公司。第二步:更換井下井上原有監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)光端機及數(shù)據(jù)接口的RS485模塊,調(diào)試智能網(wǎng)關(guān)。第三步:增加井下4臺光端機,并分別接入環(huán)網(wǎng)交換機中,調(diào)試智能網(wǎng)關(guān)。第四步:分階段、分主次、分重點進行分站與電源、傳感器的更換,把現(xiàn)有分站中的傳感器接入到新分站中,對不能滿足數(shù)字化的傳感器進行更換。優(yōu)先把不上傳區(qū)域的分站及傳感器(如避難硐室)進行改造,接入新系統(tǒng)。在進行分站、電源、傳感器的升級改造時,對每臺設(shè)備均要進行測試之后才可進行安裝。第五步:逐步把現(xiàn)有傳感器分站接入到新系統(tǒng)中,實現(xiàn)新老系統(tǒng)的平滑過渡。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造系統(tǒng)需求經(jīng)過調(diào)研交流,保安煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需求如下:保安煤礦當(dāng)前采用天地(常州)自動化股份有限公司KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),故在本次升級改造中,本著節(jié)省煤礦資金投入,提升系統(tǒng)性能原則,要求對煤礦部分設(shè)備進行升級改造,繼續(xù)使用;為滿足要求需更換上位機安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件及存儲數(shù)據(jù)庫;當(dāng)前煤礦井下已建成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),為滿足要求需升級現(xiàn)有3臺光端機的RS485模塊。增加井下4臺光端機,并分別接入環(huán)網(wǎng)交換機中。升級改造實施方案環(huán)網(wǎng)改造<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>要求:系統(tǒng)主干網(wǎng)應(yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng),也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus?！笔濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng)。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS485、CAN;無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、Wi-Fi、RFID。當(dāng)前保安煤礦已經(jīng)建成井下工業(yè)以太網(wǎng),主要設(shè)備包括:地面1臺核心交換機、井下4臺KJJ135接入交換機,該環(huán)網(wǎng)已經(jīng)能夠滿足監(jiān)控系統(tǒng)升級改造需求。<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>要求:系統(tǒng)巡檢周期不超過20s,異地斷電時間不超過40s。當(dāng)前,保安煤礦主要采用天地(常州)自動化股份有限公司MT8000數(shù)據(jù)接口、KTG2A礦用本安光端機,為進一步提高系統(tǒng)巡檢周期,減少異地斷電時間,需對本礦正在使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行升級,由串口服務(wù)器升級至智能網(wǎng)關(guān)。當(dāng)前主要涉及的設(shè)備及其安裝位置、信息有:設(shè)備安裝位置設(shè)備型號生產(chǎn)廠家升級改造方式調(diào)度機房MT8000天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關(guān)井底永久避難硐室KTG2A天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關(guān)15107綜采設(shè)備列車KTG2A天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關(guān)15106綜采設(shè)備列車KTG2A天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關(guān)中央變電所KTG2A天地(常州)新增上倉皮帶機頭KTG2A天地(常州)新增15#煤軌道巷第一配電室KTG2A天地(常州)新增采區(qū)變電所KTG2A天地(常州)新增分站改造<煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案>要求:1)在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A(chǔ)上,將傳感器(模擬量)至分站升級為數(shù)字傳輸,實現(xiàn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化,促進智能傳感器發(fā)展;2)分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng),也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus?！笔濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太網(wǎng);3)分站的最大遠程本安供電距離(在設(shè)計工況條件下)實行分級管理,分別為2km、3km、6km。當(dāng)前保安煤礦主要采用KJF16B通用監(jiān)控分站,為節(jié)省煤礦升級改造成本,擬對礦井當(dāng)前正在使用的分站進行主板升級,以解決當(dāng)前分站數(shù)字端口不足,無以太網(wǎng)接口的問題。分站安裝位置分站型號升級改造方式通信方式上倉皮帶機頭KJF16B升級分站主板RS48515106回風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515#煤皮帶巷KJF16B升級分站主板RS485地面風(fēng)機房分站KJF16B升級分站主板RS485中央變電所KJF16B升級分站主板RS48515109進風(fēng)順槽口KJF16B升級分站主板RS48515109高抽巷斜石門KJF16B升級分站主板RS48515106回風(fēng)順槽、15108進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515#煤皮帶機頭KJF16B升級分站主板RS48515#煤采區(qū)變電所KJF16B升級分站主板RS48515107高抽巷KJF16B升級分站主板RS48515110進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515109進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515106進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515106進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS4857#煤倉上口KJF16B升級分站主板RS48515107進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS48515#煤皮帶巷KJF16B升級分站主板RS485燃氣鍋爐房KJF16B升級分站主板RS485井底永久避難硐室第一分站KJF16B升級分站主板RS485地面風(fēng)機房分站KJF16B升級分站主板RS485井底永久避難硐室第二分站KJF16B升級分站主板RS48515110進風(fēng)順槽KJF16B升級分站主板RS485上倉皮帶機頭KJF16B升級分站主板RS485瓦斯抽放泵站KJF16B升級分站主板RS485二采區(qū)變電所KJF16B升級分站主板RS4855#煤倉上口KJF16B升