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第十章礦井平安監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù)第一節(jié)平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能測試礦井平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)能否起到應(yīng)有的作用,與這套系統(tǒng)在運(yùn)用過程中的性能有很大關(guān)系。由于監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜性,所以對其性能必需求有足夠的了解,為此,國家有關(guān)部門曾經(jīng)制定過專門的平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能的測試規(guī)范,如MT/T772-1998,在此對其做一簡單引見。1一、范圍MT/T772-1998規(guī)范在測試技術(shù)上主要參考了GB/T30-1992<地域電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件>和GB/T29-1992<遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件>,這兩項(xiàng)國家規(guī)范均是參照采用了國際規(guī)范IEC870-1988<遠(yuǎn)動設(shè)備和系統(tǒng)>。在測試內(nèi)容上根本符合原煤炭工業(yè)部公布的<煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)范〔試行〕>及其他有關(guān)的技術(shù)法規(guī)。在編寫格式、表達(dá)方法和援用規(guī)范方面執(zhí)行了GB/T1.1-1993、GB/T1.22-1993和GB/T1.3-1987等的規(guī)定,同時(shí)參考了其他有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范的編寫方法。2二、實(shí)驗(yàn)條件1.環(huán)境條件除環(huán)境實(shí)驗(yàn)或有關(guān)規(guī)范中另有規(guī)定外,實(shí)驗(yàn)應(yīng)在以下環(huán)境條件中進(jìn)展:①環(huán)境溫度:15~35℃;②相對濕度:45%~75%;③大氣壓力:86~106kPa。32.電源條件除非有關(guān)規(guī)范另有規(guī)定,否那么測試用電源應(yīng)符合以下要求:〔1〕交流供電電源:①電壓:誤差應(yīng)不大于2%;②頻率:50Hz,其誤差應(yīng)不大于1%;③諧波失真系數(shù):應(yīng)不大于5%。4〔2〕直流供電電源:①電壓:誤差應(yīng)不大于2%;②周期與隨機(jī)偏移:ΔU/U0應(yīng)不大于0.1%。其中為周期與隨機(jī)偏移的峰到峰值;U0為直流供電電壓的額定值。5三、測試儀器和設(shè)備測試儀器和設(shè)備普通有以下要求:〔1〕測試儀器和設(shè)備的準(zhǔn)確度應(yīng)保證所測性能的準(zhǔn)確度要求,其本身準(zhǔn)確度至少應(yīng)比被測目的高3倍?!?〕測試儀器和設(shè)備的性能應(yīng)符合所測性能的特性?!?〕測試儀器和設(shè)備應(yīng)按照計(jì)量法的有關(guān)規(guī)定進(jìn)展計(jì)量檢定,并校準(zhǔn)合格?!?〕測試儀器和設(shè)備的配置應(yīng)不影響丈量結(jié)果。6四、受試系統(tǒng)的要求接受測試系統(tǒng),普通是安裝在現(xiàn)場消費(fèi)場所,現(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí),按實(shí)踐配置的系統(tǒng)進(jìn)展檢驗(yàn)。進(jìn)展出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)時(shí),系統(tǒng)測試至少應(yīng)具備以下設(shè)備:〔1〕中心站或主站設(shè)備一套,普通包括主機(jī)〔含顯示器〕、打印機(jī)等設(shè)備〔對雙機(jī)系統(tǒng)可根據(jù)詳細(xì)情況適當(dāng)添加設(shè)備〕?!?〕傳輸接口1臺〔系統(tǒng)中具備的話〕。7〔3〕分站:出廠檢驗(yàn)時(shí),為訂貨的全部分站?!?〕每種本安電源最大組合負(fù)載的各種傳感器及其他設(shè)備;對平安消費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng),假設(shè)每種本安電源最大組合負(fù)載不含甲烷傳感器,還應(yīng)提供一組含甲烷傳感器的組合負(fù)載?!?〕構(gòu)成系統(tǒng)的其他必要設(shè)備。受試系統(tǒng)中的設(shè)備必需是出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品。8五、測試預(yù)備〔1〕被試系統(tǒng)構(gòu)成構(gòu)造不同,要求有不同的銜接。例如,對于樹型系統(tǒng)按圖10-1銜接設(shè)備,N為參與實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐分站數(shù)。9對于總線型系統(tǒng)那么按圖10-2銜接設(shè)備。10〔2〕系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)按規(guī)定做好運(yùn)轉(zhuǎn)前的各種預(yù)備,包括系統(tǒng)預(yù)調(diào)任務(wù)和系統(tǒng)中設(shè)備的預(yù)熱任務(wù)?!?〕被試系統(tǒng)所用的儀器及輔助設(shè)備〔如電源等〕在測試中應(yīng)正常任務(wù)。11六、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)檢査〔1〕實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按“測試預(yù)備〞中的要求進(jìn)展銜接?!?〕執(zhí)行一遍檢查程序后,系統(tǒng)應(yīng)能按規(guī)定正常運(yùn)轉(zhuǎn),正確反映系統(tǒng)內(nèi)各組成部分的形狀。12〔3〕檢查程序應(yīng)符合以下規(guī)定:①應(yīng)及時(shí)給出運(yùn)轉(zhuǎn)正常的信息和正在受檢部位的任務(wù)形狀信息;②應(yīng)能檢査系統(tǒng)各硬件組成部分正常與否;③能檢查通訊情況;④對所檢查的結(jié)果提供明晰的顯示、打印和硬盤記錄;⑤檢査程序編制原那么與技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T9813-1988附錄A的規(guī)定。13七、系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多,從系統(tǒng)的設(shè)備層開場,不斷到管理層,各層設(shè)備的重要功能都要進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。1.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的銜接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)按“測試預(yù)備〞中的要求進(jìn)展銜接。142.模擬量采集、顯示及報(bào)警功能實(shí)驗(yàn)〔1〕改動傳感器、模擬量發(fā)生器的模擬量輸出值,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),主機(jī)、模擬盤、圖形終端、電視墻、多屏幕和遠(yuǎn)程終端等顯示設(shè)備〔以下簡稱顯示設(shè)備〕上應(yīng)顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)應(yīng)與模擬量發(fā)生器輸出值相符,其誤差符合要求?!?〕制造模擬量超限或異常缺點(diǎn),系統(tǒng)應(yīng)有相應(yīng)的聲光報(bào)警,報(bào)警信號方式及響度應(yīng)符合規(guī)定?!?〕撤銷超限或異常缺點(diǎn),相應(yīng)的聲光報(bào)警按各自產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的方式解除。153.開關(guān)量采集、顯示及報(bào)警功能實(shí)驗(yàn)〔1〕改動開關(guān)量模擬器的輸出形狀,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),顯示設(shè)備上應(yīng)顯示相應(yīng)的形狀?!?〕制造開關(guān)量缺點(diǎn)形狀或異常形狀,在顯示設(shè)備上應(yīng)有相應(yīng)的顯示,并伴有聲光報(bào)警,報(bào)警信號方式及響度應(yīng)符合規(guī)定?!?〕撤銷缺點(diǎn)形狀或異常形狀,相應(yīng)的顯示以及聲光報(bào)警均按各自產(chǎn)品規(guī)范規(guī)定的方式解除。164.累計(jì)量采集、顯示功能實(shí)驗(yàn)給出一串累計(jì)量信號,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),顯示設(shè)備上應(yīng)顯示出相應(yīng)的數(shù)值,該數(shù)值應(yīng)與輸入的一串累計(jì)量信號相符,其誤差符合要求。175.控制功能〔含斷電、聲光報(bào)警功能〕實(shí)驗(yàn)〔1〕手動控制功能:在規(guī)定的輸入設(shè)備上進(jìn)展控制操作,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),控制執(zhí)行顯示器有相應(yīng)顯示,系統(tǒng)亦有相應(yīng)的顯示。〔2〕自動控制功能:使系統(tǒng)輸出控制信號的模擬量輸入值和開關(guān)量形狀,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),按要求被控的就地和異地控制執(zhí)行顯示器有相應(yīng)的顯示,系統(tǒng)亦應(yīng)有相應(yīng)顯示和報(bào)警?!?〕其他控制功能:按各自產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定逐項(xiàng)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。186.調(diào)理功能實(shí)驗(yàn)〔1〕手動調(diào)理功能:在規(guī)定的輸入設(shè)備上進(jìn)展遙調(diào)量的變化操作,在規(guī)定的調(diào)理執(zhí)行指示器上應(yīng)顯示相應(yīng)的數(shù)值。該數(shù)值應(yīng)與設(shè)置的調(diào)理量所代表的數(shù)值相一致,系統(tǒng)亦應(yīng)有相應(yīng)的顯示。〔2〕自動調(diào)理功能:改動相應(yīng)的模擬量輸入值,在相應(yīng)的調(diào)理執(zhí)行指示器上應(yīng)顯示出相應(yīng)的數(shù)值,該數(shù)值應(yīng)與設(shè)置的調(diào)理量所代表的數(shù)值相一致,系統(tǒng)亦應(yīng)有相應(yīng)的顯示?!?〕其他調(diào)理功能:按各自產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定逐項(xiàng)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。197.存貯和查詢功能實(shí)驗(yàn)〔1〕該實(shí)驗(yàn)應(yīng)在上述功能實(shí)驗(yàn)后立刻進(jìn)展。〔2〕實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)展:①使主機(jī)停電5min;②送電,使主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),査詢并打印停機(jī)前的各種實(shí)時(shí)監(jiān)測值、各種形狀和統(tǒng)計(jì)值以及報(bào)警和解除報(bào)警等情況記錄。這些記錄應(yīng)與上述實(shí)驗(yàn)一一對應(yīng),并注明相應(yīng)的時(shí)間。208.屏幕顯示及打印制表功能實(shí)驗(yàn)〔1〕呼喚顯示和打?。喊串嬅骘@示目錄檢査屏幕顯示功能和打印制表功能?!?〕定時(shí)打印:檢査系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打印出符合有關(guān)要求的各種表格和圖形?!?〕屏幕顯示及打印出的內(nèi)容與袼式應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。219.人機(jī)對話功能實(shí)驗(yàn)〔1〕用人機(jī)對話方式調(diào)用各種菜單,并按菜單和輸入提示選測功能?!?〕在不中斷正常檢測的條件下,經(jīng)過操作生成、修正各種系統(tǒng)參數(shù)、圖表和圖形,然后對被修正參數(shù)的部分進(jìn)展實(shí)踐檢測實(shí)驗(yàn),結(jié)果應(yīng)與修正要求相一致?!?〕在不中斷正常檢測的條件下,設(shè)定、修正口令和密級,并檢査規(guī)定的維護(hù)功能。2210.自診斷功能實(shí)驗(yàn)〔1〕對任一分站、傳感器及傳輸電纜制造缺點(diǎn),系統(tǒng)應(yīng)能診斷出相應(yīng)缺點(diǎn),并有相應(yīng)的顯示和報(bào)警?!?〕將制造的缺點(diǎn)撤銷,那么相應(yīng)的缺點(diǎn)顯示和報(bào)警解除。11.系統(tǒng)軟件自監(jiān)視功能實(shí)驗(yàn)操作相應(yīng)鍵,使之處于軟件監(jiān)視形狀,系統(tǒng)應(yīng)能正確監(jiān)視軟件中各義務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。2312.軟件容錯(cuò)功能實(shí)驗(yàn)〔1〕人為制造鍵盤操作錯(cuò)誤,應(yīng)不影響整個(gè)系統(tǒng)軟件的運(yùn)轉(zhuǎn)?!?〕制造盤片讀寫錯(cuò)誤或打印機(jī)沒聯(lián)機(jī)等缺點(diǎn),應(yīng)有缺點(diǎn)提示,且不影響整個(gè)系統(tǒng)軟件的運(yùn)轉(zhuǎn)。2413.雙機(jī)切換功能實(shí)驗(yàn)〔1〕人工手動切換功能實(shí)驗(yàn):進(jìn)展手動切換操作,備用主機(jī)和相應(yīng)顯示打印設(shè)備應(yīng)投人運(yùn)轉(zhuǎn),所構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)能正常任務(wù)。同時(shí)測試從切換操作開場到備用機(jī)正常任務(wù)的時(shí)間?!?〕雙機(jī)自動切換功能實(shí)驗(yàn):設(shè)置雙機(jī)切換的條件,備用主機(jī)及相應(yīng)顯示打印設(shè)備應(yīng)投入運(yùn)轉(zhuǎn),所構(gòu)成的系統(tǒng)應(yīng)能正常任務(wù)。同時(shí)測試從滿足雙機(jī)自動切換條件開場到備用機(jī)正常任務(wù)的時(shí)間。2514.實(shí)時(shí)多義務(wù)功能實(shí)驗(yàn)〔1〕使打印機(jī)延續(xù)打印,時(shí)間不小于磁盤記錄時(shí)間間隔。打印終了后,査詢存盤記錄,不應(yīng)有信息喪失景象?!?〕延續(xù)操作鍵盤,時(shí)間不小于磁盤記錄時(shí)間間隔,然后査詢存盤記錄,不應(yīng)有信息喪失景象。2615.備用電源實(shí)驗(yàn)使系統(tǒng)停電,相應(yīng)設(shè)備的備用電源應(yīng)立刻投入運(yùn)轉(zhuǎn),檢查系統(tǒng),系統(tǒng)應(yīng)正常任務(wù)。使系統(tǒng)恢復(fù)供電,檢査備用電源,備用電源應(yīng)自動退出。27八、系統(tǒng)主要性能目的測試1.模擬量輸入傳輸誤差測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕至少測3路,且應(yīng)分布在不同的分站。對于樹型和總線型系統(tǒng),還應(yīng)思索分布在不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)段?!?〕被測的每一路模擬量不得少于5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)包括下限值、上限值在內(nèi),且均勻分布。28〔4〕每一路模擬量實(shí)驗(yàn)方法:調(diào)理模擬量發(fā)生器的輸出為下限值,逐漸平穩(wěn)添加到上限值,再平穩(wěn)減少到下限值。在一次循環(huán)中依次記錄系統(tǒng)所顯示的各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)測值?!?〕按以下方法計(jì)算誤差:①計(jì)算各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)信號所對應(yīng)的被丈量的實(shí)際值;②按照由低到高層次統(tǒng)計(jì)計(jì)算傳輸誤差。〔6〕傳輸誤差應(yīng)取計(jì)算傳輸誤差δ的最大值。292.累計(jì)量輸入傳輸誤差測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備。〔2〕至少測3路,且應(yīng)分布在不同的分站。對于樹型和總線型系統(tǒng),還應(yīng)思索分布在不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)段?!?〕每一路累計(jì)量實(shí)驗(yàn)方法如下:①啟動累計(jì)量信號模擬器,使之輸出一串規(guī)定的最小脈沖寬度,數(shù)量不小于3000個(gè)脈沖信號,同時(shí)記錄系統(tǒng)所顯示的累計(jì)量實(shí)測值;②改動脈沖量的個(gè)數(shù),反復(fù)上述實(shí)驗(yàn)5次以上。30〔4〕誤差計(jì)算按模擬量輸入傳輸誤差測試的規(guī)定進(jìn)展。〔5〕累計(jì)量傳輸誤差應(yīng)取δ的最大值。313.模擬量輸出傳輸誤差測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕至少測3路,且應(yīng)分布在不同的分站。對于樹型和總線型系統(tǒng),還應(yīng)思索分布在不同的實(shí)驗(yàn)區(qū)段?!?〕被測的每一路模擬量輸出值不得少于5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),實(shí)驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)包括上限值、下限值在內(nèi),且均勻分布。32〔4〕每一路模擬量實(shí)驗(yàn)方法:在規(guī)定的輸入設(shè)備上進(jìn)展遙調(diào)量的變化操作,使之從下限值逐漸平穩(wěn)添加至上限值,再平穩(wěn)減少到下限值。在一次循環(huán)中依次記錄調(diào)理執(zhí)行指示器上的模擬量輸出實(shí)測值?!?〕誤差計(jì)算按模擬量輸入傳輸誤差測試的規(guī)定進(jìn)展。〔6〕模擬量輸出〔調(diào)理量〕傳輸誤差應(yīng)取δ的最大值。334.系統(tǒng)巡檢時(shí)間測試〔1〕按“測試預(yù)備"中第六條的要求銜接設(shè)備?!?〕先投入1臺分站,分站應(yīng)帶足一切的輸入輸出容量。用秒表測得系統(tǒng)延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)次循環(huán)所需的時(shí)間TK1。345.控制執(zhí)行時(shí)間測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕在規(guī)定的輸入設(shè)備上發(fā)控制命令,用秒表丈量從控制命令發(fā)出至控制執(zhí)行指示器作出呼應(yīng)的時(shí)間?!?〕使系統(tǒng)輸出控制信號的模擬量輸入值和開關(guān)量形狀,用秒表丈量從信號輸入到控制執(zhí)行指示器顯示相應(yīng)動作的時(shí)間?!?〕對已包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)中測得的時(shí)間即為控制執(zhí)行時(shí)間;對不包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),控制執(zhí)行時(shí)間應(yīng)為實(shí)驗(yàn)中測得的時(shí)間加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作時(shí)間。356.調(diào)理執(zhí)行時(shí)間測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕在規(guī)定的輸入設(shè)備上進(jìn)展遙調(diào)量的變化操作,使之從下限值至上限值,再從上限值至下限值,用秒表分別丈量調(diào)理量發(fā)出至調(diào)理量執(zhí)行終了的時(shí)間。〔3〕對已包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)中測得的時(shí)間即為調(diào)理執(zhí)行時(shí)間;對不包含執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),調(diào)理執(zhí)行時(shí)間應(yīng)為實(shí)驗(yàn)中測得的時(shí)間加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作時(shí)間。367.站內(nèi)事件分辨率測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕將開關(guān)量模擬器的兩路輸出信號接至恣意一臺分站的恣意兩路開關(guān)量輸入端上,在開關(guān)量信號模擬器上設(shè)置一個(gè)時(shí)間定值,使該值等于規(guī)定的站內(nèi)事件分辨率。啟動開關(guān)量信號模擬器,那么系統(tǒng)應(yīng)打印出符合先后次序并帶各自時(shí)標(biāo)的兩個(gè)事件的順序記錄?!?〕實(shí)驗(yàn)至少在兩個(gè)分站上分別進(jìn)展3次。378.站間事件分辨率測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕將n路開關(guān)量信號模擬器輸出分別接至n臺分站的任一路開關(guān)量輸入端上,在開關(guān)量信號模擬器上設(shè)置一個(gè)時(shí)間定值,使該定值等于規(guī)定的站間事件分辨率。啟動開關(guān)量信號模擬器,系統(tǒng)應(yīng)打印出符合先后次序并帶有各自時(shí)標(biāo)的n個(gè)事件的順序記錄?!?〕實(shí)驗(yàn)應(yīng)至少進(jìn)展3次,n至少為3。389.畫面呼應(yīng)時(shí)間測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕用秒表測試每幅畫面從輸入命令終了開場直到全部畫素顯示終了的時(shí)間?!?〕實(shí)驗(yàn)至少進(jìn)展3次。399.畫面呼應(yīng)時(shí)間測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕用秒表測試每幅畫面從輸入命令終了開場直到全部畫素顯示終了的時(shí)間?!?〕實(shí)驗(yàn)至少進(jìn)展3次。4010.傳輸速率測試〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕將示波器跨接在傳輸信道上,運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng),由示波器讀出傳輸速率。4111.系統(tǒng)速率測試測試方法有儀表測試法和實(shí)踐測算法,這里簡單給出實(shí)踐測算法:〔1〕對于雙向傳輸監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng),方法如下:①按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備。42②主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)誤碼率測試軟件,產(chǎn)生隨機(jī)信號,進(jìn)展發(fā)送并接納〔或延續(xù)發(fā)送00—FFH并接納〕。分站運(yùn)轉(zhuǎn)“收即發(fā)〞程序。主機(jī)將經(jīng)分站和傳輸系統(tǒng)前往的隨機(jī)信號與發(fā)送的隨機(jī)信號相比較,統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤碼數(shù)并顯示或打印輸出。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)保證傳輸不少于5倍誤碼率倒數(shù)的碼數(shù)。③系統(tǒng)傳輸誤碼率為錯(cuò)誤碼數(shù)除以傳輸?shù)目偞a數(shù)。43〔2〕對于單向傳輸監(jiān)測系統(tǒng),方法如下:①按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備。②分站循環(huán)發(fā)送00—FFH,主機(jī)將接納到的數(shù)值顯示和打印輸出統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤碼數(shù)。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)保證傳輸不少于5倍誤碼率倒數(shù)的碼數(shù)。③系統(tǒng)傳輸誤碼率為錯(cuò)誤碼數(shù)除以傳輸?shù)目偞a數(shù)。44九、系統(tǒng)任務(wù)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備。系統(tǒng)延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定。實(shí)驗(yàn)開場和終了,均應(yīng)測試系統(tǒng)功能和主要目的。實(shí)驗(yàn)中按規(guī)定的時(shí)間間隔測試系統(tǒng)功能?!?〕實(shí)驗(yàn)中,如出現(xiàn)關(guān)聯(lián)性缺點(diǎn)那么終止實(shí)驗(yàn),等缺點(diǎn)排除后重新開場計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn),如出現(xiàn)非關(guān)聯(lián)性缺點(diǎn),等缺點(diǎn)排除后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),排除缺點(diǎn)過程不計(jì)時(shí)。45十、電源動搖順應(yīng)性實(shí)驗(yàn)〔1〕按“測試預(yù)備〞中的要求銜接設(shè)備?!?〕將系統(tǒng)電源線接到電壓可調(diào)的電源上,根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范要求的電壓動搖范圍調(diào)理電壓,并在每組合形狀下等溫度穩(wěn)定,但至少堅(jiān)持15min后,測試系統(tǒng)功能。46第二節(jié)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么及步驟一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟1.了解平安、消費(fèi)系統(tǒng)對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的要求不同的平安、消費(fèi)系統(tǒng)對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的要求不同。因此,首先必需詳細(xì)地了解平安、消費(fèi)對系統(tǒng)的要求,明確設(shè)計(jì)義務(wù)。472.調(diào)研、搜集資料在明確設(shè)計(jì)義務(wù)后,就要有目的地進(jìn)展調(diào)研、搜集資料。主要內(nèi)容應(yīng)包括:〔1〕經(jīng)過國際互聯(lián)網(wǎng),了解所設(shè)計(jì)系統(tǒng)目前國內(nèi)外現(xiàn)狀及開展趨勢;〔2〕經(jīng)過查新了解有關(guān)新實(shí)際、新技術(shù)、新元器件等;〔3〕實(shí)地調(diào)查已有成熟系統(tǒng)的運(yùn)用情況;〔4〕熟習(xí)有關(guān)的法律、法規(guī)、設(shè)計(jì)規(guī)范、檢檢驗(yàn)收規(guī)范。483.系統(tǒng)總體方案確定在充分調(diào)研、掌握大量資料的根底上,針對實(shí)踐設(shè)計(jì)系統(tǒng)確定設(shè)計(jì)的總體方案,選擇系統(tǒng)的構(gòu)造方式。4.選擇一次傳感器、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)或元件根據(jù)設(shè)計(jì)要求及確定的總體方案,選擇所需求的一次傳感器和適宜的控制執(zhí)行元件。5.選擇計(jì)算機(jī)根據(jù)總體方案及可靠性、經(jīng)濟(jì)性等情況選擇計(jì)算機(jī)的機(jī)型、機(jī)種。496.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)總體方案的要求,進(jìn)展系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和詳細(xì)電路設(shè)計(jì),盡量采用成熟的、經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)的電路和環(huán)節(jié)。同時(shí)思索新技術(shù)、新元器件、新工藝的運(yùn)用。7.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)軟件設(shè)計(jì)原那么、方法及系統(tǒng)的要求進(jìn)展運(yùn)用程序設(shè)計(jì)。盡量采用組態(tài)軟件,留意兼容性、可擴(kuò)展性。508.系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)完成并進(jìn)展正確組裝后,按設(shè)計(jì)義務(wù)的要求在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)展模擬實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)展初步考核,以便發(fā)現(xiàn)問題、進(jìn)展改良,為現(xiàn)場工業(yè)性實(shí)驗(yàn)奠定根底。9.工業(yè)性實(shí)驗(yàn)將所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)安裝于實(shí)踐工業(yè)現(xiàn)場,由消費(fèi)過程對系統(tǒng)進(jìn)展實(shí)踐考核,對存在的問題進(jìn)展改良,最大限制地滿足消費(fèi)、平安要求。煤礦井下運(yùn)用的設(shè)備還必需經(jīng)過指定機(jī)關(guān)進(jìn)展防爆檢驗(yàn),在獲得“防毒合格證〞后,能夠進(jìn)展工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。5110.編寫鑒定技術(shù)文件普通在工業(yè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過之后,有關(guān)部門要對系統(tǒng)組織技術(shù)或產(chǎn)品鑒定,需求編寫鑒定技術(shù)文件。鑒定技術(shù)文件普通應(yīng)包括以下內(nèi)容:〔1〕義務(wù)來源及要求,即方案義務(wù)書、合同書?!?〕研制報(bào)告。闡明目前國內(nèi)外有關(guān)情況、研制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵、處理方法和措施、最終結(jié)果〔有的稱為可行性論證報(bào)告〕。52〔3〕試制報(bào)告。闡明試制過程、試制過程中出現(xiàn)的問題、處理措施?!?〕技術(shù)條件。寫明對設(shè)計(jì)檢驗(yàn)的方法及到達(dá)的功能目的要求〔也可稱為技術(shù)考核實(shí)驗(yàn)大綱〕?!?〕型式實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由指定機(jī)關(guān)進(jìn)展檢驗(yàn)后作出的結(jié)論性報(bào)告。〔6〕規(guī)范化審査報(bào)告。由指定機(jī)關(guān)對設(shè)計(jì)中規(guī)范化情況作出的報(bào)告?!?〕防爆檢驗(yàn)報(bào)告。由指定機(jī)關(guān)對煤礦井下運(yùn)用的設(shè)備作出的防爆檢驗(yàn)報(bào)告。53〔8〕系統(tǒng)圖冊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的詳細(xì)圖紙?!?〕運(yùn)用闡明書。寫明系統(tǒng)概略、主要技術(shù)目的、運(yùn)用條件、運(yùn)用方法、本卷須知等?!?0〕工業(yè)實(shí)驗(yàn)大綱。寫明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場地點(diǎn)、條件,實(shí)驗(yàn)時(shí)間,設(shè)備安裝情況,考核內(nèi)容、方法等?!?1〕工業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由現(xiàn)場對所實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作出總體和結(jié)論性報(bào)告?!?2〕證明文件。査新證明,即查閱與本設(shè)計(jì)有關(guān)的國內(nèi)外最新情況證明。有的鑒定還需求“經(jīng)濟(jì)效益和社會效益〞的有關(guān)證明。54二、平安、消費(fèi)系統(tǒng)對平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的要求平安、消費(fèi)系統(tǒng)對監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的要求應(yīng)由設(shè)計(jì)單位提出,但提出的要求普通都比較籠統(tǒng),因此,在此根底上還必需做進(jìn)一步伐査研討,搜集有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大量原始資料,其內(nèi)容普通要包括:〔1〕需求檢測參數(shù)的種類、數(shù)量、極限變化范圍、常用范圍?!?〕需求檢測參數(shù)的性質(zhì),例如,模擬量是電壓型、電流型、頻率型還是電阻型,開關(guān)量是觸點(diǎn)信號還是有源信號等?!?〕檢測對象所處環(huán)境是普通場所還是有爆炸危險(xiǎn)、高溫、潮濕等特殊場所。55〔4〕檢測精度和速度?!?〕監(jiān)測對象環(huán)境、數(shù)量、性質(zhì)等。〔6〕控制對象環(huán)境、數(shù)量、性質(zhì)、控制方式及控制精度等。〔7〕信息輸出方式,如顯示、打印記錄、存儲、傳輸間隔等?!?〕系統(tǒng)可靠性,系統(tǒng)是長期還是短期運(yùn)轉(zhuǎn),允許缺點(diǎn)時(shí)間,假設(shè)發(fā)生缺點(diǎn)后后果如何等。56三、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原那么在最大限制滿足平安、消費(fèi)系統(tǒng)要求的前提下,普通要力求做到五性。1.可靠性監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)可靠性高,是系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要的原那么。要保證系統(tǒng)在運(yùn)用條件下任務(wù)穩(wěn)定且可靠性高,必需具備較強(qiáng)的抗干擾性能。2.先進(jìn)性運(yùn)用的元器件、傳感器、執(zhí)行器、檢測方法、控制方法、程序設(shè)計(jì)、輸入輸出方式及手段等,都應(yīng)符合技術(shù)開展方向,具有技術(shù)的先進(jìn)性。573.通用性系統(tǒng)不需任何改動或只進(jìn)展少許改動就能運(yùn)用于其他場所,構(gòu)成新的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。4.合理性電路構(gòu)造簡單,軟硬件功能搭配恰到益處,便于安裝、維護(hù)檢修。5.經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)功能強(qiáng),本錢低,性能價(jià)錢比高。58四、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總體方案確實(shí)定總體方案確定的好壞,直接影響到整個(gè)監(jiān)測控系統(tǒng)的功能、目的、系統(tǒng)投資及實(shí)施細(xì)那么的好壞,甚至關(guān)系到設(shè)計(jì)的成敗??傮w方案確定主要是根據(jù)了解和調(diào)研所掌握的大量資料,結(jié)合詳細(xì)實(shí)踐情況和現(xiàn)時(shí)可行的技術(shù)措施及方法來進(jìn)展。591.確定系統(tǒng)的構(gòu)造在確定總體方案時(shí),必需首先確定好系統(tǒng)的構(gòu)造。它是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一步,系統(tǒng)的構(gòu)造確定是根據(jù)所設(shè)計(jì)的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜程度、測控范圍及要求,確定出系統(tǒng)為一級管理系統(tǒng)還是分布式多級管理系統(tǒng),是單計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)還是多計(jì)算機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。60監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)普通為一級或二級計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。一級管理系統(tǒng)多為星型或樹型,如圖10-3所示。圖中,▽為受控或檢測單元。61二級管理系統(tǒng)多為環(huán)型、直線型、樹型、如圖10-4所示。622.選擇傳感器在確定總體方案時(shí)必需選擇好被測參量的傳感器,它是影響系統(tǒng)檢測精度的重要因索之一。特別是隨著半導(dǎo)體技術(shù)、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的開展,丈量各種參量〔如甲烷濃度、一氧化碳、濃度溫度、風(fēng)速等〕的傳感器種類繁多,規(guī)格各異。因此,如何正確選擇傳感器,確實(shí)不是一件容易的事,必需給予髙度注重。在選擇傳感器時(shí),應(yīng)思索以下幾個(gè)方面:63〔1〕最重要的是檢測精度、范圍及壽命。在選擇精度目的時(shí),要以系統(tǒng)測控精度要求為根據(jù),然后思索系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差諸要素,對總誤差進(jìn)展合理的預(yù)分配,再按預(yù)分配給傳感器的誤差來選擇所需傳感器的精度?!?〕信號輸出方式,如電壓、電流、頻率輸出及其分站信號采集種類的配套等要素。傳感器安裝位置及數(shù)量要符合有關(guān)規(guī)定,本章第三節(jié)內(nèi)容有詳細(xì)表達(dá)。643.選擇分站通道分站通道是銜接計(jì)算機(jī)與監(jiān)測監(jiān)控對象的紐帶,是系統(tǒng)的重要組成部分。通道不通就無法保證系統(tǒng)可靠任務(wù)。假設(shè)通道產(chǎn)生誤差過大,就無法到達(dá)預(yù)期的檢測和控制目的。選擇通道主要是根據(jù)傳感器的信號種類、數(shù)量及受控設(shè)備的情況,選擇通道中的關(guān)鍵性元器件,例如,多路開關(guān)、采樣堅(jiān)持器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等。654.選擇外圍設(shè)備外圍設(shè)備配置種類、型號主要根據(jù)系統(tǒng)要求和系統(tǒng)規(guī)模來確定。在上述任務(wù)完成后,畫出一個(gè)完好的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖,其中包括各種傳感器、執(zhí)行器、輸入輸出通道的主要元器件、微機(jī)及外圍設(shè)備。它是整個(gè)系統(tǒng)的總圖,要求簡單、明晰、一目了然。在確定系統(tǒng)總體方案時(shí),對系統(tǒng)的軟、硬件功能應(yīng)做一致思索。由于監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的某種功能,往往既可以由硬件實(shí)現(xiàn),也可以由軟件完成。究竟采用什么方式比較適宜,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及整個(gè)系統(tǒng)的功能價(jià)錢比綜合平衡后加以確定。66第三節(jié)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的選型及施工設(shè)計(jì)根據(jù)前面幾節(jié)討論的平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的普通方法,在實(shí)踐任務(wù)中,根據(jù)礦井的實(shí)踐情況和用戶的要求,直接選用國內(nèi)外成熟的系統(tǒng),即選型設(shè)計(jì)。系一致旦選定,用戶就要根據(jù)消費(fèi)礦井實(shí)踐情況進(jìn)展施工設(shè)計(jì)。本節(jié)我們經(jīng)過詳細(xì)的例子,引見監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。67一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)1.礦井概略某礦井年產(chǎn)原煤1200kt,為低沼氣礦井;礦井消費(fèi)布置有兩個(gè)采區(qū),共4個(gè)采煤任務(wù)面,4個(gè)掘進(jìn)任務(wù)面,要求監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入礦工業(yè)局域網(wǎng)。2.系統(tǒng)選型根據(jù)礦井情況和用戶要求,選用KJ4系統(tǒng)。68〔1〕選用INTEL工控機(jī)為系統(tǒng)主機(jī),并加一臺備用機(jī),CPU486以上,主頻200 MHz以上,內(nèi)存16kB以上,硬盤2.1GB以上,帶3.5英寸軟驅(qū)和光驅(qū),彩色圖形終端選用XD400,其他外設(shè)另選。根據(jù)礦工業(yè)局域網(wǎng)的情況,選用網(wǎng)絡(luò)銜接卡?!?〕傳感器的數(shù)量與型號的選擇。根據(jù)煤礦平安的有關(guān)要求,確定測點(diǎn)89個(gè)〔模擬量37個(gè),開關(guān)量52個(gè)〕,思索二期工程測點(diǎn)共122個(gè)。配備2臺風(fēng)電閉鎖安裝。〔3〕按測點(diǎn)分布設(shè)置10臺井下分站〔2臺備用于井上〕?!?〕通訊電纜選用PUYV39—14芯電纜,傳感器電纜選用PUYVR型。693.系統(tǒng)方框圖設(shè)計(jì)〔1〕圖例闡明?!?〕系統(tǒng)方框圖,如圖10-5所示。No.7分站傳感器配置圖,如圖10-6所示。70714.系統(tǒng)概算〔1〕系統(tǒng)配套清單,如表10-1所列。727374〔2〕通訊干線資料匯總表,如表10-2所列。75〔3〕系統(tǒng)通訊電纜明細(xì)表,如表10-3所列。7677二、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)施工設(shè)計(jì)根據(jù)平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計(jì),對所需求的產(chǎn)品進(jìn)展招標(biāo)和定購之后,那么需求根據(jù)現(xiàn)場消費(fèi)的情況,進(jìn)展平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝的施工設(shè)計(jì)。進(jìn)展施工設(shè)計(jì)的根據(jù)主要是有關(guān)的煤礦平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器運(yùn)用管理規(guī)范。1.普通性要求系統(tǒng)安裝前,運(yùn)用單位必需根據(jù)已同意的作業(yè)規(guī)程或平安技術(shù)措施提出<安裝懇求單>,分別送通風(fēng)和機(jī)電部門,安裝斷電控制系統(tǒng)時(shí),運(yùn)用單位或機(jī)電部門必需根據(jù)斷電范圍要求,提供斷電條件,并接通井下電源及控制線,在銜接時(shí)必需有平安監(jiān)測工在場監(jiān)護(hù)。78模擬量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被測物理量的位置。開關(guān)量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被監(jiān)測形狀的位置。聲光報(bào)警器應(yīng)設(shè)置在經(jīng)常有人任務(wù)便于察看的地點(diǎn)。井下分站應(yīng)設(shè)置在便于人員察看、調(diào)試、檢驗(yàn)及支護(hù)良好、無滴水、無雜物的進(jìn)風(fēng)巷道或硐室中,安設(shè)時(shí)應(yīng)墊支架,使其距巷道底板不小于300mm,或吊掛在巷道中。79隔爆兼本質(zhì)平安型等防爆電源,宜設(shè)置在采區(qū)變電所,嚴(yán)禁設(shè)置在斷電范圍內(nèi)。隔爆兼本質(zhì)平安型防爆電源嚴(yán)禁設(shè)置在以下區(qū)域:①低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤任務(wù)面和回風(fēng)巷內(nèi);②煤與瓦斯突出礦井的采煤任務(wù)面、進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷;③掘進(jìn)任務(wù)面內(nèi);④采用串聯(lián)通風(fēng)的被串采煤任務(wù)面、進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷;⑤采用串聯(lián)通風(fēng)的被串掘進(jìn)巷道內(nèi)。80為保證平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的斷電和缺點(diǎn)閉鎖功能,斷電控制器與被控開關(guān)之間必需正確接線。詳細(xì)方法由煤礦主要技術(shù)擔(dān)任人審定。與平安監(jiān)測監(jiān)控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備,電源線和控制線在撤除或改線時(shí),必需與平安測控管理部門共同處置。檢修與平安監(jiān)測監(jiān)控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備,需求平安監(jiān)測監(jiān)控儀器停頓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),須經(jīng)礦主要擔(dān)任人或主要技術(shù)擔(dān)任人贊同,并制定平安措施后方可進(jìn)展。812.甲烷傳感器的設(shè)置甲烷傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置,距頂板〔頂梁〕不得大于300mm,距巷道側(cè)壁不得小于200mm,并應(yīng)安裝維護(hù)方便,不影響行人和行車。82〔1〕長壁采煤任務(wù)面甲烷傳感器必需按圖10-7設(shè)置。U形通風(fēng)方式在上隅角設(shè)置甲烷傳感器T0,任務(wù)面設(shè)置甲烷傳感器T1,任務(wù)面回風(fēng)巷設(shè)置甲烷傳感器T2;假設(shè)煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控制采煤任務(wù)面進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)平安型電氣設(shè)備
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