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關(guān)鍵詞:監(jiān)測(cè)監(jiān)控;煤礦安全;作用
在煤礦生產(chǎn)過程中,監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可以確保煤礦安全順利的生產(chǎn),所以在整個(gè)煤礦生產(chǎn)過程中發(fā)揮著非常重要的作用。煤炭企業(yè)里面的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可以全面了解井下以及井上部的安全生產(chǎn),尤其是其可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)煤礦井下部的瓦斯氣體,從而可以通過監(jiān)測(cè)有效避免出現(xiàn)煤礦瓦斯事故?,F(xiàn)階段,這種安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是煤礦,尤其是瓦斯含量非常多的礦井以及煤和瓦斯都非常多的礦井里面一定會(huì)安裝的系統(tǒng)軟件,其可以促進(jìn)我國(guó)煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全高效經(jīng)營(yíng)的發(fā)展目標(biāo)。
一、煤礦安監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)具有的內(nèi)涵
在煤礦生產(chǎn)過程中,安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)就是檢測(cè)以及控制煤礦溫度、瓦斯、實(shí)際風(fēng)速、產(chǎn)生的煙霧以及一氧化碳等環(huán)境參數(shù),同時(shí)監(jiān)測(cè)以及控制礦井實(shí)際生產(chǎn)、排水、進(jìn)行運(yùn)輸以及提升等作業(yè)環(huán)節(jié)各種機(jī)電設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài),并且通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理獲得數(shù)據(jù)的檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成設(shè)備主要包含有:避雷針、主機(jī)、系統(tǒng)電源箱、傳輸接口、各個(gè)分站、聲光報(bào)警器以及斷電控制其和相應(yīng)的傳感器等。這種安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)所具有的主要作用是對(duì)風(fēng)速、煙霧以及一氧化碳和溫度、甲烷等進(jìn)行監(jiān)測(cè),同時(shí)當(dāng)甲烷濃度超過一定范圍的時(shí)候會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警或者是斷電,從而有效控制甲烷安全事故的發(fā)生。
二、煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的作用
1.對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控。進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的時(shí)候,監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)具有的一個(gè)非常顯著的特點(diǎn)就是監(jiān)測(cè)監(jiān)控實(shí)際瓦斯?jié)舛?。礦井進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候,隨時(shí)都有一定量的瓦斯產(chǎn)生,僅僅靠人工的話,就只可以進(jìn)行間斷性檢測(cè),可是礦井監(jiān)控系統(tǒng)則不同,其可以時(shí)時(shí)對(duì)礦井下面所有重點(diǎn)區(qū)域里面的具體瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè),如果礦井下面的瓦斯?jié)舛然蛘呤蔷聹囟鹊瘸^標(biāo)準(zhǔn)范圍值的時(shí)候,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且將監(jiān)測(cè)到的具體數(shù)值顯示出來,礦井相關(guān)監(jiān)控人員能夠依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)處理以及反饋。特別是井下工作面存在的上隅角,這種角一般都是供風(fēng)死角,很容易聚集非常多的一氧化碳以及甲烷,可是實(shí)際生產(chǎn)中,人們往往會(huì)忽視這個(gè)問題,而引發(fā)煤礦安全事故。傳統(tǒng)人工檢測(cè)的方法,不僅存在很大的危險(xiǎn)性,同時(shí)檢測(cè)出的數(shù)值也具有一定誤差,所以不可以確保檢測(cè)具有足夠及時(shí)性以及客觀性。可是監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)則能夠利用安裝在工作面上隅角的傳感器,對(duì)這一區(qū)域里面的具體一氧化碳以及甲烷濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)當(dāng)甲烷或者是一氧化碳的實(shí)際濃度超過傳感器報(bào)警濃度的時(shí)候,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警,這樣礦調(diào)度人員就能夠依據(jù)實(shí)際情況采取有效的措施來處理。
2.為合理調(diào)整礦井風(fēng)量提供相應(yīng)的理論依據(jù)。在礦井煤炭產(chǎn)量不斷增加的條件下,礦井通風(fēng)系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,這樣礦井各地點(diǎn)具體需風(fēng)量也在改變,這時(shí)就應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)定井下各用風(fēng)地點(diǎn)具體風(fēng)量,同時(shí)進(jìn)行平衡計(jì)算,然后以次為基礎(chǔ)對(duì)礦井風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整,從而滿足所有地點(diǎn)具體風(fēng)量需求。傳統(tǒng)測(cè)定風(fēng)量的儀器為葉輪式風(fēng)表,因?yàn)槭侨斯みM(jìn)行測(cè)定的,所以不能對(duì)各用風(fēng)地點(diǎn)具體風(fēng)量進(jìn)行及時(shí)有效的測(cè)定,產(chǎn)生的誤差也相對(duì)較大,同時(shí)也缺乏穩(wěn)定性,測(cè)定所需時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng),僅僅可以測(cè)定以及平衡運(yùn)算局部地點(diǎn)具體風(fēng)量,所以限制了風(fēng)量的調(diào)整。而監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)里面的風(fēng)速傳感器能夠連續(xù)測(cè)定井下不同用風(fēng)地點(diǎn)具體風(fēng)速,隨時(shí)都能夠利用主控機(jī)或者是終端機(jī)得到具體數(shù)據(jù),產(chǎn)生的誤差不大,同時(shí)數(shù)值穩(wěn)定性非常高。若需要調(diào)整井下風(fēng)量,就能夠通過該監(jiān)控系統(tǒng)里面地點(diǎn)風(fēng)速的具體測(cè)定值來調(diào)配計(jì)算具體地點(diǎn)風(fēng)量,依據(jù)計(jì)算結(jié)果,在地點(diǎn)構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施,對(duì)于局部地點(diǎn),就安裝導(dǎo)風(fēng)板、鳳簾或者是風(fēng)障,從而提升該地點(diǎn)風(fēng)速,使風(fēng)流狀況發(fā)生改變。情況必要的時(shí)候,也能夠加裝隅角局部扇風(fēng)機(jī)或者是采取尾巷分流措施,提升或者是降低供風(fēng)量,以此來有效解決回風(fēng)隅角存在的瓦斯聚集問題。除此之外,也能夠利用移動(dòng)泵站,通過插管或者是鉆空方式抽放瓦斯。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠縮短風(fēng)量測(cè)定時(shí)間,其也可以提升風(fēng)量調(diào)整所具有的準(zhǔn)確性,利于對(duì)井下風(fēng)量進(jìn)行合理的調(diào)整,從而確保井下所有作業(yè)地點(diǎn)具體用風(fēng)要求,給工作人員提供一個(gè)非常安全的工作環(huán)境。
3.對(duì)準(zhǔn)確判斷井下自然發(fā)火地點(diǎn)的狀況非常有利。當(dāng)某一地點(diǎn)存在自然發(fā)火趨勢(shì)或者是出現(xiàn)自然發(fā)火現(xiàn)象的時(shí)候,就會(huì)將大量有毒物質(zhì)釋放到巷道里面,并且圍巖溫度由于吸收熱量會(huì)不斷升高。通過設(shè)置與不同地點(diǎn)的溫度傳感器以及氣體傳感器,能夠全面了解發(fā)火地點(diǎn)附近空氣里面的氣體濃度以及溫度改變狀況,監(jiān)測(cè)具有非常高的及時(shí)性、連續(xù)性以及準(zhǔn)確性,這樣就能夠準(zhǔn)確分析其具體發(fā)展規(guī)律,掌握其發(fā)展趨勢(shì)從而采取相應(yīng)的措施來處理。
4.監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)閉鎖功能。如果工作面瓦斯?jié)舛瘸藁蛘呤蔷植客L(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行、掘進(jìn)巷道沒有風(fēng)流的時(shí)候,監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切斷出現(xiàn)異?,F(xiàn)象區(qū)域里面的電源,同時(shí)閉鎖以及報(bào)警,防止或者是減少因?yàn)殡姎庠O(shè)備失爆、設(shè)備出現(xiàn)故障電火花以及危險(xiǎn)溫度、進(jìn)行違章作業(yè)導(dǎo)致的瓦斯爆炸。防止或者是減少采、掘以及運(yùn)等施工設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)的摩擦碰撞火花和達(dá)到危險(xiǎn)溫度等導(dǎo)致的瓦斯爆。并且提醒礦工及時(shí)采取相應(yīng)的措施撤到安全區(qū)域,從而有效避免事故產(chǎn)生或進(jìn)一步擴(kuò)大。
5.監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)具體測(cè)定結(jié)果。系統(tǒng)存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)具體測(cè)定結(jié)果,對(duì)定量分析各測(cè)定內(nèi)容非常有利,從而掌握其具體動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。此外,利用系統(tǒng)開關(guān)量值,能夠了解機(jī)電設(shè)備實(shí)際開停以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,尤其是能夠隨時(shí)了解風(fēng)門實(shí)際開停情況,給各級(jí)生產(chǎn)指揮人員以及業(yè)務(wù)部門提供相應(yīng)的動(dòng)態(tài)信息,同時(shí)給指揮生產(chǎn)提供非常及時(shí)的具體現(xiàn)場(chǎng)資料以及信息,這樣就可以提前做好防范準(zhǔn)備。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,對(duì)煤炭企業(yè)來說,和傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)不同,監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定有效運(yùn)行能夠確保礦井生產(chǎn)安全,通過該監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)監(jiān)控以及集中監(jiān)測(cè)和管理礦級(jí)安全生產(chǎn),可以給煤礦生產(chǎn)調(diào)度人員提供實(shí)用、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的信息,同時(shí)給煤礦生產(chǎn)以及經(jīng)營(yíng)做出快速正確決策提供有效的數(shù)據(jù)信息支持。
參考文獻(xiàn):
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(1)在杜兒坪礦污水加壓站泵房安裝在線濁度儀表及報(bào)警裝置,當(dāng)水質(zhì)發(fā)生變化超標(biāo)時(shí),濁度儀表便發(fā)出報(bào)警,同時(shí)將水泵的電源斷掉停泵。并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至調(diào)度室,計(jì)算機(jī)發(fā)出報(bào)警,調(diào)度值班人員通知相關(guān)人員采取措施,查明原因。在線濁度儀為進(jìn)口型,具有自動(dòng)清洗功能,免去人工維護(hù)。進(jìn)口濁度傳感器特點(diǎn):①月檢查及清掃一次窗口即可。②采用藍(lán)寶石玻璃實(shí)現(xiàn)輕松保養(yǎng)。采用抗磨損藍(lán)寶石玻璃,保養(yǎng)清潔時(shí),不必?fù)?dān)心磨損窗面。③外形小巧,不挑剔安裝場(chǎng)所。只需投放便可完成安裝。a、0~500.0NTU;b、分辨率:1NTU;c、準(zhǔn)確度:±2%;d、電流隔離輸出:4~20mA(負(fù)載<750Ω);e、輸出電流誤差:≤±1%FS,杜絕超標(biāo)的污水排到高山水庫(kù)內(nèi),保證供水安全;f、報(bào)警繼電器:AC220V、7A;接加壓泵電源控制回路;g、RS485通訊接口;接光電轉(zhuǎn)接器;h、電源:AC220V±22V,50Hz±1Hz;可選配DC24±2.4V,1A供電;i、防護(hù)等級(jí):IP65;j、時(shí)鐘精度:±1分/月;k、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量:1個(gè)月(1點(diǎn)/5分鐘);l、數(shù)據(jù)連續(xù)掉電保存時(shí)間:10年;m、重量:0.8kg;n、工作條件:環(huán)境溫度0~60℃,相對(duì)濕度<85%;o、傳感器安裝方式沉入式。(2)在下水平污水加壓泵DN250mm管路上安裝電磁流量計(jì),實(shí)時(shí)掌握往高山污水庫(kù)的供水量,以及每日的污水使用量。為日常供水及井下水的使用量提供可靠依據(jù),為礦安全生產(chǎn)供水提供保障。流量計(jì)性能指標(biāo)下測(cè)量誤差:±1.0%;聚氯脂橡膠:-20℃~80℃;環(huán)境溫度:-25~+45℃;相對(duì)濕度:5%~95%;額定壓力:4.0MPa;流速范圍:0.3~12m/s;電導(dǎo)率:被測(cè)流體電導(dǎo)率不小于5μs/cm;輸出信號(hào)及負(fù)載電阻:0~10mADC,0~1000Ω;輸出頻率上限:1~5000Hz設(shè)定;4~20mADC,0~500Ω具有防雷擊保護(hù);串行通訊:或RS485脈沖輸出上限5000CP/S;脈沖當(dāng)量為0.0001~1.0m3/CP;脈沖寬度:自動(dòng)設(shè)置20ms或方波;電極材料:含不銹電極材料:含不銹鋼(M02Ti)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、哈氏合金(HB)、鉑(Pt)。
2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
除現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)掌握水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和排水量,提供依據(jù)外,將參數(shù)傳輸?shù)降V調(diào)度指揮中心,從加壓泵房采集的參數(shù)利用光纜傳到強(qiáng)力皮帶環(huán)網(wǎng)交換機(jī)入網(wǎng)。調(diào)度室加裝一臺(tái)計(jì)算機(jī),實(shí)時(shí)顯示采集的數(shù)據(jù)情況,為礦調(diào)度指揮中心指揮生產(chǎn)提供了有力的依據(jù)。SJBQ-CJ多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),是將儀表和電腦通過電流輸出轉(zhuǎn)換成RS485通訊信號(hào)傳輸?shù)诫娔X上。將儀表的測(cè)試數(shù)據(jù)在電腦內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件中直接顯示結(jié)果。該軟件再根據(jù)儀表上參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,如波特率、記錄時(shí)間、位置編排等參數(shù),設(shè)置后點(diǎn)擊開始采集,數(shù)據(jù)會(huì)直接顯示在軟件的當(dāng)前窗口上,此數(shù)據(jù)可以自動(dòng)保存在軟件內(nèi),以表格的形式顯示,可以進(jìn)行“數(shù)據(jù)查看”,在數(shù)據(jù)查看內(nèi),可以按照用戶設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行查詢以前的測(cè)量值??梢栽诒砀駜?nèi)進(jìn)行打印預(yù)覽和直接打印。安裝以光盤的形式運(yùn)行安裝,軟件操作系統(tǒng)不再累述。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成為:(1)電源轉(zhuǎn)換器(220VAC轉(zhuǎn)24VDC供電給通訊轉(zhuǎn)換器);(2)通訊轉(zhuǎn)換器(4~20mA電流輸出轉(zhuǎn)成RS232通訊連接到通訊接頭上);(3)通訊接頭;(4)數(shù)據(jù)通訊線(連接電腦端口)。
3數(shù)據(jù)傳輸顯示系統(tǒng)
每臺(tái)儀表有4~20ma的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),通過光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)入光纜進(jìn)行傳輸至調(diào)度室,然后在通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過通信接頭和數(shù)據(jù)線連接到電腦上,供調(diào)度人員查看相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)這臺(tái)電腦設(shè)置網(wǎng)絡(luò)共享,其他人員訪問這臺(tái)電腦的IP地址也可以查看相關(guān)數(shù)據(jù)。
4結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控;傳感器;通信協(xié)議
前言
近年來,隨著國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的要求不斷提高和企業(yè)自身現(xiàn)代化建設(shè)的需要,我國(guó)各大、中、小型礦井都陸續(xù)安裝了煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為各級(jí)生產(chǎn)指揮者和業(yè)務(wù)部門提供了環(huán)境安全參數(shù)動(dòng)態(tài)信息,通過對(duì)被測(cè)參數(shù)的比較和分析,為預(yù)防災(zāi)害事故提供技術(shù)數(shù)據(jù),便于提前采取防范措施;通過對(duì)被測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)有效的控制,及時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、斷電和閉鎖,便于防止事故的發(fā)生或擴(kuò)大;在發(fā)生事故的情況下,能及時(shí)指示最佳救災(zāi)和避災(zāi)路線,為搶救和疏散人員、器材等提供決策信息。煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)改善我國(guó)煤礦的安全狀況,提高煤礦生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化水平起到了重要作用。
1煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)概述
礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)是傳感器技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電氣防爆技術(shù)和控制技術(shù)等多種技術(shù)在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)物,對(duì)保障煤礦安全生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率和機(jī)電設(shè)備的利用率都具有十分重要的作用。具體來講,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是指對(duì)煤礦的瓦斯、風(fēng)速、一氧化碳、煙霧、溫度等環(huán)境參數(shù)和礦井生產(chǎn)、運(yùn)輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,用計(jì)算機(jī)分析處理并取得數(shù)據(jù)的一種系統(tǒng)。礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般由三部分組成:(1)傳感器和執(zhí)行裝置;(2)信息傳輸裝置(包括傳輸接口、分站、傳輸線、接線盒等);(3)中心站(包括應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)及設(shè)備)。
2我國(guó)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題
2.1國(guó)產(chǎn)傳感器質(zhì)量不高,與國(guó)外同類產(chǎn)品有較大差距
傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)能否正確反映被測(cè)環(huán)境和設(shè)備參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的用于煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器主要有瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煤倉(cāng)煤位、水倉(cāng)水位、電流、電壓和有功功率等模擬量傳感器,以及機(jī)電設(shè)備開停、機(jī)電設(shè)備饋電狀態(tài)、風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量傳感器。這些傳感器的開發(fā)和應(yīng)用基本滿足了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的需要,但國(guó)產(chǎn)傳感器在使用壽命、調(diào)校周期、穩(wěn)定性和可靠性方面與國(guó)外同類產(chǎn)品相比還有很大差距,某些傳感器(如瓦斯傳感器)的穩(wěn)定性還不能滿足實(shí)際需要。與國(guó)外同類傳感器比較差距較大,其主要問題表現(xiàn)在:
(1)抗中毒性能差。我國(guó)大多數(shù)煤礦井下空氣中含有微量硫化氫氣體,其分子比較大,吸附在檢測(cè)元件表面或與元件反應(yīng),能阻止甲烷氣體接觸催化劑,使元件靈敏度下降。
(2)抗高濃沖擊性能差。在巷道瓦斯涌出量大的情況下元件極度活躍,過度作用的結(jié)果造成零點(diǎn)漂移并使其對(duì)甲烷的催化性能下降??垢邼鉀_擊性能差是造成元件使用壽命低、穩(wěn)定性差的主要原因。
2.2通信協(xié)議不規(guī)范,可集成性差
因?yàn)闆]有一個(gè)符合礦井電氣防爆等特殊要求的總線標(biāo)準(zhǔn),所以現(xiàn)有生產(chǎn)廠家的監(jiān)控系統(tǒng)的通信協(xié)議幾乎都采用各自專用的,互不兼容。不同廠家產(chǎn)品之間缺乏互操作性、互換性,因此可集成性差,不易于系統(tǒng)功能擴(kuò)展。在使用中,個(gè)別系統(tǒng)雖經(jīng)多次升級(jí)改造,仍不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效共享,形成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的“信息孤島”,嚴(yán)重阻礙了礦井安全生產(chǎn)管理水平的進(jìn)一步提高。
2.3煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)防雷擊能力差
目前從煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展看,生產(chǎn)廠家的注意力主要集中在監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)上,對(duì)一些不常發(fā)生的系統(tǒng)安全問題則關(guān)注不夠,因此在電路設(shè)計(jì)時(shí)沒能給予充分的重視。如系統(tǒng)自身防雷擊能力就不同程度地存在缺陷,有的裝備未裝設(shè)避雷器,有的避雷器不符合要求,當(dāng)攜帶有大能量的雷電擊中系統(tǒng)防雷能力較薄弱的通信傳輸線路時(shí),尤其在擊中有一定高度的架空傳輸線路后,盡管傳輸線路使用的是屏蔽線纜,并要求可靠接地(如果屏蔽效果不好,接地質(zhì)量較差則更危險(xiǎn)),但雷電的危險(xiǎn)能量仍能竄入線路中,并進(jìn)入正在運(yùn)行的設(shè)備,輕則造成設(shè)備(主機(jī)、井下分站)損壞,重則有可能因設(shè)備損壞造成電火花外漏,由電火花引起井下瓦斯或煤塵爆炸。
2.4現(xiàn)場(chǎng)管理和維護(hù)不到位
(1)對(duì)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收不嚴(yán),導(dǎo)致傳感器安裝數(shù)量不足。如:通風(fēng)瓦斯參數(shù)傳感器和風(fēng)機(jī)開停、風(fēng)門開關(guān)、饋電開停傳感器設(shè)置不全或未設(shè)置,甚至對(duì)傳感器的數(shù)量沒按規(guī)定計(jì)算;對(duì)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)這樣高技術(shù)含量的設(shè)備沒有設(shè)立專門的管理機(jī)構(gòu)和人員,忽略日常管理。對(duì)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)管理沒有考核標(biāo)準(zhǔn)。
(2)傳感器不能按規(guī)定進(jìn)行調(diào)校,甚至出現(xiàn)傳感器混掛、誤掛,造成瓦斯超限不報(bào)警、不斷電或發(fā)生錯(cuò)誤報(bào)警斷電。傳感器得不到及時(shí)維修,廠家維護(hù)不能履行合同等。如傳感器損壞一個(gè)普通元器件時(shí)也要購(gòu)置一個(gè)新的傳感器。
3應(yīng)對(duì)策略
3.1研究高品質(zhì)的傳感器
國(guó)產(chǎn)安全檢測(cè)用甲烷傳感器幾乎全部采用載體催化元件,嚴(yán)重制約著礦井瓦斯的正常檢測(cè),與國(guó)外同類傳感器比較差距較大。所以國(guó)家科研院所應(yīng)加大科研投入力度,進(jìn)一步提高傳感器應(yīng)用的可靠性。
3.2規(guī)范監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議
通信協(xié)議不規(guī)范將造成設(shè)備重復(fù)購(gòu)置、系統(tǒng)補(bǔ)套受制于人和不能隨意進(jìn)行軟硬件升級(jí)改造等后果。為了改變標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的局面,國(guó)家出臺(tái)了很多規(guī)范性規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)及信息傳輸協(xié)議等進(jìn)行規(guī)范,如《礦井安全監(jiān)控新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)程匯編及礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型手冊(cè)》等。建議各監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一通信協(xié)議,統(tǒng)一采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù),采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式,這樣可以很方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修、補(bǔ)套、升級(jí),也可以很方便的建立礦、公司(礦務(wù)局)兩級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心,并與上級(jí)監(jiān)管系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享。
3.3煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)防雷擊措施
在地面中心站機(jī)房外被避雷系統(tǒng)保護(hù)的區(qū)域距中心站有一定距離的范圍內(nèi),加裝一級(jí)安全柵;在井下和地面分站到中心站的通信線路上,在距分站距離較近的安全地帶也加裝一級(jí)安全柵,用這兩個(gè)安全柵來吸收線路上傳來的雷電能量,即讓雷電能量首先沖擊安全柵,由安全柵負(fù)責(zé)將雷電能量及瞬間電壓電流峰值限制在一個(gè)安全值內(nèi),然后再傳到中心站計(jì)算機(jī)和分站計(jì)算機(jī)接口,這樣就可解決雷擊損壞設(shè)備的問題。
3.4加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),完善管理制度
監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)要求非常嚴(yán)格,所以在日常監(jiān)測(cè)管理工作中采取多種形式提高維修人員的維修技術(shù)和操作水平,每月應(yīng)組織理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí),對(duì)新調(diào)入的安全監(jiān)測(cè)員,重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)其基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng),合理利用售后服務(wù)和兄弟礦井相互指導(dǎo)的便利條件,確保礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)維護(hù)的順利進(jìn)行。另外要建立細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾碇贫?,及時(shí)完善有關(guān)監(jiān)測(cè)監(jiān)控管理的規(guī)定和制度,有效提高相互監(jiān)督、相互預(yù)警的能力。
4結(jié)束語(yǔ)
積極推廣監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)是現(xiàn)代化煤礦企業(yè)應(yīng)用新時(shí)期科技實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化安全管理的高效途徑。伴隨著軟件系統(tǒng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新升級(jí),監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)逐漸滲透至各相關(guān)管理領(lǐng)域。在煤礦安全生產(chǎn)管理中,要全面貫徹實(shí)施監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng),利用體系化、自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)協(xié)調(diào)煤礦安全生產(chǎn)管理,提高煤礦安全生產(chǎn)效率。為了使煤礦安全生產(chǎn)管理與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展,應(yīng)該加大推廣監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,同時(shí)加強(qiáng)系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā),不斷延伸開拓監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的效用,為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:煤礦安全;監(jiān)測(cè)監(jiān)控;網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
1傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測(cè)方法不足
傳統(tǒng)的安全檢測(cè)技術(shù),生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)等信號(hào)通過有線方式進(jìn)行傳導(dǎo),這些傳統(tǒng)的安全檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)無法改進(jìn),特別是在線路鋪設(shè)上存在難以可克服的困難[1]。首先就是成本問題,電纜或光纜要鋪設(shè)很長(zhǎng)的距離,加上其他配套設(shè)施,需要大量的資金支持,而且線路的鋪設(shè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,同時(shí)由于各種原因線路鋪設(shè)范圍有限。線路的鋪設(shè)有時(shí)很難適應(yīng)較復(fù)雜的煤礦地形地勢(shì),不能進(jìn)行有效鋪設(shè),這樣就不能監(jiān)測(cè)該地區(qū)的數(shù)據(jù),埋下安全隱患。除此之外,線路某一部分一旦被破壞,檢修難度較大,會(huì)影響整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一種新興技術(shù),正在迅猛發(fā)展,開發(fā)出大量新的應(yīng)用成果,將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中,同時(shí)融合其他技術(shù)手段,例如通信技術(shù)和智能控制技術(shù)等,能夠隨時(shí)探測(cè)到煤礦空氣中有害氣體的數(shù)值,如甲烷、二氧化碳及一氧化碳等的含量,及時(shí)傳輸給工作人員。這樣,在煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控方面使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),既可以提高煤礦生產(chǎn)的安全性,還能降低煤礦的生產(chǎn)成本,加快生產(chǎn)進(jìn)度。
2煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組成
傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢(shì),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供重要保證[2]。煤礦網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由許多部分有機(jī)結(jié)合而成,主要包括工作站、網(wǎng)絡(luò)中心、監(jiān)控終端及井下的各個(gè)分站和數(shù)據(jù)采集器等,其中分布在井下的主要是數(shù)據(jù)采集器與傳感器,負(fù)責(zé)檢測(cè)井下空氣中有害氣體的濃度,并由井下的分站簡(jiǎn)單初步處理,經(jīng)相關(guān)傳輸設(shè)備和一些終端,將真實(shí)有效的數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器中,這樣就能做到實(shí)時(shí)煤礦安全的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控監(jiān)測(cè),并完成預(yù)警等任務(wù)。該系統(tǒng)的組成有:
(1)服務(wù)器,可分為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的具體功能有,為煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供大量數(shù)據(jù),可用于查詢數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有很多種類,例如顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù),井下環(huán)境中有害氣體含量的數(shù)據(jù),還有用于系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù),主要是能隨時(shí)反映煤礦生產(chǎn)環(huán)境中的相關(guān)數(shù)據(jù)。通訊服務(wù)器是連接各種設(shè)備和數(shù)據(jù)傳遞的基礎(chǔ),采集設(shè)備監(jiān)測(cè)到的各種數(shù)據(jù),然后傳遞給其他服務(wù)器,通訊服務(wù)器將煤礦中所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),包括一氧化碳、二氧化碳和甲烷等有害氣體的濃度,接收到服務(wù)器中,并對(duì)其做一定的處理,通過供數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?,將?shù)據(jù)傳遞給其他服務(wù)器,管理人員就可以查詢到這些數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要是管理人員進(jìn)入系統(tǒng)的工具,可以通過該服務(wù)器查詢相關(guān)數(shù)據(jù),保證煤礦中的安全。
(2)監(jiān)控終端分布在地面上,同其他服務(wù)器連接在一起,能從服務(wù)器中得到各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),顯示設(shè)備工作狀態(tài)等,還能監(jiān)控整個(gè)煤礦網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。監(jiān)控終端具備自我診斷功能,對(duì)這些信息進(jìn)行判斷,如果認(rèn)為情況異常,則根據(jù)預(yù)定方案發(fā)出警報(bào),管理人員就可以根據(jù)警報(bào)檢查煤礦內(nèi)的情況,并及時(shí)排除隱患。
(3)分站設(shè)置在井下生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),多為雙單片機(jī)結(jié)構(gòu),能與計(jì)算機(jī)交換信息,還能對(duì)數(shù)據(jù)采集器和傳感器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。分站的任務(wù)主要為接收和傳遞服務(wù)器指令、儲(chǔ)存系統(tǒng)參數(shù)、接收數(shù)據(jù)采集、將數(shù)據(jù)傳遞給服務(wù)器等。一些意外情況會(huì)使分站死機(jī),分站能夠自動(dòng)復(fù)位重啟。在與服務(wù)器的連接斷開的情況下,分站能對(duì)所得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存,連接正常后再傳輸給服務(wù)器并繼續(xù)監(jiān)控。
(4)數(shù)據(jù)采集器與傳感器,傳感器可以檢測(cè)到礦井中甲烷、二氧化碳、一氧化碳等有害氣體的含量以及氣體的熱量等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)經(jīng)過采集器的處理變成,傳遞給井下分站,并由分站將這些數(shù)據(jù)傳遞給服務(wù)器。
3煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能
此系統(tǒng)中的功能設(shè)計(jì)模塊主要包括:①登錄模塊,管理人員要進(jìn)入系統(tǒng),就要在其中輸入用戶名、密碼等信息,同時(shí)可以為管理人員提供更換用戶名、修改密碼、注銷登錄、設(shè)置短信接收人員等服務(wù);②數(shù)據(jù)接收模塊,接收服務(wù)器傳遞的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),進(jìn)行存儲(chǔ),并做簡(jiǎn)單前處理等。此模塊可以對(duì)數(shù)據(jù)接口進(jìn)行設(shè)置和更改,以便接收數(shù)據(jù),為方便管理人員查看和管理數(shù)據(jù),可將設(shè)置專門存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的文件,修改其名稱,輸入專用密碼等。數(shù)據(jù)接收是按照這些設(shè)置將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。前處理就是將數(shù)據(jù)按照存儲(chǔ)位置和名稱的不同分別保存、記錄接收時(shí)間及存放到數(shù)據(jù)庫(kù)等;③數(shù)據(jù)處理模塊,將最新的數(shù)據(jù)更新到相應(yīng)文件中,并將最新數(shù)據(jù)提供給其他模塊;④短信發(fā)送模塊,按照管理員預(yù)先輸入的接收人員將編輯好的信息發(fā)送出去,并記錄發(fā)送的內(nèi)容和時(shí)間等;⑤數(shù)據(jù)上傳模塊,即將報(bào)警時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳遞服務(wù)器進(jìn)行處理,存儲(chǔ)備份;⑥報(bào)表模塊,將系統(tǒng)產(chǎn)生的包括數(shù)據(jù)信息在內(nèi)的記錄制作成報(bào)表,并打印存檔。煤礦網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要包括五個(gè)方面:數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警顯示、反饋信息顯示、工具菜單及程序運(yùn)行狀態(tài)。例如,打開窗口菜單,短信發(fā)送選項(xiàng)就在其中,將系統(tǒng)信息編輯成短信內(nèi)容,設(shè)置手機(jī)號(hào),就可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給管理人員,管理人員就可以隨時(shí)掌握煤礦中的數(shù)據(jù),做到時(shí)刻掌控[3]。
4煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中的信息控制
通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息控制,改變了煩瑣的工作方式,提高了工作效率。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作中,使復(fù)雜的煤礦生產(chǎn)按流程進(jìn)行,通過有效的信息控制進(jìn)行煤礦安全監(jiān)測(cè),將煤礦生產(chǎn)中的所有信息進(jìn)行一體化處理,制定的生產(chǎn)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和要求能夠有效地落實(shí)到煤礦生產(chǎn)工作流程和操作中,及時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控所有數(shù)據(jù),確保對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)控的及時(shí)可靠[4]。
5結(jié)語(yǔ)
運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息控制,對(duì)煤礦中安全情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)所有崗位上的工作人員和管理人員互動(dòng)配合,他們可以實(shí)時(shí)監(jiān)控煤礦生產(chǎn)流程和安全狀況,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控中的應(yīng)用,在保證煤礦生產(chǎn)安全可靠的同時(shí),改善了工作效率,為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部門的發(fā)展帶來機(jī)遇,使其服務(wù)質(zhì)量和收益都有提高。
作者:侯威宇 單位:河南省永煤公司
參考文獻(xiàn):
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針對(duì)裴溝煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有狀況,應(yīng)用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。
關(guān)鍵詞:
監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng);以太環(huán)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào):
F49
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):16723198(2013)10016802
隨著礦井生產(chǎn)能力和開采水平的不斷提高,現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)模式、監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能(如:分站容量、傳輸速度)及安全性能已不能滿足礦井安全生產(chǎn)的需求。經(jīng)多方考察論證,在集團(tuán)公司大力支持下,裴溝煤礦在現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上與鎮(zhèn)江中煤有限公司合作引進(jìn)以太環(huán)網(wǎng)技術(shù),并成功試運(yùn)行,確定了以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位,為安全生產(chǎn)提供了安全保障。
1 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)組成
煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)分為兩級(jí),第一級(jí)為控制管理級(jí)(主控中心)、第二級(jí)為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控級(jí)(由MiniArm工控主機(jī)和各個(gè)傳感器、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成),兩級(jí)之間通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行連接,而現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與控制之間采用CAN-Bus總線。
采用以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)傳輸,使礦井下瓦斯監(jiān)測(cè)信息在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上傳輸,提高傳輸平臺(tái)的可靠性和傳輸能力,有效地提高了礦井生產(chǎn)安全水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦安全監(jiān)空信息的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)與控制。而CAN-Bus總線用于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制,不但可以增強(qiáng)系統(tǒng)的通信可靠性、延長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)通信距離、擴(kuò)充設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù),還能增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
2 以太環(huán)網(wǎng)監(jiān)控線路改造思路
(1)把煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的主傳輸線改造為光纖線路,根據(jù)裴溝煤礦的巷道條件,結(jié)合“節(jié)省節(jié)約”的原則,初步設(shè)計(jì)為從地面監(jiān)控中心交換機(jī)敷設(shè)鎧裝光纜至+50管子巷,監(jiān)控分站信號(hào)用平地光端機(jī)和現(xiàn)有傳輸線連接進(jìn)行監(jiān)控。
(2)從+50管子巷敷設(shè)光纜至-110老瓦斯泵房?jī)?nèi),在-110老瓦斯泵房?jī)?nèi)配備以太網(wǎng)交換機(jī)一臺(tái)和光端機(jī)三臺(tái),接34采區(qū)、31采區(qū)和32采區(qū)監(jiān)控分站信號(hào),34采區(qū)、31采區(qū)和32采區(qū)各占用一臺(tái)光端機(jī)。
(3)從-110老瓦斯泵房?jī)?nèi)順32軌下敷設(shè)光纜至-300變電所,在-300變電所內(nèi)配備以太網(wǎng)交換機(jī)一臺(tái)和光端機(jī)二臺(tái),接42采區(qū)和-300監(jiān)控分站信號(hào)。
(4)敷設(shè)光纜從-300變電所返回到-110老瓦斯泵房?jī)?nèi),然后借用主光纜一對(duì)信號(hào)線返回到平地,形成環(huán)網(wǎng),其他分支信號(hào)電纜借用現(xiàn)有傳輸線不需要更換。
圖1 傳感器與分站之間的信號(hào)傳輸方式
3 主要應(yīng)用技術(shù)
3.1 傳感器與分站之間的信號(hào)傳輸方式
所有模擬量傳感器與分站之間均采用串行碼數(shù)字傳輸方式,傳輸速率為2400B/s,而非1-5mA或200-1000Hz的模擬傳輸方式,徹底杜絕了傳感器與分站之間需要跟蹤調(diào)試或受到外界干擾出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的弊端,使采集信息從源頭上真實(shí)可靠。
所有開關(guān)量傳感器采用1/5mA的電流信號(hào)傳輸方式,分站可實(shí)現(xiàn)三態(tài)檢測(cè)(開態(tài)、停態(tài)、故障態(tài))。
3.2 主干線信號(hào)傳輸
主干線信號(hào)傳輸采用多線程光纖并行信號(hào)傳輸采集方式,系統(tǒng)巡檢周期小于20秒,使其具有抗電磁干擾,防雷電高壓沖擊,穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。井下的礦用光端機(jī)與分站之間的信號(hào)傳輸采用礦用阻燃電纜連接。
3.3 地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)終端的連接與信號(hào)傳輸方式
安全監(jiān)控系統(tǒng)地面中心站是整個(gè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的核心,它由監(jiān)控主計(jì)算機(jī)和監(jiān)控備用機(jī),監(jiān)控通訊接口,UPS電源,系統(tǒng)避雷器等組成。它完成對(duì)井上下全部安全與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、分析、異常報(bào)警、存儲(chǔ)、報(bào)表打印、參數(shù)設(shè)置以及斷電控制等,同時(shí)可將監(jiān)測(cè)信息通過局域網(wǎng)以廣播且信息共享方式提供給安全生產(chǎn)指揮中心和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門的所有終端。具體裝備數(shù)量和終端授權(quán)權(quán)限完全按照招標(biāo)文件的要求配置。
監(jiān)控系統(tǒng)雙機(jī)熱備是根據(jù)AQ6201-2006和新《煤礦安全規(guī)程》要求提供的功能,它可有效避免因單個(gè)監(jiān)控主機(jī)偶爾故障造成數(shù)據(jù)大量丟失的現(xiàn)象,由于KJ101N-J型礦用通信接口設(shè)計(jì)有雙通信口,一主一備,自動(dòng)轉(zhuǎn)換并可鎖定,為雙機(jī)熱備提供方便條件。在雙機(jī)熱備份的情況下,使采集的數(shù)據(jù)損失降低到最低程度。其接線方法如圖2所示。
兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)運(yùn)行主程序,當(dāng)外置接口掃描到有效的呼叫信號(hào)后鎖定該串行口,則與該端口相連的監(jiān)控計(jì)算機(jī)為主機(jī),另一臺(tái)計(jì)算機(jī)由于無法向接口發(fā)送信號(hào),自動(dòng)轉(zhuǎn)為備機(jī)監(jiān)聽,同時(shí)進(jìn)行同步數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)異常,無法發(fā)出正常呼叫信號(hào)時(shí)外置接口自動(dòng)掃描另一串行口,收到正常呼叫信號(hào)后鎖定該串口,同時(shí)該端口對(duì)應(yīng)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)由備機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)為監(jiān)控主機(jī)。通過外置接口和主機(jī)這樣自動(dòng)掃描、切換,實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備份。
圖2 外置接口雙機(jī)熱備份連接示意圖
4 以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
(1)較長(zhǎng)的傳輸距離。環(huán)形結(jié)構(gòu)采用光纖傳輸,相鄰的兩點(diǎn)之間多模光纖可達(dá)2KM,單模光纖可達(dá)40-80KM,滿足煤礦分散的要求。
(2)較大的帶寬。環(huán)網(wǎng)傳輸帶寬為1000M,可以滿足現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸要求。
(3)可靠性高。環(huán)形鏈路在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)仍能夠自動(dòng)恢復(fù),保證系統(tǒng)通信的安全可靠。同時(shí)傳輸光纖具有對(duì)電磁和射頻干擾抑制能力,在傳輸過程中基本不手電磁和射頻噪聲的影響,保證了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
(4)可靠與高穩(wěn)定性。環(huán)形冗余以太網(wǎng)方案的出現(xiàn)則保證了系統(tǒng)更高的可靠性,單一點(diǎn)的鏈路中斷不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷。過去由于沒有其他可供選擇的方案,冗余網(wǎng)絡(luò)大都采用雙總線方式實(shí)現(xiàn)。隨著以太網(wǎng)和交換技術(shù)的發(fā)展使得建立冗余環(huán)網(wǎng)成為可能。在同樣冗余度的情況下,冗余環(huán)比雙總線方式減小了風(fēng)險(xiǎn)的集中和降低了實(shí)現(xiàn)成本。如果系統(tǒng)中環(huán)路發(fā)生故障,環(huán)形結(jié)構(gòu)將在小于20ms時(shí)間內(nèi)切換成具有全部傳輸能力的總線結(jié)構(gòu)。
(5)快速斷電控制。監(jiān)控儀采用多CPU處理方式和數(shù)字編碼遠(yuǎn)控技術(shù),系統(tǒng)在滿負(fù)載狀態(tài)下,能在2秒鐘內(nèi)完成全分站的6-8路斷電控制。地面主機(jī)還具有“通播斷電”功能,系統(tǒng)在緊急情況時(shí)能夠在2秒鐘內(nèi)切斷全礦井所有被控機(jī)電設(shè)備電源。
(6)杜絕冒大數(shù)誤報(bào)警。采用全數(shù)字化信號(hào)采集技術(shù),徹底杜絕監(jiān)控系統(tǒng)異常大數(shù)干擾,采用全數(shù)字化傳輸方式,具有良好的容錯(cuò)技術(shù),能夠有效地?fù)斐龈蓴_信號(hào),可以徹底根除誤報(bào)警這一頑疾。
5 結(jié)束語(yǔ)
以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)在裴溝煤礦的成功運(yùn)行,解決了系統(tǒng)傳輸速率低、抗干擾性能、防雷性能差、斷電速度低的難題,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。在瓦斯超限等異常情況發(fā)生時(shí),可及時(shí)采取斷電措施化解風(fēng)險(xiǎn),杜絕事故發(fā)生,有效保障了礦井安全生產(chǎn)。
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