【正文】 中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)院項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本方案依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為：《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)規(guī)范》《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求》《煤礦安全裝備基本要求》《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中心站軟件開發(fā)規(guī)范》《煤礦監(jiān)控系統(tǒng)性能測試方法》《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備防爆型電氣設(shè)備》《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè)備》《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)條件》《礦井通風(fēng)及安全裝備標(biāo)準(zhǔn)》《礦井通風(fēng)安全監(jiān)測裝置使用管理規(guī)范》《信息技術(shù)設(shè)備包括電氣設(shè)備的安全規(guī)范》《安全技術(shù)防范規(guī)范工程程序技術(shù)規(guī)范》《煤炭調(diào)度信息化裝備技術(shù)規(guī)范》《KJ90NB型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》AQ 10292007《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》AQ 62012006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》 監(jiān)控系統(tǒng)選型KJ90NB安全監(jiān)控系統(tǒng)是在保留傳統(tǒng)的KJ90NA系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)上，基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)＋現(xiàn)場總線作為礦井信息傳輸平臺(tái)，整個(gè)系統(tǒng)利用工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)和多主并發(fā)通訊技術(shù)，使系統(tǒng)在通訊速率、可靠性，穩(wěn)定性、反應(yīng)時(shí)間、擴(kuò)容接入能力、故障自恢復(fù)能力等方面性能較現(xiàn)有傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)有質(zhì)的提高。系統(tǒng)所采用的技術(shù)是從地面局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而來，其采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通訊協(xié)議都是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中十分成熟的通用標(biāo)準(zhǔn)。并針對(duì)工業(yè)應(yīng)用惡劣環(huán)境進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其在實(shí)時(shí)性、運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、通訊抗干擾、系統(tǒng)容量等性能方面較傳統(tǒng)的技術(shù)有顯著提高，并能很好適應(yīng)煤礦井下惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。KJ90NB型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)自配套能力強(qiáng)，監(jiān)控系統(tǒng)的各類設(shè)備及監(jiān)控軟件均由重慶煤科院一家研制、生產(chǎn)。產(chǎn)品性價(jià)比高，售后服務(wù)有保障，能很好的控制監(jiān)控系統(tǒng)總體質(zhì)量和性能，控制產(chǎn)品的生產(chǎn)加工周期，對(duì)日后產(chǎn)品的升級(jí)換代提供可靠保障。 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢傳統(tǒng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用總線傳輸?shù)姆绞剑到y(tǒng)容量受限，通訊平臺(tái)只能運(yùn)行特定的系統(tǒng)，反映速度慢，不具備通訊冗余和自恢復(fù)功能；易受干擾，運(yùn)行不穩(wěn)定；兼容性差；無法實(shí)現(xiàn)故障自我診斷，自成系統(tǒng)，數(shù)據(jù)孤立且重復(fù)布線，使用維護(hù)工作量大，不能進(jìn)行綜合分析，預(yù)警，應(yīng)急聯(lián)動(dòng)。根據(jù)各礦近年生產(chǎn)管理的實(shí)際需要，還將在礦井原煤生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)裝備一些新的系統(tǒng)。如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)的通訊方式，勢必又將采用各自獨(dú)立安裝運(yùn)行方案，造成礦井監(jiān)控設(shè)備布線越來越復(fù)雜、系統(tǒng)維護(hù)成本越來越大。針對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，我方以基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)＋現(xiàn)場總線平臺(tái)的KJ90NB煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為此次投標(biāo)設(shè)備。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)比較具有相當(dāng)巨大的優(yōu)勢和在傳輸速度、質(zhì)量上的質(zhì)的飛躍。并能方便實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的綜合集成。以直觀形象的各種圖形方式顯示全礦井的生產(chǎn)工藝流程、同時(shí)也將方便顯示其它諸如礦井瓦斯、礦井人員、礦井抽放、礦井設(shè)備運(yùn)行狀況等分類信息。這對(duì)提高生產(chǎn)調(diào)度管理效率，指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。重慶煤科院根據(jù)國內(nèi)煤礦的實(shí)際情況，研制開發(fā)了以RS485作為通訊協(xié)議的普通安全監(jiān)控系統(tǒng)（KJ90NA）和基于工業(yè)以太網(wǎng)傳輸平臺(tái)的寬帶安全監(jiān)控系統(tǒng)（KJ90NB）主要參數(shù)性能對(duì)比：序號(hào)技術(shù)參數(shù)以光端機(jī)或接口進(jìn)行通訊的傳統(tǒng)系統(tǒng)以工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)傳輸平臺(tái)的系統(tǒng)1系統(tǒng)分站≤64≥2552通訊速率≤2400bps≥2M~1000M3系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間≤30s≤ 3s4通訊模式主從巡檢多主并發(fā)5手控時(shí)間≤30s≤ 1s6異地控制≤60s≤5s7通訊方式RS485/FSK/DPSK工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場總線8協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)自定義TCP/IP9通訊恢復(fù)持續(xù)中斷自愈≤10集成擴(kuò)展能力弱、不方便強(qiáng)、方便11主通訊線路阻燃電纜阻燃光纖12防雷效果加避雷器，一般不須避雷器，很好13輔助傳輸裝置串口，須專用接口網(wǎng)口，不需設(shè)備14主線路共享性所有子系統(tǒng)獨(dú)立成套所有系統(tǒng)共享線路15一次性投入一般偏高16間接性投入高低17監(jiān)控主機(jī)工控機(jī)工控機(jī)或服務(wù)器 KJ90NB煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于KJ90NB煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的分布式處理模式，能充分發(fā)揮各部分設(shè)備的性能優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)簡潔，可操作性強(qiáng)，便于系統(tǒng)的日常維護(hù)及管理。系統(tǒng)主干連接為樹型結(jié)構(gòu)，安裝擴(kuò)展簡單。因此本方案設(shè)計(jì)為分層結(jié)構(gòu)（如Error! Reference source not found.），具體組成如下：圖 21：KJ90NB瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖A．地面監(jiān)控中心站及網(wǎng)絡(luò)終端等，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備及監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理、定義配置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析處理、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)、屏幕顯示、查詢打印、實(shí)時(shí)控制、遠(yuǎn)程傳輸、畫面編輯、網(wǎng)絡(luò)通訊等任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)終端完成系統(tǒng)監(jiān)測信息異地實(shí)時(shí)共享，能夠以文本或圖形方式顯示安全生產(chǎn)信息，查詢各類報(bào)表數(shù)據(jù)，監(jiān)測信息可以在調(diào)度大屏上輪換顯示。地面監(jiān)控中心站及網(wǎng)絡(luò)終端等設(shè)備之間的連接采用局域網(wǎng)方式；地面監(jiān)控中心主要有主控機(jī)(備用機(jī))、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、報(bào)表打印機(jī)、UPS電源、避雷器等設(shè)備；系統(tǒng)監(jiān)控地面中心站采用全網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測信息、圖象信息及文件共享。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成為Ethernet以太局域網(wǎng)，通信協(xié)議為TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。B．系列化智能監(jiān)控分站。主要完成對(duì)所監(jiān)測的傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、分類顯示、報(bào)警、斷電控制、與地面監(jiān)控中心站的數(shù)據(jù)通訊、所接傳感器的集中供電等；C．各類模擬量傳感器、開關(guān)量傳感器及斷電控制器等設(shè)備，是整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)最前沿的終端設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)的物理數(shù)據(jù)采集、就地顯示、超限報(bào)警、信號(hào)傳輸、對(duì)監(jiān)控分站控制指令的執(zhí)行等。 KJ90NB安全監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)主要監(jiān)測井上、下的各測點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)(瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速等)和主要生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在一些重要的地點(diǎn)安裝傳感器后，一些環(huán)境參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)可以直接在地面中心站上反映出來，減少了井下有關(guān)的檢查和值班人員，幫助領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度員及時(shí)掌握安全生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)及時(shí)通知有關(guān)人員處理，使值班人員能夠及時(shí)了解工作面的有安全環(huán)境參數(shù)的變化情況，對(duì)于存在的隱患能夠迅速作出處理決策，避免可能發(fā)生的事故。因此整個(gè)系統(tǒng)在保障安全，提高生產(chǎn)效率等方面將發(fā)揮重要作用。具體表現(xiàn)如下：178。 軟件方面KJ90NB型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，包括其系統(tǒng)主控軟件、網(wǎng)絡(luò)終端軟件、報(bào)表查詢處理軟件、作圖軟件、圖形工作站軟件等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)的發(fā)展而不斷升級(jí)換代，已發(fā)展到現(xiàn)在的WIN2000/2003，是目前國內(nèi)煤礦監(jiān)控系統(tǒng)最先進(jìn)的監(jiān)控軟件之一。由于在軟件開發(fā)過程中采用了先進(jìn)的可視化面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)、多線程、動(dòng)態(tài)鏈接庫及對(duì)象嵌入技術(shù)，使得系統(tǒng)的模塊化程度進(jìn)一步提高，可適應(yīng)不同用戶對(duì)系統(tǒng)規(guī)模的要求，有很高的擴(kuò)展性和開放性；由于系統(tǒng)運(yùn)行于WIN2000/2003多任務(wù)環(huán)境，并在數(shù)據(jù)通訊方面采用了動(dòng)態(tài)鏈接庫及多線程技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了真正的實(shí)時(shí)響應(yīng)及前后臺(tái)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無縫鏈接；監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采用先進(jìn)的變值變態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)，存儲(chǔ)時(shí)間長，可大10年以上。主控機(jī)軟件有一個(gè)控制軟件包，為用戶提供以選擇方式編制各種自動(dòng)控制方案的功能，從而為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地自動(dòng)控制和數(shù)字邏輯運(yùn)算提供可靠手段。異地控制與監(jiān)控分站和智能傳感器輸出控制組成三重控制，從而保證瓦斯超限斷電，萬無一失；系統(tǒng)對(duì)各分站監(jiān)測點(diǎn)的瓦斯?jié)舛然蚱渌M量參數(shù)每天形成班、日?qǐng)?bào)表，并形成瓦斯?jié)舛燃捌渌M量參數(shù)的分析趨勢圖，可隨時(shí)查詢打印；開關(guān)量每天形成班、日?qǐng)?bào)表。聯(lián)機(jī)定義或修改系統(tǒng)中的各種傳感器、分站及控制器的類型、安裝位置及控制通道。對(duì)模擬量傳感器的上下限報(bào)警、斷電值可多級(jí)別定義。系統(tǒng)配置靈活，允許用戶隨時(shí)接入或刪除分站、傳感器、斷電器。軟件支持無縫掛接重慶煤科院十五攻關(guān)項(xiàng)目研制開發(fā)的礦井瓦斯災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)模塊，使礦井安全可以實(shí)現(xiàn)超前預(yù)測預(yù)報(bào)。軟件支持強(qiáng)大的語音報(bào)警功能和短信報(bào)警功能。（需增加相應(yīng)硬件設(shè)備）178。 硬件方面煤炭科學(xué)研究總院重慶煤科院是從事煤礦安全技術(shù)的專業(yè)研究院，有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力，具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，運(yùn)用于系統(tǒng)的井下設(shè)備在質(zhì)量及性能方面在國內(nèi)屬一流，而且我們一直在跟蹤當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)，不斷地完善和發(fā)展；系統(tǒng)監(jiān)控分站、電源開發(fā)了各種型號(hào)規(guī)格，形成了大、中型一體化及分體式等系列，可滿足不同需求，且在產(chǎn)品體積、重量、性能方面較同類產(chǎn)品具有較大優(yōu)勢。在各類傳感器及斷電器方面KJ90NB型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是國內(nèi)自配套性最強(qiáng)的系統(tǒng)，其各類傳感器、斷電器全部由自己生產(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，不但如此，我們生產(chǎn)的各類傳感器、斷電器等還給國內(nèi)許多系統(tǒng)配套，在市場上占有很大的份額，許多傳感器如瓦斯、風(fēng)速、煙霧、CO等屬國家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”攻關(guān)成果，具有很高的性價(jià)比。監(jiān)控分站及傳感器實(shí)現(xiàn)了智能化，調(diào)校均采用紅外遙控方式，操作簡單方便。分站含備用電源，當(dāng)交流斷電時(shí)，分站與傳感器由備用電源供電，可連續(xù)供電2小時(shí)以上。系統(tǒng)分站有多種系列供用戶優(yōu)化配置，分站初始化后，可存儲(chǔ)地面中心站對(duì)該分站的報(bào)警斷電等控制設(shè)置，而且分站可以就地通過紅外遙控器進(jìn)行手動(dòng)初始化。在井下分站完全斷電情況下之后恢復(fù)供電，即使井下分站與地面中心站失去通訊聯(lián)絡(luò)，分站也能夠繼續(xù)、獨(dú)立地進(jìn)行工作，自動(dòng)恢復(fù)記憶，按照事先給定的要求實(shí)現(xiàn)瓦斯超限斷電報(bào)警、斷電和復(fù)電控制功能，斷電邏輯可實(shí)現(xiàn)瓦斯風(fēng)電閉鎖裝置和瓦斯斷電儀的全部功能。，分站斷電時(shí)間小于2S。井下監(jiān)控分站設(shè)計(jì)有高可靠性的保護(hù)電路和程序糾錯(cuò)功能，在分站出現(xiàn)故障時(shí)，可在極短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)復(fù)位并重新啟動(dòng)單片機(jī)投入運(yùn)行；即使分站仍不能正常運(yùn)行，也可自動(dòng)脫離系統(tǒng)，不影響其它分站正常工作。分站模擬量與開關(guān)量可以隨意互換。不受口的限制，充分提高了分站端口的利用率，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加優(yōu)化。監(jiān)控分站支持一根四芯電纜帶2臺(tái)傳感器的應(yīng)用，可節(jié)省大量電纜，減少施工量和維護(hù)量。監(jiān)控分站具有智能接口，通過一根傳輸電纜可掛接8個(gè)智能設(shè)備。系統(tǒng)與井下失去通訊聯(lián)絡(luò)時(shí)，分站能存儲(chǔ)最新兩小時(shí)數(shù)據(jù)，恢復(fù)通訊后可將此數(shù)據(jù)傳回中心站主機(jī)，以彌補(bǔ)歷史數(shù)據(jù)。分站具備故障閉鎖功能；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的監(jiān)控設(shè)備未投入正常運(yùn)行或故障時(shí)，立即切斷相關(guān)電源并閉鎖；當(dāng)與閉鎖控制有關(guān)的監(jiān)控設(shè)備工作正常并穩(wěn)定運(yùn)行后，自動(dòng)解鎖。電路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)分站所有與外界聯(lián)系的輸入輸出電路部分增加了安全柵隔離電路及保護(hù)電路，以防誤接線或線路信號(hào)異常等外界因素對(duì)分站造成的損害，使得系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高。使用的各類傳感器全是礦用本質(zhì)安全型產(chǎn)品，智能高、低濃度瓦斯傳感器采用紅外遙控調(diào)校，工作電流≤70mA，催化元件的壽命大于1年，調(diào)校期大于一個(gè)月。具有抗H2S中毒的功能。煤炭科學(xué)研究總院重慶煤科院推出了先進(jìn)的紅外瓦斯傳感器，其使用壽命、調(diào)校周期、檢測反應(yīng)時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)較傳統(tǒng)的熱催化檢測原理有顯著提高。為煤礦加強(qiáng)對(duì)瓦斯檢測員的有效管理，系統(tǒng)支持接入瓦斯電子顯示排版裝置，在地面監(jiān)控軟件上實(shí)時(shí)記錄每個(gè)瓦斯檢員每班的工作情況。系統(tǒng)配接有斷電饋電傳感器，使系統(tǒng)控制斷電的執(zhí)行情況有反饋，一旦發(fā)生斷電執(zhí)行有誤，系統(tǒng)將立即實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示。此外，可以連接電流、電壓、功率等模擬量類傳感器；還可監(jiān)測設(shè)備開停、風(fēng)門、饋電狀態(tài)、風(fēng)筒、煙霧、電網(wǎng)刀閘等開關(guān)量傳感器。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能178。 地面中心站部分操作采用全漢字菜單及窗口提示。配有（智能）全拼、雙拼、五筆及區(qū)位碼等多種漢字輸入方法，人機(jī)界面友好，全面遵循WINDOWS窗口風(fēng)格。鼠標(biāo)操作，通用性好，可操作性強(qiáng)。監(jiān)測圖頁靜態(tài)和動(dòng)態(tài)編輯作圖對(duì)用戶開放，支持多種圖形格式，鼠標(biāo)和鍵盤均