【文章內容簡介】 分站至主干網之間宜采用工業(yè)以太網，也可采用RS48 CAN、 LonWorks、 Profibus。“十三五”末應采用工業(yè)以太網。 模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網、RS48 CAN；無線傳 輸采用 WaveMesh、 Zigbee、 WiFi、RFID。 系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網并按要求數(shù)據格式上傳。 XXX已采用我司的百兆工業(yè)以太網，滿足本次升級改造要求。 分站至主干網之間采用 RS485 傳輸模式，并預留網絡接口，可升級至工業(yè)以太網的傳輸模式，滿足“十三五”末采用工業(yè)以太網的要求。 模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用 RS485 傳輸方式；無線傳輸采用 RFID傳輸方式。 新 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網上傳數(shù)據格式嚴格按照《煤礦安全生產在線監(jiān)測聯(lián)網備查系統(tǒng)通用技術要求和數(shù)據采集標準（試行）》規(guī)定的格式存儲。 以上 幾點均滿足“ 格式規(guī)范化”的要求。 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，能夠預先發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在安裝使用中存在的問題。自診斷的內容至少應包括： （ 1）傳感器、控制器的設置及定義； （ 2）模擬量傳感器維護、定期未標校提醒； （ 3）模擬量傳感器、控制器、電源箱等設備及通信網絡的工作狀態(tài)； （ 4）中心站軟件自診斷，包括雙機熱備、數(shù)據庫存儲、軟件模塊通信。 新 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)增加的“自診斷、自評估功能”包含以下幾點： （ 1）分站可自動識別接入的傳感器和控制器類型，并上傳至監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)設備自動 設置和定義，若手工定義與實際接入傳感器不符時還可以發(fā)出報警提示。 （ 2）采集傳感器出廠日期，記錄使用時間，統(tǒng)一設備臺帳，系統(tǒng)可實現(xiàn)傳感器維護和標校提醒。 （ 3）具備設備自診斷功能，可在中心站查看設備工作狀態(tài)（電流、電壓、標校、故障等）參數(shù)。 （ 4）中心站軟件自診斷，可實現(xiàn)雙機熱備、數(shù)據庫存儲、軟件模塊通信等軟件功能、模塊運行狀況的 7 診斷功能，在軟件模塊未啟動或意外停止運行時及時發(fā)出報警。 加強數(shù)據應用分析 安全監(jiān)控系統(tǒng)應具有大數(shù)據的分析與應用功能，至少應包括以下內容： （ 1）偽數(shù)據標注及異常數(shù)據分析； （ 2）瓦斯涌出、火災等的預測預警； （ 3）大數(shù)據分析，如多系統(tǒng)融合條件下的綜合數(shù)據分析等； （ 4）可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據。 新 KJ73N安全監(jiān)控系統(tǒng)增加的“數(shù)據應用分析功能”包含以下幾點： （ 1）系統(tǒng)可自動標注異常數(shù)據，如調校報警、傳感器失效報警等，并對異常數(shù)據實現(xiàn)智能分析。 （ 2）新 KJ73N安全監(jiān)控軟件，包含瓦斯突出、火災、地壓異常、通風異常等多個智能分析模塊，可根據礦井監(jiān)測數(shù)據分析，提供決策依據。 （ 3）新 KJ73N安全監(jiān)控軟件具有大數(shù)據分析功能，可在多系統(tǒng)融合的條件下實現(xiàn)綜合數(shù)據分 析和系統(tǒng)聯(lián)動。 （ 4）系統(tǒng)提供標準數(shù)據格式，可與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接數(shù)據。 應急聯(lián)動 在瓦斯超限、斷電等需立即撤人的緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位等系統(tǒng)的應急聯(lián)動。 在系統(tǒng)融合的基礎上新 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)具有實現(xiàn)應急聯(lián)動功能，在緊急情況下，可自動與應急廣播、通信、人員定位、短信報警等系統(tǒng)應急聯(lián)動，發(fā)出警示信息。 1提升系統(tǒng)性能指標 （ 1）系統(tǒng)巡檢周期不超過 20s； （ 2）異地斷電時間不超過 40s； （ 3）備用電源能維持斷電后正常供電時間由 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 %； （ 6）分站的最大遠程本安供電距離（在設計工況條件下）實行分級管理，分別為 2km、 3km、 6km。 新 KJ73N安全監(jiān)控系統(tǒng)提升系統(tǒng)性能指標如下： （ 1）系統(tǒng)巡檢周期不超過 10s； （ 2）異地斷電時間不超過 20s； （ 3）備用電源能維持斷電后正常供電時間由 2h 提升到 4h； （ 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 %； （ 6）分站的最大遠程本安供電 距離不低于 2km，經過試驗測試過的距離為 （ 1路電源帶 1臺傳感器，采用 ），大于 3km供電距離等級。 1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、斷電信息應進行加密存儲，采用如 MD RSA加密算法對數(shù)據進行加密，確保數(shù)據無法被破解篡改。 具有加密存儲的功能模塊，此項功能需在硬件更換完成后升級軟件實現(xiàn)，升級時間預計為 2018年 6月。 1方便用戶使用、維護、培訓 軟件界面友好，方便調用，強化幫助功能。 新 KJ73N 安全監(jiān)控系 統(tǒng)界面和功能進行全面優(yōu)化，簡化操作步驟和難度，增加幫助提升功能，使用人員可軟件幫助下，按步驟操作，實現(xiàn)專業(yè)人員的操作和維護功能。 XXX煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級要點 為了順應國家安監(jiān)局對下一代安全監(jiān)控系統(tǒng)的要求，以及 KJ73N安全監(jiān)控系統(tǒng)自身技術升級需要，我司原 KJF86N(08/16)型監(jiān)控分站及各類傳感器于 2020年 9月份進行規(guī)劃布局性的統(tǒng)一升級，并對原使用長達 8年之久的系統(tǒng)設備進行了停產處理，在保證新設備與老設備完全兼容的前提下，通過分步實施 8 的方式將客戶在用的監(jiān)控系統(tǒng)升級為下一代產品，節(jié)省用戶投資。 XXX 公司下屬 XXX 煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng) 的升級改造技術方案 根據各 礦井的實際情況， 按照“不重復投資、最大限度節(jié)省成本”的 原則， 在 滿足升級改造的前提下， 盡 可能 的 采用 原系統(tǒng) 中 相關可以復用的 如線纜、工控機、服務器 、各類傳感器 等設備 ，在 2018 年底前完成有針對性的全系統(tǒng) 升級 改造工作。 系統(tǒng)組網方式升級 《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》（簡稱 “升級改造技術方案” ）要求：系統(tǒng)主干網應采用工業(yè)以太網，分站至主干網之間宜采用工業(yè)以太網，也可采用 RS48 CAN、 LonWorks、 Profibus?！笆濉蹦捎霉I(yè)以太 網。系統(tǒng)巡檢周期不超過 20s。 XXX 公司下屬 XXX 煤礦 ， 目前主干網采用工業(yè)以太網組網方式傳輸 ， 環(huán)網交換機至井下分站采用RS485 總線型組網方式傳輸，已經滿足 升級改造技術方案要求 。 其架構如圖所示： 主傳輸平臺采用井下交換機組成的冗余環(huán)網傳輸，傳感器的數(shù)據信息通過礦用四芯電纜傳給監(jiān)控分站，分站通過 RS485 接口接入井下環(huán)網交換機，經過高速的光纖環(huán)網，信息被地面交換機接收，再通過礦端局域網與中心站之間實現(xiàn)信息傳遞。 巡檢周期：通過工業(yè)環(huán)網采集每臺分站數(shù)據約 秒，每個 IP 掛接 8 臺，巡檢完成需要 秒， 以太網具有快速的并發(fā)速度， 總的巡檢周期約為 4 秒 ，異地斷電時間不超過 10S，滿足 “升級改造技術方案”提升系統(tǒng)性能指標的要求內容： （ 1）系統(tǒng)巡檢周期不超過 20s，在瓦斯超限時瓦斯超限區(qū)域監(jiān)控設備的巡檢時間不超過 10s；（ 2）異地斷電時間不超過 40s。 因此， XXX 組網方式無需進行升級改造，系統(tǒng)沿用原有網絡結構和網絡設備 。 9 監(jiān)控分站通訊制式升級 XXX 現(xiàn)使用的分站為 KJF86N(08/16)型分站，分站與傳感器通信采用頻率 /電流模式。為滿足 RS485智能傳感器的接入，提高設備抗干擾能力、信號傳輸可靠性及穩(wěn)定性 ，并增加傳感器自識別功能，需要將 KJF86N(08/16)型分站將升級為 KJ306F（ 16） H礦用智能型本安型分站 。 分站升級后，與傳感器 信之間全部采用數(shù)字信號進行數(shù)據通訊?？蓪崿F(xiàn)對傳感器遠程參數(shù)設置、遠程查看設備狀態(tài)信息等功能，有效提升傳感器、斷電器等設備數(shù)據傳輸?shù)目垢蓴_能力，解決了安全監(jiān)控系統(tǒng)的“誤報、誤控”現(xiàn)象。 KJ306F(16)H監(jiān)控分站在運用新工藝、新技術提升其性能的同時，也兼容原有的頻率量傳感器接入，可在本次升級改造過程中更加靈活的解決 現(xiàn)場新、舊設備兼容問題，從而確保不影響礦方正常生產工作。滿足升級改造技術方案中相關技術要求 ，主要 優(yōu)勢體現(xiàn) 在 以下幾點： （ 1）外殼采用不銹鋼內部注塑工藝，防護等級提升至 IP65，滿足 “升級改造技術方案”三、 4 提升傳感器的防護等級要求 ； （ 2）采用全智能型傳感器接口，抗干擾能力強， 滿足“升級改造技術方案”三、 1全數(shù)字化要求 ； （ 3）分站與智能設備通信采用多路獨立總線，互不干擾，降低設備故障風險； （ 4）分站通信采用標準的通信協(xié)議， 滿足 “升級改造技術方案” 三、 7格式規(guī)范化的要求 ； （ 5）具備設備類型校驗，杜絕誤報 誤斷情況發(fā)生，支持遠程在線升級，方便設備維護，滿足 增加自診斷、自評估功能中關于傳感器、控制器的設置及定義、工作狀態(tài)、傳感器維護提醒等要求 ； （ 6）采用 240*160 液晶中文漢顯，就地直觀讀取功能； （ 7）系統(tǒng)通過 EMC檢測認證，符合 GB/T17626 對電磁干擾的要求， 滿足 “升級改造技術方案” 三、2 增強抗電磁干擾能力的要求 ； （ 8）采用模塊化技術設計，維護簡單、使用方便； 電源箱升級 國家煤礦安監(jiān)局關于印發(fā)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》的通知要求：備用電源能維持斷 10 電后正常供電時間由 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，分站的最大遠程本安供電距離（在設計工況條件下）實行分級管理，分別為 2km、 3km、 6km。電源箱具備通信網絡的工作狀態(tài)顯示。 我司對監(jiān)控系統(tǒng)關鍵設備 KDW660/24B(B)電源箱 24V安全柵進行了重點技術攻關，通過了過流檢測、過壓檢測、脈沖檢測、控制電路、模塊化設計一系列措施，突破了該項技術難題，通過在同煤集團多個礦井的現(xiàn)場使用和驗證，用 3平方線纜帶載 2個 KGJ28A 傳感器至 ，大大超出標準中規(guī)定中的要求，可解決井下由于遠距 離帶載而引起的傳感器運行不穩(wěn)定的問題。 升級后的電源箱具備以下功能： 采用鐵鋰電池作為備用電源，配合新型智能充放電管理系統(tǒng)，單獨電池組所有外露端子均不帶電，比傳統(tǒng)鉛晶、鎳氫電池使用上更安全、更可靠。 8路 24V和 1路 12V本安電源均采用最新隔離開關電源技術穩(wěn)壓，本安電源轉換效率高、輸出穩(wěn)定、紋波小、帶載能力強 。 當電網停電后，保證對甲烷、風速、風壓、系統(tǒng)具有備用電源。當電網停電后，可保證系統(tǒng)持續(xù)供電時間不少于 4小時。 具備數(shù)字通訊功能，可遠程監(jiān)測電池電量，并遠程控制設備自帶的兩路近程斷電和電池 維護性放電。 電源箱外部配置手動開關，便于現(xiàn)場使用與維護。 分站的最大遠程本安供電距離實行分級管理，分別為 2km、 3km、 6km。 在 XXX 公司下屬 XXX 煤礦 升級過程中，對 2020 年以前采購的 KDW660/24B(B)電源箱， 2020 年生產的 KDW660/24B(B)對負載能力為 3H，前期升級暫緩升級電源箱，暫時采用 3H的 KDW660/24B(B)電源箱和老電源箱， 2017年 6月新電源箱安標下達后再對電源箱升級。 井下各類傳感器升級 國家煤礦安 監(jiān)局關于印發(fā)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》的通知要求：三、 1 傳輸數(shù)字化、三、 2 增強抗電磁干擾能力、三、 3 推廣應用先進傳感技術及裝備、三、 4 提升傳感器的防護等級，等條 11 款的要求。 XXX 公司為了順應國家安監(jiān)局對下一代安全監(jiān)控系統(tǒng)的要求，以及 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)自身技術升級需要，原有各類傳感器于 2020 年進行規(guī)劃布局性的統(tǒng)一升級， 2020 年以后出廠的傳感器僅需通過增加 RS485 通信模塊即可實現(xiàn)數(shù)字信號傳輸。根據貴源煤礦二號臺帳登記的傳感器出廠時間， 2020 年以前的傳感器需要升級至我司 2017 年以后出廠的 新型傳感器， 2020年以后的傳感器增加 RS485 通訊模塊。升級后傳感器仍舊采用 4 芯電纜供電和通訊，在升級時無需重新敷設電纜， 只需要修改前端傳感器接線盒內的接線方式即。瓦斯抽采系統(tǒng)采用 GD5 型多參數(shù)傳感器已具備 RS485 智能數(shù)字傳輸功能，滿足 “升級改造技術方案” 要求，本次無需升級改造。 傳感器及智能通信模塊： 12 根據“ 采掘面?zhèn)鞲衅鞯姆雷o等級由 IP54 提升到 IP65” 的要求，通過數(shù)字模塊升級后的傳感器不能用于采掘面，采掘面?zhèn)鞲衅鞅仨毷褂?2017 年以后出廠的新傳感器，通過靈活調配傳感器使用，逐步淘汰早期產品， 使安全監(jiān)控系統(tǒng)平滑切換至全新的產品，節(jié)約了升級成本。 升級后傳感器具備以下功能： 具備傳感器數(shù)據狀態(tài)自診斷，設備標校自提示； 支持設備類型自校驗功能，避免了誤斷情況的發(fā)生； 支持數(shù)據校驗，智能防誤報警處理，數(shù)據更真實可靠； 符合 GB/T17626 對電磁干擾的要求； 采用模塊化技術設計，維護簡單、使用方便； 防護等級 IP65。 推出環(huán)境型的激光和紅外甲烷傳感器，延長標校周期。 傳感器 技術提升 激光 傳感器 ： 激光甲烷傳感器采用半導體激