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正文內(nèi)容

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)改造方案(參考版)

2025-05-17 06:12本頁面
  

【正文】 具體情況如下:序號傳感器名稱型號在用傳感器數(shù)量可升級數(shù)量需新購置數(shù)量1高低濃度甲烷傳感器KGJ2380802低瓦斯傳感器KGJ16B663礦用一氧化碳傳感器KGA527275 費用預算序號設備名稱型號規(guī)格單位數(shù)量1天地自動化煤礦安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件 TDKJAQJKKJ95N套12安全監(jiān)控系統(tǒng)主機I5主板,16G內(nèi)存,1G獨顯,512G固態(tài)硬盤臺23服務器臺14數(shù)據(jù)庫SQL SERVER 2012 標準版(5用戶)套25服務器操作系統(tǒng)Windows 2012 server 中文標準版(5用戶)套16監(jiān)控主機操作系統(tǒng)WIN10 專業(yè)版 64位套27智能網(wǎng)關模塊TZMK1臺88礦用本安型環(huán)網(wǎng)接入器KJJ31臺69改造通用監(jiān)控分站()()臺4010改造隔爆兼本安多路電源()KDW65臺4011隔爆兼本安多路電源()KDW65臺612改造高低濃度甲烷傳感器KGJ23臺11113改造礦用一氧化碳傳感器KGA5臺3014雙向風速傳感器GFY15(A)臺5。 天地(常州)自動化股份有限公司傳感器已通過EMC實驗,且所有模擬量傳感器、開停傳感器、執(zhí)行器均具有數(shù)字傳輸接口,對于2015年以后生產(chǎn)的KGA5礦用一氧化碳傳感器、KGQ9礦用二氧化碳傳感器、GJG100H紅外甲烷傳感器、KGQ7礦用氧氣傳感器、KGJ16B低濃度甲烷傳感器、KGJ23高低濃度甲烷傳感器;GFY15礦用風速傳感器、GFY15(A) 礦用雙向風速傳感器、GFT20礦用風筒風量傳感器,均可進行設備升級,升級后可滿足除IP65以外的升級改造要求。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。2)安全監(jiān)控系統(tǒng)及組成設備采用抗干擾(EMC)技術設計,通過以下試驗:地面設備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。目前保安煤礦主要采用KDW65 隔爆兼本安型多路電源進行供電,供電續(xù)航能力只有2h,不滿足4h要求,為滿足要求,需采用更換整機及更換電源主板、電池組方式實現(xiàn)。目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,擬對礦井目前正在使用的分站進行主板升級,以解決當前分站數(shù)字端口不足,無以太網(wǎng)接口的問題。目前主要涉及的設備及其安裝位置、信息有: 設備安裝位置設備型號生產(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15107綜采設備列車KTG2A天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關15106綜采設備列車KTG2A天地(常州)將原有的RS485模塊升級為智能網(wǎng)關中央變電所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)升級改造技術方案》要求:1)在分站至中心站數(shù)字化傳輸?shù)幕A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RS48CAN、LonWorks、Profibus。 《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案》要求:系統(tǒng)巡檢周期不超過20s,異地斷電時間不超過40s。模擬量傳感器至分站的有線傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS48CAN;無線傳輸采用WaveMesh、Zigbee、WiFi、RFID。分站至主干網(wǎng)之間宜采用工業(yè)以太網(wǎng),也可采用RS48CAN、LonWorks、Profibus。(4) 增加井下4臺光端機,并分別接入環(huán)網(wǎng)交換機中。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。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)。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。新系統(tǒng)上傳軟件,并將數(shù)據(jù)上傳至集團公司。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。對不同的區(qū)域,逐一在規(guī)定時間內(nèi)完成升級改造。(22) 瓦斯預報警功能以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測的瓦斯、風筒風量數(shù)據(jù)以及掘進工作面防突檢測參數(shù)為基礎,實時動態(tài)預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)和風量數(shù)據(jù),超前預測綜采工作面區(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#?0) 多系統(tǒng)融合系統(tǒng)融合模塊通過專有數(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)以及其他設備監(jiān)測系統(tǒng)形成互聯(lián)互通的神經(jīng)網(wǎng)絡(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果,最終執(zhí)行相關的動作,比如特征分析的結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,指令通過神經(jīng)網(wǎng)絡到達各個終端,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果進一步惡化,分析結果驅(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)絡的電力監(jiān)控系統(tǒng)將響應指令要求,通過開關進行斷電。 (18) 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,可以免客戶端瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)。(16) 導入CAD功能圖形顯示可通過Web方式進行瀏覽,支持CAD格式的電子礦圖的導入,導入后可分層顯示各類圖形。(14) 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。(12) 準確的標校提醒系統(tǒng)對超過指定標校周期未進行標校操作,以及未能在設定時間內(nèi)結束標校操作的傳感器進行及時提醒,并提供操作方便、準確實時的手動標??刂???删_還原查詢時間內(nèi)的歷史配置信息,可個性化的設置曲線顯示顏色,并提供報警值/解報值、斷電值、復電值、標校陰影的繪制。(10) 實時監(jiān)測值大容量存儲系統(tǒng)對采集到的模擬量、開關量等數(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。針對煤礦用戶的報表使用習慣和需求,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。(7) 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、完整性和準確性。(5) 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,可以一鍵將傳感器接入到監(jiān)控系統(tǒng)中來,節(jié)省配置時間,保證配置準確性。(3) 增加分級報警功能完善當前監(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。 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:(1) 簡單方便的設備搜索功能軟件提供智能搜索功能,能夠自動搜索當前網(wǎng)絡上存在的智能網(wǎng)關和網(wǎng)絡分站等設備,供用戶選擇并自動進行初步的配置,節(jié)省配置時間,大大提高配置準確性。(14) 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。(12) 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。(10) 變送器小型化:變送器采用小型化模塊化設計,更換、維護更方便。(8) 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。(6) 具有ID唯一碼:傳感器具有唯一ID碼標識,實現(xiàn)對傳感器設備整個生命周期管理,便于管理維護和問題跟蹤。采掘工作面場所在無瓦斯情況下,屬于1區(qū)危險區(qū)域,當井下瓦斯達到一定濃度時將變成0區(qū)域,所以升級后的傳感器,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。(4) 防爆形式由Exib/Exd ib提升至Exia/Exd ia: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。(2) 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。 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)領先的恒流截止、瞬態(tài)抑制、能量環(huán)流等先進技術,對監(jiān)控系統(tǒng)用電源KDW6KDW65A、KDW16A、電源本安保護電路進行改進,增加了電源的帶載能力,有效保證了傳感器供電的可靠性。4) 具有多系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)路由控制功能,實現(xiàn)不同業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)。9) 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。7) 分站的防爆型式由Exib提升至Exia。5) 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。4) 分站具備故障自診斷功能。3) 實現(xiàn)與傳感器的數(shù)字化傳輸。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)務系統(tǒng)主機。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:1) 保留頻率量/開關量端口,使之能夠接入頻率型、開關量型傳感器,兼容煤礦現(xiàn)有的部分傳感器設備,降低改造成本;2) 增加RS48CAN、以太網(wǎng)網(wǎng)絡傳輸接口,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;3) 多種傳輸接口的設計,滿足不同接口類型、不同系統(tǒng)子設備的接入,實現(xiàn)井下多網(wǎng)、多系統(tǒng)的融合;4) 采用電源、通信端口多重保護設計,提高分站EMC抗干擾能力;5) 采用高性能ARM Cortex M3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;6) 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。(1) 界面和功能進行全面優(yōu)化,簡化操作;(2) 完善的自定義界面,方面用戶按需要展示;(3) 系統(tǒng)傳感器、電源、執(zhí)行器等設備可實現(xiàn)即插即用功能,簡化設備注冊操作。采用同態(tài)加密、SHA25SHA51DES、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)。升級改造后KJ95N煤礦安全監(jiān)控系統(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5s;(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) %;(6) 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,除高低濃度和粉塵傳感器)。在系統(tǒng)融合的基礎上可實現(xiàn)應急聯(lián)動功能,在緊急情況下可自動與應急廣播、人員定位等系統(tǒng)實現(xiàn)應急聯(lián)動。(1) 具有瓦斯誤報警數(shù)據(jù)分析及標注功能;(2) 具有瓦斯涌出量預測預警、火災預測預警、煤與瓦斯突出預報警等功能,實現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)分析;(3) 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;(4) 具有與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)檢查分析工具對接接口。(1) 系統(tǒng)具有監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)達標檢查功能,可對傳感器漏裝,報警、斷電、復電門限設置錯誤進行診斷、報警;(2) 系統(tǒng)具有傳感器定期未標校提醒和標校超時提醒功能;(3) 系統(tǒng)具有分站、傳感器、電源箱、控制器自診斷功能,可檢測設備軟硬件故障、通信故障等;(4) 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。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。系統(tǒng)改造后支持聯(lián)網(wǎng)并按要求數(shù)據(jù)格式上傳?!笆濉蹦捎霉I(yè)以太網(wǎng)。格式規(guī)范化系統(tǒng)主干網(wǎng)應采用工業(yè)以太網(wǎng)。其它可考慮融合的系統(tǒng):視頻監(jiān)測、無線通信、設備監(jiān)測、車輛監(jiān)測等。鼓勵新安裝的安全監(jiān)控系統(tǒng)采用井下融合方式。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)絡的有機融合、監(jiān)測監(jiān)控與GIS技術的有機融合。推行區(qū)域斷電,可由煤礦企業(yè)根據(jù)井下供電系統(tǒng)的實際情況進行設置。具體邏輯關系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實際情況進行設置。各級別報警濃度值的設置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關法規(guī)標準和實際情況決定。所有傳感器防護等級均由IP54提升到IP65,并且進行了二次儀表統(tǒng)一設計,變送器小型化設計,安裝、使用、維護更方便。(1) 具有激光甲烷、紅外甲烷等新型傳感器,設備穩(wěn)定、可靠;(2) 具有多參數(shù)傳感器;(3) 所有數(shù)字傳感器均具有自診斷功能;(4) 具有無線傳感器。突出、高瓦斯礦井的回風隅角建議采用無線傳感器。推廣應用先進傳感技術及裝備推廣使用架構簡單系統(tǒng)以及激
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