【正文】 XXX 公司下屬 XXX 煤礦 安全監(jiān)控系統(tǒng) 的升級(jí)改造技術(shù)方案 根據(jù)各 礦井的實(shí)際情況， 按照“不重復(fù)投資、最大限度節(jié)省成本”的 原則， 在 滿足升級(jí)改造的前提下， 盡 可能 的 采用 原系統(tǒng) 中 相關(guān)可以復(fù)用的 如線纜、工控機(jī)、服務(wù)器 、各類傳感器 等設(shè)備 ，在 2018 年底前完成有針對(duì)性的全系統(tǒng) 升級(jí) 改造工作?！笆濉蹦?yīng)采用工業(yè)以太 網(wǎng)。 XXX 公司下屬 XXX 煤礦 ， 目前主干網(wǎng)采用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)方式傳輸 ， 環(huán)網(wǎng)交換機(jī)至井下分站采用RS485 總線型組網(wǎng)方式傳輸，已經(jīng)滿足 升級(jí)改造技術(shù)方案要求 。 巡檢周期：通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)采集每臺(tái)分站數(shù)據(jù)約 秒，每個(gè) IP 掛接 8 臺(tái)，巡檢完成需要 秒， 以太網(wǎng)具有快速的并發(fā)速度， 總的巡檢周期約為 4 秒 ，異地?cái)嚯姇r(shí)間不超過 10S，滿足 “升級(jí)改造技術(shù)方案”提升系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求內(nèi)容： （ 1）系統(tǒng)巡檢周期不超過 20s，在瓦斯超限時(shí)瓦斯超限區(qū)域監(jiān)控設(shè)備的巡檢時(shí)間不超過 10s；（ 2）異地?cái)嚯姇r(shí)間不超過 40s。 9 監(jiān)控分站通訊制式升級(jí) 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。 分站升級(jí)后，與傳感器 信之間全部采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 KJ306F(16)H監(jiān)控分站在運(yùn)用新工藝、新技術(shù)提升其性能的同時(shí)，也兼容原有的頻率量傳感器接入，可在本次升級(jí)改造過程中更加靈活的解決 現(xiàn)場(chǎng)新、舊設(shè)備兼容問題，從而確保不影響礦方正常生產(chǎn)工作。電源箱具備通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)顯示。 升級(jí)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(dú)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。 當(dāng)電網(wǎng)停電后，保證對(duì)甲烷、風(fēng)速、風(fēng)壓、系統(tǒng)具有備用電源。 具備數(shù)字通訊功能，可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電池電量，并遠(yuǎn)程控制設(shè)備自帶的兩路近程斷電和電池 維護(hù)性放電。 分站的最大遠(yuǎn)程本安供電距離實(shí)行分級(jí)管理，分別為 2km、 3km、 6km。 井下各類傳感器升級(jí) 國家煤礦安 監(jiān)局關(guān)于印發(fā)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》的通知要求：三、 1 傳輸數(shù)字化、三、 2 增強(qiáng)抗電磁干擾能力、三、 3 推廣應(yīng)用先進(jìn)傳感技術(shù)及裝備、三、 4 提升傳感器的防護(hù)等級(jí)，等條 11 款的要求。根據(jù)貴源煤礦二號(hào)臺(tái)帳登記的傳感器出廠時(shí)間， 2020 年以前的傳感器需要升級(jí)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。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(jí)改造技術(shù)方案” 要求，本次無需升級(jí)改造。 升級(jí)后傳感器具備以下功能： 具備傳感器數(shù)據(jù)狀態(tài)自診斷，設(shè)備標(biāo)校自提示； 支持設(shè)備類型自校驗(yàn)功能，避免了誤斷情況的發(fā)生； 支持?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)，智能防誤報(bào)警處理，數(shù)據(jù)更真實(shí)可靠； 符合 GB/T17626 對(duì)電磁干擾的要求； 采用模塊化技術(shù)設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單、使用方便； 防護(hù)等級(jí) IP65。 傳感器 技術(shù)提升 激光 傳感器 ： 激光甲烷傳感器采用半導(dǎo)體激光吸收光譜檢測(cè)（ TDLAS）技術(shù)，通過檢測(cè)激光通過氣室后的損失能量，進(jìn)而計(jì)算 出甲烷的濃度。有效的解決了傳統(tǒng)甲烷傳感器測(cè)量范圍窄、精度低、抗干擾能力差、穩(wěn)定性差、壽命短等問題。 雙向風(fēng)速傳感器傳感器： 雙向風(fēng)速傳感器采用微差壓原理檢測(cè)環(huán)境風(fēng)速，同時(shí)具備測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向功能，其具體與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式對(duì)比如下 : 14 同時(shí)我司還研發(fā)了 一批新型傳感器，如煤礦用紅外甲烷傳感器 GJG100H、 GJG10H；礦用粉塵濃度傳感器GCG1000(A)；多參數(shù)傳感器 GD GD3（ A）、 GD3（ B）等多種類型的光學(xué)類傳感器和無線傳感器，具有標(biāo)校周期長(zhǎng)穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，滿足“推廣應(yīng)用先進(jìn)傳感技術(shù)及裝備”的要求。 XXX 公司的 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)具備 EMC認(rèn)證 ，針對(duì)井下設(shè)備的電路進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，通過第三方檢測(cè)滿足抗電磁干擾相關(guān)要求。 目前在用的設(shè)備均滿足此條款要求，可通“國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心”網(wǎng)站查詢，查詢地址：e=amp。 2 GB/T 176263 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn) 80MHz~1000MHz 3V/m 結(jié)構(gòu)屏蔽設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)、軟件算 法抗干擾設(shè)計(jì)。 4 GB/T 176265 浪涌 (沖擊 )抗擾度試驗(yàn) 電源線、信號(hào)線 2KV 增加干擾吸收元件、濾波設(shè)計(jì)、軟 件抗干擾設(shè)計(jì)。 17 2) 簡(jiǎn)單實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)管理功能（需升級(jí)為環(huán)網(wǎng)傳輸方可使用此功能） 具有交換機(jī)管理功能，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模塊搜索和參數(shù)設(shè)置，結(jié)合已定義測(cè)點(diǎn)自動(dòng)生成系統(tǒng)設(shè)備 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 ， 便于 網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備 管理維護(hù) 。 19 4）準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制 自動(dòng)控制包括本地控制和交叉控制，根據(jù)其配置和數(shù)據(jù)信息自動(dòng)產(chǎn)生?？刂茰?zhǔn)確及時(shí)。歷史報(bào)警信息經(jīng)用戶確認(rèn)后可取消。操作簡(jiǎn)單 ,運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 8） WEBGIS基礎(chǔ)上能夠交互生成矢量示意圖 國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)《煤礦安全監(jiān)控系 統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》的通知要求：監(jiān)測(cè)監(jiān)控與 GIS技術(shù)的有機(jī)融合。 為掌握局部區(qū)域整體運(yùn)行情況，系統(tǒng)支持放大局部區(qū)域顯示區(qū)域內(nèi)的矢量運(yùn)行效果圖。 10）靈活易用 的自定義報(bào)表編排及豐富的用戶報(bào)表 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng) 報(bào)表工具支持 MySQL/MSSQL 等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源，通過標(biāo)簽、文本、網(wǎng)格、列表、交互表、圖表等元素能夠繪制出用戶想要的任何表格格式。 提供模擬量日班報(bào)表、模擬量斷電日班報(bào)表、模擬量饋電異常日班報(bào)表、模擬量統(tǒng)計(jì)值報(bào)表、開關(guān)量狀態(tài)變動(dòng)日?qǐng)?bào)、開關(guān)量饋電異常日?qǐng)?bào)、開關(guān)量報(bào)警斷電日?qǐng)?bào)等報(bào)表。 XXX 公司 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)軟件通過基于數(shù)據(jù)庫層面的數(shù)據(jù)冗余設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)同步模式下非共享存儲(chǔ)的高可用部署解決方案，節(jié)約成本的同時(shí)保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步和有效備份。當(dāng)工作主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備份主機(jī)投入工作 ,并完全滿足切換時(shí)間小于 30s； 目前 XX煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)均具備雙機(jī)熱備功能。 實(shí)時(shí)報(bào)警推送功能 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警后，能夠 自動(dòng)推送報(bào)警信息 至所有客戶端，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)利用率，便于領(lǐng)導(dǎo)實(shí) 23 時(shí)了解掌握井下運(yùn)行情況。 系統(tǒng)具備分級(jí)報(bào) 警功能 國家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)方案》的通知要求： 完善報(bào)警、斷電等控制功能。各級(jí)別報(bào)警濃度值的設(shè)置可由煤礦企業(yè)根據(jù)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際情況決定。具體邏輯關(guān)系可由煤礦企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。 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(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。 1）分級(jí)報(bào)警條件 系統(tǒng)可依據(jù)甲烷濃度、一氧化碳濃度以及主通風(fēng)機(jī)故障三種不同的參數(shù)設(shè)定分級(jí)報(bào)警，并為每一個(gè)參數(shù)設(shè)定相應(yīng)的分級(jí)條件和標(biāo)準(zhǔn)。 24 2）分級(jí)報(bào)警方式 系統(tǒng)提供傳感聲光報(bào)警器，監(jiān)控主機(jī)報(bào)警，聲光報(bào)警器，短信平臺(tái)，中心站報(bào)警等 5種方式。 設(shè)備遠(yuǎn)程升級(jí)管理 系統(tǒng)支持在線遠(yuǎn)程升級(jí)，方便設(shè)備維護(hù)管理。 在 KJ73N 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)后將具有加密存儲(chǔ)功能，我司軟件采用國家 安監(jiān)局提供的 密鑰對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密，不具有解密功能，只有通過 安監(jiān)局 的解密 密鑰才能查看加密數(shù)據(jù)。 2 傳感器 頻率、電流型 RS485 智能型傳感 抗干擾性提升，傳輸穩(wěn)定性提升 根據(jù)設(shè)備臺(tái)賬按傳感器出廠日期分批次升級(jí) 3 傳感器及分站的防 護(hù)等級(jí) 防護(hù)等級(jí) IP54 防護(hù)等級(jí) IP65 防塵、防水能力提升一個(gè)等級(jí) 根據(jù)設(shè)備臺(tái)賬按傳感器出廠日期分批次升級(jí) 4 分站 模擬量型分站； 智能型分站 通過 EMC 認(rèn)證，降低靜電、輻射、浪涌等電磁干擾，保證分站長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行 按照分站安裝地點(diǎn)，分批次進(jìn)行升級(jí) 5 隔爆兼本質(zhì)安全型 電源箱 18V 24V 載荷距離 2Km→ 2Km 3Km 6Km 分級(jí) 需要升級(jí)， (B)電源箱，對(duì)負(fù)載能力為 3H 的KDW660/24B(B)電源箱免費(fèi)升級(jí)為 4H 供電的電池。 8 自診斷、自評(píng)估功 能 無 有 主動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障異常、減少維護(hù)量 新 KJ73N 安全監(jiān)控軟件滿足此功能要求，我司免費(fèi)提供軟件升級(jí)。 新 KJ73N 安全監(jiān)控軟件預(yù)留聯(lián)動(dòng)接口，可實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)軟件融合和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，滿足此功能要求，我司免費(fèi)提供軟件升級(jí)。 根據(jù)需求配置終端和 APP 軟件 27 三 XXX 分步升級(jí)施工方案 安全監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)由我司出具升級(jí)規(guī)范和流程，同時(shí)需要與礦方配合，制定故障處理預(yù)案，做好準(zhǔn)備工作。 二、先升級(jí)地面后升級(jí)井下 為保證系統(tǒng)升級(jí)工作可靠， 避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)，升級(jí)前先在地面做好測(cè)試工作，若整套系統(tǒng)地面測(cè)試正常，則進(jìn)入升級(jí)實(shí)施階段，首先對(duì)地面的分站和傳感器進(jìn)行升級(jí)，如地面選煤廠、煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)等地點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行更換，地面更換的同時(shí)也是對(duì)項(xiàng)目實(shí)施隊(duì)伍培訓(xùn)和鍛煉過程，為井下實(shí)施打好基礎(chǔ)。 系統(tǒng)升級(jí)時(shí)間安排： 2017 年 4 月 —— 2017 年 8 月 升級(jí)前準(zhǔn)備工作，包含設(shè)備詳細(xì)統(tǒng)計(jì)表，施工計(jì)劃，人員配置等，成立項(xiàng)目實(shí)施小組，完成系統(tǒng)測(cè)試工作 2017 年 8 月 —— 2017 年 12 月 地面設(shè)備升級(jí)更換 2017 年 12 月 —— 2018 年 6 月 井下各采區(qū)設(shè)備升級(jí)更換 2017 年 6 月 —— 2018 年 8 月 地面中心站系統(tǒng)軟件升級(jí) 2017 年 8 月 —— 2018 年 10 月 系統(tǒng)升級(jí)完成驗(yàn)收 根據(jù) XXX 分站安裝位置和更換先后順序，硬件升級(jí)分為幾個(gè)地點(diǎn)，根據(jù)時(shí)間安排，對(duì)以下地點(diǎn)的分 28 站進(jìn)行逐一升級(jí)。 31 五 主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) KJ306F(16)H監(jiān)控分站 (1)概述 KJ306F(16)H 礦用本安型分站為我公司針對(duì)煤礦井下特殊環(huán)境研發(fā)的成果，采用基于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。該分站與隔爆兼本質(zhì)安全電源配套使用，能為各種配套本安傳感器提供本質(zhì)安全型電源，能實(shí)時(shí)采集傳 感器信號(hào)，經(jīng)處理后按設(shè)定參數(shù)執(zhí)行控制操作。 (2)主要特點(diǎn) 核心處理采用“ 1 主 4 從”模式，獨(dú)立工作且相互關(guān)聯(lián)，極大提升整機(jī)性能； 具有獨(dú)立的 4 路智能通訊接口，既避免交叉影響，又避免匹配影響； 甲烷風(fēng)電閉鎖工作模式支持單風(fēng)機(jī)、雙風(fēng)機(jī)，各設(shè)備端口可自定義配置； 寸液晶直觀顯示，重要信息一目了然。 (3)主要技術(shù)指標(biāo) 工作電源： 12VDC，工作電流≤ 500mA； 分站支持 16路智能傳感器級(jí)設(shè)備接入， 8路控制輸出； 分站與傳感器之間傳輸方式：智能型 RS485； 分站甲烷超限斷電及甲烷風(fēng)電閉鎖的控制執(zhí)行時(shí)間不大于 2S； 分站到傳感器或斷電器的傳輸距離不小于 3Km； 32 防爆類型：礦用本質(zhì)安全型。本電源箱是礦用隔爆兼本質(zhì)安全型產(chǎn)品，適用于煤礦有瓦斯和粉塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。具有整機(jī)效率高、輸出電壓高、輸出電流大、輸出紋波小等特點(diǎn)，避免了一般產(chǎn)品發(fā)熱量大、電池壽命短、本安系數(shù)低的問題。 本電源箱的備用電池采用了更安全、更穩(wěn)定的大容量鋰離子電池組， 交流停電后在帶額定負(fù)載下能夠繼續(xù)為外接本安設(shè)備提供 4小時(shí)的電源供給。 (2)主要 特點(diǎn) 采用 RS485信號(hào)傳輸方式，有效地屏蔽信號(hào)傳輸?shù)碾姶鸥蓴_； 采用單片機(jī)和集成電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠便于維修和調(diào)試； 采用新型開關(guān)電源，降低了整機(jī)功耗，增加了傳感器傳輸距離； 具備故障自檢功能，便于 使用與維護(hù)； 外殼采用不銹鋼材料設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了傳感器的抗沖擊和抗腐蝕能力。 ～ 真值的 177。 輸出信號(hào)： RS485，通信波特率 4800 bit/s； 傳感器到分站的傳輸距離≥ 2km； 防爆類型：礦用本質(zhì)安全型。該傳感器經(jīng)國家防爆檢驗(yàn)機(jī)關(guān)進(jìn)行聯(lián)機(jī)檢驗(yàn)后 , 可與國內(nèi)各類型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及斷電儀、風(fēng)電瓦斯閉鎖裝置等配套，適宜在煤礦采掘工作面、機(jī)電硐室，回風(fēng)巷道等地點(diǎn)固定使用。 主要技術(shù)指標(biāo)： 測(cè)量范圍： %CH4～ %CH4 基本測(cè)量誤差 : %CH4～ %CH4 ≤177。 10% %CH4～ %CH4 ≤177。 10% 顯示方式：四位紅色數(shù)碼管顯示 信號(hào)輸出： 35 輸出信號(hào)： RS485，通信波特率 4800 bit/s； 傳感器到分站的傳輸距離≥ 2km； 防爆類型：礦用本質(zhì)安全型。它可以連續(xù)自動(dòng)地將井下一氧化 碳濃度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸送給關(guān)聯(lián)設(shè)備，并具有就地顯示濃度值，超限聲光報(bào)警等功能。 (2)主要特點(diǎn) 采用新型進(jìn)口敏感元件，使用壽命長(zhǎng)，儀器性能穩(wěn)定； 采用新型微處理器和高集成數(shù)字化電路，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，便于維修與調(diào)試； 采用 RS485信號(hào)傳輸方式，有效地屏蔽信號(hào)傳輸?shù)碾姶鸥蓴_； 外殼采用不銹鋼材料設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了傳感器的抗沖擊和抗腐蝕能力。 4 106CO 100 106CO～ 500 106CO≤177。 %(相對(duì)誤差 ) 輸出信號(hào)： RS485，通信波特率 4800 bit/s； 36 傳感器到分站的傳輸距離≥ 2km； 防爆類型：礦用本質(zhì)安全型。也可作為統(tǒng)計(jì)各種機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)好壞、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)短及設(shè)備利用率的依據(jù)。 防護(hù)等級(jí)： IP6