KJ91N(A)型煤矿安全监控系统设计(485通讯)

KJ91N A 型煤矿安全监控系统 型煤矿安全监控系统 设设 计计 方方 案案 南京科强科技实业有限公司南京科强科技实业有限公司 一 一 系统概况系统概况 根据煤炭行业规定和煤矿的实际要求 从技术角度 系统改造投资等方面 考虑 本方案选用符合 AQ6201 2006 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ1029 2007 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 及新颁布的其它 监测监控相关标准的 KJ91N A 型煤矿安全监控系统结合煤矿的实际情况进 行设计 本次设计遵循系统应具备高可靠性 先进性 实用性 经济性的原则 以 满足高产 高效的现代化矿井对监测 监控等管理信息有效获得的需要 我公 司建议系统安全监控采用基于现场总线结构的设计方案 二 二 设计依据设计依据 1 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 AQ1029 2007 2 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ6201 2006 3 安全防范工程技术规范 GB50348 2004 4 中华人民共和国国家标准电子计算机机房设计规范 GB50174 93 5 电子设备雷击保护原则 GB7450 87 6 电子计算机场地通用规范 GB T2887 2000 等 三 三 系统结构系统结构 KJ91N A 煤矿安全监控系统所采用的技术标准和通讯协议都是当今十分成 熟的通用标准 并针对工业应用恶劣环境进行了特殊设计 使其在实时性 运 行稳定性 可靠性 环境适应性等性能方面有显著提高 并能很好适应煤矿井 下恶劣的生产环境 系统经过数年的推广使用 取得了良好的安全效益和经济 效益 得到了用户的广泛好评 根据煤炭行业规定和煤矿的实际要求 本方案中采用基于现场总线结构的 安全监控系统 其井下通讯电缆敷设路线 监控中心站 井下监控分站 各类 传感器及断电执行器等 系统主要包括地面中心站 监控分站 传感器 断电执行器等 系统结构 图如下 地面中心站备机 传输接口 地面中心站主机 监控分站 断电器 传感器 受控开关 KJ91N A 煤矿安全监控系统示意图 四 四 系统功能系统功能 4 1 数据采集功能 数据采集功能 4 1 1 具有甲烷 风速 风压 CO 浓度 温度等模拟量采集 显示及 报警功能 4 1 2 具有馈电状态 风机开停工况 风筒状态 风门开关 烟雾等开 关量采集 显示及报警功能 4 1 3 具有瓦斯抽放量监测 显示功能 4 2 控制功能 控制功能 4 2 1 井下监控分站具有甲烷浓度超限声光报警和断电 复电控制功能 4 2 2 井下监控分站具备甲烷风电闭锁功能 4 2 3 系统具有地面中心站手动遥控断电功能 并具有操作权限管理和 操作记录功能 8 2 4 系统具有异地断电 复电功能 4 3 存储和查询功能 存储和查询功能 系统具有以地点或名称为索引的存储和查询功能 4 4 显示功能 显示功能 4 4 1 系统具有列表显示功能 4 4 2 系统能在同一时间坐标上 同时显示模拟量曲线和开关状态图等 4 4 3 系统具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能 能在同一坐标上 用不同颜色显示最大值 最小值 平均值等曲线 4 4 4 系统具有开关量状态图及柱状图显示功能 4 4 5 系统具有模拟动画显示功能 显示内容包括 通风系统模拟图 相应设备开停状态 相应模拟量数值等 具有漫游 总图加局部放大 分 页显示等方式 4 4 6 系统具有系统设备布置图显示功能 显示内容包括 传感器 分 站 电源箱 断电控制器 传输接口 和电缆等设备的设备名称 相对位 置 运行状态等 4 5 打印功能 打印功能 系统具有报表 曲线 柱状图 状态图 模拟图 初始化参数等召唤打 印功能 报表内容包括 模拟量日 班 报表 模拟量报警日 班 报表 模拟量断电日 班 报表 模拟量馈电异常日 班 报表 开关量报警及 断电日 班 报表 开关量馈电异常日 班 报表 开关量状态变动日 班 报表 监控设备故障日 班 报表 模拟量统计值历史记录查询报 表等 4 6 人机对话功能 人机对话功能 系统具有人机对话功能 便于系统生成 参数修改 功能调用 控制 命令输入等 4 7 自诊断功能 自诊断功能 系统具有自诊断功能 当系统中传感器 分站 传输通道 电源 断 电控制器 传输电缆等设备发生故障时 报警并记录故障时刻和故障设备 以供查询和打印 4 8 双机切换功能 双机切换功能 系统具有双机切换功能 系统主机为双机备份 当工作主机发生故障 时 备份主机投入工作 4 9 备用电源功能 备用电源功能 系统具有备用电源 当电网停电后 可保证对甲烷 风速 CO 主通 风机 局部通风机开停 风筒状态等主要监控量继续监控 4 10 数据备份功能 数据备份功能 系统具有监测监控数据的备份 还原和导出功能 4 11 其他功能 其他功能 4 11 1 系统具有网络通信功能 4 11 2 系统具有软件自监视功能 4 11 3 系统具有软件容错功能 4 11 4 系统具有实时多任务功能 能实时传输 处理 存储和显示信息 并根据要求实时控制 能周期地循环运行而不中断 五 系统设计内容和设备选型五 系统设计内容和设备选型 煤矿 KJ91N A 监控系统是由地面中心站 环网交换机 分站 传感器 断电执行器等组成 5 5 1 1 K KJ J9 91 1N N A A 主主要要 监控设备明细如下 监控设备明细如下 序号设备名称型号和规格数量单价总价备注 一 井下设备 1分站KJ91N A F16 台 2电源箱KDW660 18B16 台 3甲烷传感器 0 4 GJC4 A 24 台 4一氧化碳传感器GTH100010 台 5风速传感器KGF27 台 6温度传感器GWD10015 台 7负压传感器GPD5000F A 2 台 8设备开停传感器GKT5L80 台 9风筒开关传感器GFD610 台 10风门开关传感器GFK30 A 18 台 11烟雾传感器GQQ0 18 台 12粉尘传感器CCX10001 套 13馈电状态传感器GKD127V C 60 台 14液位传感器GUY5 A 5 台 15轴温传感器GWD1005 台 16电量传感器KGD520 台 17矿用超声波物位仪KGU5B2 台 18主传输线缆MHYBV 1 4 14 千米 19信号电缆MHYVRP 1 4 7 0 3712 千米 20电源电缆MVV 4 1 55 千米 21分线盒JHH4100 个 22分线盒JHH3200 个 23分线盒JHH2300 个 24断电器KDG66020 台含馈电 二 地面设备 1监控系统中心站软件KJ91N9A 1 套 2监控主机工控机研华工控机2 台 双核 2 66GHZ DVD ROM 双千兆网 卡 21 寸屏 3工作站工控机研华工控机2 台 双核 2 66GHZ DVD ROM 双千兆网 卡 21 寸屏 4编程设置专用笔记本ThinkPad X2201 台 5传输接口KJ91N A J2 台 6打印机HP Laser Jet 5200n1 台 7电源避雷器OVR2 台 8信号避雷器KJ91 BL2 台 9UPS 备用电源山特1 套 2KVA 清单内的设备技术参数符合矿井安全监测监控技术规格要求 清单内的设备技术参数符合矿井安全监测监控技术规格要求 5 2 地面中心站技术部分地面中心站技术部分 5 2 1 由于 AQ6201 2006 新标准对软件从许多方面进行了规范 包括功能菜 单 操作模式等 使得查询分析各种数据报表更为方便 直观 便于监管部门 操作使用 见 AQ6201 2006 标准的 4 6 软件功能部分 5 2 2 系统必须具备双机切换功能 当某台监控主机出现故障等原因时 另 一台监测主机投入工作 见 通用技术要求 4 5 9 条 因此在本次对监控主机支持双机热备接口 并配置双网卡 双机热备软件 等 5 2 3 根据中国知识产权保护法 在监控计算机上采用正版 Windows 2003 Server 操作系统 一台计算机一套 SQL 2000 2005 Server 数据库和双机软件 5 2 4 根据 煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 AQ1029 2007 9 1 条地面中心站的装备之规定 对 UPS 电源备用电池使用时间不足 2 小时的 建议更换 5 2 5 根据新标准的防雷方面要求 本次系统增加信号避雷器 5 2 6 根据 AQ1029 2007 第 9 1 6 条之规定 煤矿安全监控系统主机或者 显示终端必须设置在矿调度室内 5 3 分站部分分站部分 5 3 1AQ6201 2006 新标准的 4 7 5 条规定断电时间由原来的 30 秒降低到 2 秒 第 4 7 10 条 第 4 7 15 条分站至传感器的传输距离由 1 公里提高到 2 公里 5 3 2 根据 煤矿安全规程 2006 版第 160 条和 通用技术要求 第 4 7 13 条之规定 监控系统在电网停电后 监控设备必须正常工作两个小时 5 3 3 为了便于接入工业以太环网 所有监控分站的通讯方式为 RS485 方式 5 4 传感器部分传感器部分 5 4 1 根据国务院安委会 21 号文件和 AQ1029 2007 使用规范的第 4 5 条以 合计 及 AQ6201 2006 通用技术要求之规定 非系统关联的设备不得任意挂接 若要 挂接须经国家授权的检验机构进行防爆关联检测后方可挂接 5 4 2 根