矿井安全监测监控系统Safety Monitor System.ppt

矿井安全监测监控系统,,,,,,对井上计算机系统的要求RechnergestuetzteTechnikSurface,经过权威认证机构认证ZertifiziertesSystemeineranerkanntenPruefstelle采用冗余设计技术Redundanz工作计算机与备份计算机间的切换时间最长不大于5分钟，确保数据不会丢失DatenausfallzeitbeiUmschaltungmax.5min.防热，抗过压，电磁兼容，SchutzgegenWaerme,UeberspannungundEMC测量装置、数据传输系统以及计算机输出的构成的监测链必须是可被检验的；KettevomMessgeraet,DatenuebertragungundRechnerausgabemusspruefbarsein.须有防止未被授权人士访问机制；UnbefugtePersonenhabenkeinenZugriff.CH4测量值采样间隔不得大于5秒，其它测量值采样间隔不得大于10秒；MessdatenerfassungjeMesswertmax.5sec.FuerCH4,fueranderemax.10sec.CH4存储间隔10秒-数值SpeicherungCH410Sekunden-Werte其它气体存储间隔1分钟-数值；SpeicherungsonstigeGase1Minuten–Werte风速、风压存储间隔1分钟-数值；SpeicherungLuftgeschwindigkeitundLuftdruck1Minuten–Werte测量结果至少可回溯6个月；RegistrierteMesswertesindmindestens6Monateaufzubewahren.,对数据远程传输系统的要求Datenfernuebertragung被权威机构认证的总线系统ZertifiziertesBUS–SystemeineranerkanntenPruefstelle.不允许编程，不得有干预；Programmierungensindnichtzulaessig.不允许更改参数，不得有干预；Parametrierungensindnichtzulaessig.通过认证的软件，存储在PROM中；ZertifizierteSoftwareaufPROM软件版本有标识；AngabederVersionderSoftware.错误识别过程，HD4；FehlererkennungsverfahrenHD4每60秒钟发送一次参考值；ReferenzwertuebertragungjedesMesswertesalle60SekundenzumRechner.测量值的分辨率至少为10Bit1024；Messwertaufloesungminimum10Bit1024从测量装置到计算机的传递时间最长至多为10秒；MaximaleLaufzeitvomMessgeraeteausgangbisindenRechner10Sekunden.,电源关断功能Schaltaufgaben无延迟、自动的关断≦1秒；Abschaltungselbsttaetigunverzoegert≦1Sekunde关断门槛值和关断均须存档和记录；GrenzwertesowieAbschaltungensindzudokumentieren.关断电路与被控开关直接相连，不得有任何中间环节；AbschaltstromkreisemuessendirektzudenSchalternverlegtwerden.电源关断系统与生产机器控制系统须得是独立、无关联的；SystemeunabhaengigundgetrenntvonMaschinensteuerugenaufbauen.软件和程序须可被第三方机构测验；SoftwareundProgrammesindvonSachverstaendigenzupruefen.参数固定；Parameterwerdenfestgelegt一旦测量装置出现损坏、掉电等现象，则立即导致电源关断；Beschaedigungen,SpannungsausfallanMessgeraetenfuehrenzurAbschaltung电源重新闭合必须在无危险状态下进行；Wiedereinschaltungmussgefahrloserfolgen.电源重新闭合时新风通道和排风通道必须正常；WetterfuehrungmussinOrdnungsein.重新闭合时，实际值必须小于设置的门槛值；BeiWiedereinschaltungmuessenGrenzwerte20km主动星型耦合及中继诊断模块与其它系统连接的串行断口SPS（PLC）–功能，有512步–指令功能强大可靠的输入CP，带主令功能mitMasterfunktionen紧凑型Z51K，有数据传输和SPS（PLC）微处理器SPS（PLC）–功能，有4000步–指令SPS（PLC）控制的LCD–显示,ExIATEX级别，ZM51数据传输及自动化系统,,ZM51系统是唯一获得专门认证的传输矿井数据的系统。因此，完全可以放心地用ZM51系统和井上某地的计算机通讯，传送矿井大气数据，例如甲烷、一氧化碳和风速等数据。这些数据，在计算机上，进行存档、记录、显示等处理。更进一步，ZM51系统还是唯一获得专门认证的关断井下供电电源的系统。因此，用ZM51系统可以保障，当瓦斯浓度升高，例如，当甲烷含量一旦高于1时，系统就会立即关断电源供应。即使是在这时，系统与井上计算机的通讯完全与断电无关，保持正常。,用ZM51数据传输系统传输矿井气体测量技术数据,,TCP/IP,,,,nonEx,EX,,,,,,,,,2,iKNF5,ZM51,ZM51,ZM51,,,,,Vw,,,,5..15Hz,5..15Hz,5..15Hz,,,,向井上的现场总线监测总线Wetterbus输入站以1,2/4,8/19,2kbit/s速率进行数据传输令牌传递软件A1.41u.A1.42主从软件A4.01u.4.02/A4.11u.A4.12测量值分辨率10Bit测量值输入5...15Hzmax.4.5....15,5Hz参考值传输有效性检验传输准确度HDd4传输距离20,12,8km主动星型耦合传输距离耦合过程计算机接口瞬时发送以秒计，可以参数化DMT测试报告FLES1...74/91....12/97,CH4,Co,,Z51-ZM20,,SubmasterZM51,intrinsicallysafebusZM51with19,2kbd,,用ZM51数据传输系统传输矿井气体有关的高压电源关断指令,,,,,,1,CH4sensor05,Sensor,,,,,,,Highvoltageswitch,10kV,SafetycouplersG2140,,2,max.4km,D19,2kbit/s,,ZM51,ZM51,,,现场总线关断总线输入站，关断站以4,8或19,2kbit/s速率进行数据传输主从软件BS02.06u.02.05冗余关断站用DE88W保证输入能力用DA44W使输出口输出延迟高压电源关断总线长度，最长4kmDMT测试报告FLES-Nr.B06019/2001,,,,,,,,,,,Ex-area,limitcontact,,,,,,,,,,,,,,,,,Roadway-1,2,Roadway-3,4,UndergroundProductionarea-1,,,,,,,,,,,,,distance3.5km,Roadway1,2,3ZM20I/O,,,,distance2.0km,,,,distance2.0km,,,AI5-15Hz/4-20ma,DIpot.freeI.Scontact,DO,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8xZM51Substation8powersupplydNG3-12ib/NV2-12ia,UndergroundProductionarea-2,,,,,,,,,,8xZM51substations,,,,,,,,,1,2,3,4,5,6,7,8,pot.freeI.Scontact,,9,S9,S8,S7,R1,S1.1,S5,,,,,,,,,,,,,I1,,C1,ProfibusDPMaster,S1,S4,S2,S3,S6,R2,,,,,,,,,,,,,C2,,OVERVIEWMineinChina,I2,,,IInterfaceZM20CCoupleriKNF5RRepeaterZM51SSubstationZM51,,,nonEx,Ex,Surface,Underground,FBT/Koch10/2004,19200bit/sec,19200bit/sec,19200bit/sec,,iKV3,iKV3,,,,,,,,,,Shaftcable4x2x0,8mm2PE,,,,DataNetwork,,,,,2,ProfibusFSK,,iKV3,iKV3,iKV3,,,,,iKV3,,,,,iKV3,iKV3,,,,,,priority1,nonExsurface,underground,I.Scabledistributionboxes,,CH4,Vw,CO,,iKV3,,,,,,iKV3,,priority2,,ShaftcableG2YYZY30 x2x0,8mm2PE,,G2YYZY30 x2x0,8mm2PE,iKV3,iKV3,iKV3,iKV3,iKV3,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY4x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,HoneywellProfibusmaster1,ProfibuscouplerkHF2,,,,,,,,,,,,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,,,Ex,nonEx,,,,,,,,,,,ZM20,CPU,,I/Omodule,ProfibusmodemPBM01,Busconnector,,2,,2,,,,intrinsicallyboxZ51-iST,RS485,ProfibusDPMining93.75kbd,RS485,RS485,RS485,RS485,,,,,,Slave1,Slave2,Slave3,Slave4,,,,,,,,,ExampelforTest,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,intrinsicallyboxZ51-iST,,,,,,,,ProfibusCuFSK,本质安全区,,煤矿安全监测监控系统,,,,,,,,,ZM20,ZM12I/O分站,服务器,操作站,TCP/IPFiber,,,,,,,,,,,,,,,CH4,,CO,,FLP,127VAC,I.S.distributionboxes,ZM51box,,2twistedpair,,,,dNG3-12ib,,,,12VDC,NV2-12ia,,FHFCo,Ltd,UPSpowersupplyforZM51box,2x515Hzanaloguue2xprewarning2xswitchoffpowersupply,127VAC,,,,dNG3-12ib,,NV2-12ia,12VDC,FLP,UPSpowersupplyforsensors,,5710,5710,,,,,,,,DatatransmissiontoZM20,Wv,,,,S8,S7,R1,S5,,,,,,,,,,,B1,S1,S4,S2,S3,S6,,,,,,,,,IInterfaceZM20BBarrieriKNF5RRepeaterZM51SSubstationZM51,,,nonEx,,Surface,Underground,ZM51Fieldbus19200bit/sec,19200bit/sec,19200bit/sec,,,,,,,,,,,,,,,,,,CH4Von-offVwDon-offPrWon-off,,,,,,,,,,,,,,,,,Ex,,,ExperionPKSServer,,,,,,,,,LAN,,SubmasterZM51,,ZM20,I,,,,,,,,OperatorStations,OperatorStations,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,iKV3,iKV3,,,,,,,,,,Shaftcable4x2x0,8mm2PE,,,,DataNetwork,,,,,2,ProfibusFSK,,iKV3,iKV3,iKV3,,,,,iKV3,,,,,iKV3,iKV3,,,,,,priority1,nonExsurface,underground,I.Scabledistributionboxes,,CH4,Vw,CO,,iKV3,,,,,,iKV3,,priority2,,ShaftcableG2YYZY30 x2x0,8mm2PE,,G2YYZY30 x2x0,8mm2PE,iKV3,iKV3,iKV3,iKV3,iKV3,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,G2YYZY4x2x0,8mm2PE,G2YYZY12x2x0,8mm2PE,,,,,,,,,,,,,,,,,Roadway-1,2,Roadway-3,4,Surface-1,Surface-2,,,,,,,,,,,,,distance3.5km,Mine1,2,3,,,,distance2.0km,,,,distance2.0km,,,AI5-15Hz/4-20ma,DI,DO,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,I/0,,MD,,,I/0,,MD,,I/0,,MD,ZM51protocol19,2kbd,,,,,RoadwayAreaTashanMine,Roadway1,Roadway2,Roadway3,,,,ZM12,ZM12,ZM12,,,,FGW,FGW,FGW,,,,,,dNG3,UPS,NV2,,,,,,,,UPS,,,dNG3,NV2,,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,I/0,,MD,,,ZM12,,FGW,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,,127VAC,,12VDC500mA,12VDC500mA,12VDC500mA,12VDC500mA,,,,127VAC,127VAC,,,,,,,tosurface,,,tosurfacepowerarea,,ZM51,,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,,,,,,,,,ZM20,,HoneywellPKSComputer,,Fiber---OPC---TCP/IP,Master,Slave1.8,ExIMointoringBUSZM5119200bit/sec.,1xbarrieriKNF5,principleofthedatatransmission,Environmentaldatapriority1,,,,SM11MD511,ZM51,ZM51,,,ZM51,,4xAI,8xAI,3xAI3xDI1xDO,,,,4xAI6xDI2xDO,,2xAI1xDO,,2xAI4xDI,,1,2,3,4,5,6,7,8,6xAI3xDI2xDO,,4xAI1xDO,,SKA,SKA,,,,,,MD511,MD511,SKA11,SKA11,,,FGW11,,NV2,,,,,,,,,,,dNG3,,,,,,MD511,MD511,SKA11,SKA11,,,FGW11,,NV2,,,,,,,,,,,dNG3,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Roadway-1,2,Roadway-3,4,UndergroundProductionarea-1,,,,,,,,,,,,,distance3.5km,Roadway1,2,3,,,,distance2.0km,,,,distance2.0km,,,AI5-15Hz/4-20ma,DIpot.freeI.Scontact,DO,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15xpowersupplyareasforanaloguesensorscombinationdNG3-12ibNV2-12ia,UndergroundProductionarea-2,pot.freeI.Scontact,,,,,,,,,,,,,,,,2twistedpair,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,CH4,,CO,,127VAC,ZM51box,,,,,dNG3-12ib,,,,12VDC,UPSpowersupplyforZM51box,2x515Hzanaloguue2xprewarning2xswitchoffpowersupply,127VAC,,,,Wv,,12VDC,UPSpowersupplyforsensors,5710,,,,,,,,,现场传感器实物布置图,本安接线盒,UPS4小时,WeolkeSensor,WeolkeSensor,CH4H,L,CO,ZM12,ZM20,C200,现场实物配置示意图,Wv,acondition0,8mm2PEtwistedpair普通矿用铜质双绞线无极性要求,ProtocolZM51Fieldbus,ZM20,R,R,R,,,,,,,1km,5km,5km,5km,5km,,maximumfor93,75kbit/s3xRepeater,kHF2,,CH4,ZM20,5..15Hz,本质安全型特点,ProfibusFSK本安型现场总线接口，通讯距离不低于5---20KM；具有各种型号和信号类型的IO模块；所有设备间的连接仅通过一对普通的矿用铜质双绞线，无极性要求；断开、断电恢复后，自恢复功能；具有ModbusRTUMaster-RS485光隔接口；体积小，重量轻，接线采用快速插头，安装快速方便，特别适合煤矿的移动性生产，适合矿井的搬家倒面；具有FDLFSK通讯接口，可以与国外众多煤矿制造厂家的设备进行通讯，完全实现综采工作面自动化。如DBT、JOY支架、BF组合开关、Marco组合开关、安控组合开关、Allenwest负荷中心、塞特组合开关、DBT三机、JOY采煤机、Eickhoff采煤机、DodgeCST、ACE顺槽胶带机等。,煤矿井下传感器信号传输类型对比,能量传输电流信号（4---20ma）优点抗电磁干扰能力较强；负荷电阻较小（250Ω）；缺点传输距离受限；电缆本身阻抗和电感原因；信号传输电压和频率信号（5-15Hz,1-5V，200-1000Hz）优点传输距离较远；缺点抗电磁干扰能力较弱；负荷电阻接近干扰源高阻值；,,,,,,,,,,CH4/CO/Wv三重安全冗余配置方案,系统配点电本安I/O箱,断电仪,,风量控制开关,,,,ReferencelistChinaProjects,XingLongZhuangCoalMine1984MonitoringsystemTelephonesystemMobileRadiosystemChongqingFactory1985DatasystemTF200TianjinFactory1985MobilRadiosystemFM60-130FushunCoalResearchInstitute1990GasexhaustionsystemforlaboratoryJiningNo.2ServiceHoist1991SaftsignallingsystemwithFernsigChangcunMineHoist1992SaftsignallingsystemwithFernsigBaodianMineHoist1999SaftsignallingsystemwithZM51ChengijaoMineHoist2000SaftsignallingsystemwithZM51TangkouMineHoist2002SaftsignallingsystemwithZM51HuxiMineHoist2003SaftsignallingsystemwithZM51BaodianEastHoist2003SaftsignallingsystemwithZM51BaodianWestHoist2003SaftsignallingsystemwithZM51TunliuServiceHoist2003SaftsignallingsystemwithZM51TunliuMainHoist2004SaftsignallingsystemwithZM20LongguMainHoist2005ShaftsignallingsystemwithZM20,