礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù).ppt

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1、第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),第一節(jié) 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能測試 第二節(jié) 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟 第三節(jié) 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的選型與施工設(shè)計,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),2/75,2020/8/28,第一節(jié) 安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能測試,礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，能否起到應(yīng)有的作用，跟這套系統(tǒng)在使用過程中的性能有很大關(guān)系。 由于監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成的復(fù)雜性，所以對其性能必須要有足夠的了解，為此，國家有關(guān)部門曾經(jīng)制定過專門的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能的測試標(biāo)準(zhǔn)，如MT/T 772-1998。簡單介紹如下：,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),3/75,2020/8/28,本標(biāo)準(zhǔn)是在參考國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中

2、有關(guān)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)試驗方法規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的特點編寫的。 本標(biāo)準(zhǔn)從1999年4月1日起實施，所有的煤礦監(jiān)測，監(jiān)控系統(tǒng)主要性能的測試方法均應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)由國家煤炭工業(yè)局行業(yè)管理司提出。 本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：煤炭科學(xué)研究總院常州自動化研究所、中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部、原煤炭工業(yè)部通訊信息中心。 本標(biāo)準(zhǔn)委托煤炭工業(yè)煤礦專用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會通信監(jiān)控設(shè)備分會負(fù)責(zé)解釋。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),4/75,2020/8/28,煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)性能測試目錄,一、 范圍二、 引用標(biāo)準(zhǔn)三、 試驗條件四、 測試儀器和設(shè)備五、 受試系統(tǒng)的要求六、 測試準(zhǔn)備七、 系統(tǒng)運行檢查八

3、、 系統(tǒng)功能試驗九、 系統(tǒng)主要指標(biāo)測試十、 系統(tǒng)工作穩(wěn)定性試驗十一、電源波動適應(yīng)性試驗十二、電磁兼容性試驗,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),5/75,2020/8/28,1 范圍,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)主要性能指標(biāo)與功能測試的試驗條件、測試用儀器儀表、受試系統(tǒng)的要求、測試準(zhǔn)備和試驗方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)主要性能指標(biāo)及功能的測試。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),6/75,2020/8/28,2 引用標(biāo)準(zhǔn),下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。 GBT 98131988微型數(shù)字計算機通用技術(shù)條件 GBT 13926.21992工業(yè)過程測量和控制

4、裝置的電磁兼容性 靜電放電要求 GBT 13926.31992工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性 輻射電磁場要求 GBT 13926.41992工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性 電快速瞬變脈沖要求,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),7/75,2020/8/28,3 試驗條件,1）環(huán)境條件除環(huán)境試驗或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定外，試驗應(yīng)在下列環(huán)境條件中進(jìn)行:a) 環(huán)境溫度：15-35；b) 相對濕度：45一75；c) 大氣壓力：86-106kPa。 2）電源條件除非有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定，測試用電源應(yīng)符合以下要求：交流供電電源： （1）電壓：誤差應(yīng)不大于2； （2）頻率：50Hz，其誤差應(yīng)不大于1； （3）

5、諧波失真系數(shù)：應(yīng)不大于5。直流供電電源： （4）電壓：誤差應(yīng)不大于2； （5）周期與隨機偏移：U1)U01)應(yīng)不大于0.1。其中： （1） U為周期與隨機偏移的峰到峰值。 （2） U0為直流供電電壓的額定值。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),8/75,2020/8/28,4 測試儀器和設(shè)備,1）測試儀器和設(shè)備的一般要求（1）測試儀器和設(shè)備的精確度應(yīng)保證所測性能的精確度要求，其自身精確度至少應(yīng)比被測指標(biāo)高3倍。 （2）測試儀器和設(shè)備的性能應(yīng)符合所測性能的特性。 （3）測試儀器和設(shè)備應(yīng)按照計量法的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計量檢定，并校準(zhǔn)合格。 （4）測試儀器和設(shè)備的配置應(yīng)不影響測量結(jié)果。 2）主要測試儀器和

6、設(shè)備主要測試儀器和設(shè)備的特性要求見附錄A(提示的附錄)。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),9/75,2020/8/28,5 受試系統(tǒng)的要求,1）現(xiàn)場檢驗時，按實際配置的系統(tǒng)進(jìn)行檢驗。 2）出廠檢驗和型式檢驗時，系統(tǒng)測試至少應(yīng)具備下列設(shè)備：a) 中心站或主站設(shè)備一套，一般包括主機(含顯示器)、打印機等設(shè)備(對雙機系統(tǒng)可根據(jù)具體情況適當(dāng)增加設(shè)備)；b) 傳輸接口l臺(系統(tǒng)中具備的話)：c) 分站：出廠檢驗時，為訂貨的全部分站；型式檢驗時，為系統(tǒng)容量的75；若具備分站電源，應(yīng)包括在其中，數(shù)量至少3臺；若有多種型式的分站或具有分站功能的設(shè)備，每種至少1臺；d) 每種本安電源最大組合負(fù)載的各種傳感器及

7、其他設(shè)備；對安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，若每種本安電源最大組合負(fù)載不含甲烷傳感器，還應(yīng)提供一組含甲烷傳感器的組合負(fù)載；e) 構(gòu)成系統(tǒng)的其他必要設(shè)備。 3）受試系統(tǒng)中的設(shè)備必須是出廠檢驗和型式檢驗合格的產(chǎn)品。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),10/75,2020/8/28,6 測試準(zhǔn)備,1）被試系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)不同，要求有不同的連接。例：對于樹形系統(tǒng)按圖10-1連接設(shè)備，N為參與試驗的實際分站數(shù)； （a）數(shù)型結(jié)構(gòu) （b）樹型系統(tǒng)測試方法 圖10-1 樹型監(jiān)控系統(tǒng)測試方法,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),11/75,2020/8/28,對于總線形系統(tǒng)則按10-2連接設(shè)備 （a）總線型結(jié)構(gòu)

8、 （b）總線型系統(tǒng)測試方法 圖10-2 總線型監(jiān)控系統(tǒng)測試方法 2）系統(tǒng)試驗前應(yīng)按規(guī)定做好運行前的各種準(zhǔn)備，包括系統(tǒng)預(yù)調(diào)工作和系統(tǒng)中設(shè)備的預(yù)熱工作。 3）被試系統(tǒng)所用的儀器及輔助設(shè)備(如電源等)在測試中應(yīng)正常工作。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),12/75,2020/8/28,7 系統(tǒng)運行檢查,1）試驗系統(tǒng)按上面第六條的要求進(jìn)行連接。 2）執(zhí)行一遍檢查程序后，系統(tǒng)應(yīng)能按規(guī)定正常運行，正確反映系統(tǒng)內(nèi)各組成部分的狀態(tài)。 3）檢查程序應(yīng)符合以下規(guī)定： （1）應(yīng)及時給出運行正常的信息和正在受檢部位的工作狀態(tài)信息； （2）應(yīng)能檢查系統(tǒng)各硬件組成部分正常與否； （3）能檢查通信狀況； （4）對所

9、檢查的結(jié)果提供清晰的顯示、打印和硬盤記錄； （5）檢查程序編制原則與技術(shù)要求應(yīng)符合GBT98131988附錄A的規(guī)定。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),13/75,2020/8/28,8 系統(tǒng)功能試驗,系統(tǒng)功能試驗內(nèi)容較多，從系統(tǒng)的設(shè)備層開始，一直到管理層，各層設(shè)備的重要功能都進(jìn)行試驗。 試驗系統(tǒng)的連接 模擬量采集、顯示及報警功能試驗 開關(guān)量采集、顯示及報警功能試驗 累計量采集、顯示功能試驗 控制功能(含斷電、聲光報警功能)試驗 調(diào)節(jié)功能試驗 存貯和查詢功能試驗 屏幕顯示及打印制表功能試驗,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),14/75,2020/8/28,人機對話功能試驗 自診斷功能試驗 系

10、統(tǒng)軟件自監(jiān)視功能試驗 軟件容錯功能試驗 雙機切換功能試驗 實時多任務(wù)功能試驗 備用電源試驗 ：使系統(tǒng)停電，相應(yīng)設(shè)備的備用電源應(yīng)立即投入運行，檢查系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)正常工作。使系統(tǒng)恢復(fù)供電，檢查備用電源，備用電源應(yīng)自動退出。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),15/75,2020/8/28,9 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)測試,1）模擬量輸入、累計量輸入傳輸誤差測試 2）模擬量輸出傳輸誤差測試 3）系統(tǒng)巡檢時間測試 4）控制、調(diào)節(jié)執(zhí)行時間測試 5）站內(nèi)、站間事件分辨率測試 6）畫面響應(yīng)時間測試 7）傳輸速率測試 8）系統(tǒng)速率測試,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),16/75,2020/8/28,10 系統(tǒng)工作穩(wěn)定

11、性試驗,1）按第六條的要求連接設(shè)備。 2）系統(tǒng)連續(xù)運行，運行時間應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。試驗開始和結(jié)束，均應(yīng)測試系統(tǒng)功能和主要指標(biāo)。試驗中按規(guī)定的時間間隔測試系統(tǒng)功能。 3）試驗中，如出現(xiàn)關(guān)連性故障則終止試驗，等故障排除后重新開始計時試驗。如出現(xiàn)非關(guān)連性故障，等故障排除后繼續(xù)試驗，排除故障過程不計時。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),17/75,2020/8/28,11 電源波動適應(yīng)性試驗,按第六條的要求連接設(shè)備。 將系統(tǒng)電源線接到電壓可調(diào)的電源上，根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的電壓波動范圍按下表所列的組合調(diào)節(jié)電壓，并在每組合狀態(tài)下等溫度穩(wěn)定，但至少保持15rain后，測試系統(tǒng)功能。 12 電磁兼容性試驗

12、 靜電放電試驗： 按GBT13926.2的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 電快速瞬變脈沖群試驗：按GBT13926.4的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 輻射電磁場試驗：按GBT13926.3的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),18/75,2020/8/28,二、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo),（1）測控分站 容量 接配傳感器 檢測精度 分辨率 轉(zhuǎn)換時間 傳輸距離,（2）中心站 主機型號及配置 容量 信息傳輸方式 傳輸速率 傳輸距離 可靠性,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),19/75,2020/8/28,（1）測控分站 容量：是輸入、輸出量的個數(shù)及類型。例如，模入8，開入4個接點信號、4個電流形式信號等；開出4個T

13、TL電平、4個繼電器觸點輸出等。 接配傳感器：是指所接配傳感器的種類、型號、測量范圍、輸出信號形式、供電電壓、精度等。 檢測精度：是反映分站性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一，一般用滿量程的相對誤差來表示。數(shù)值越小，則檢測精度越高。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),20/75,2020/8/28,,,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),21/75,2020/8/28,,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),22/75,2020/8/28,隔爆型電氣設(shè)備 d 該設(shè)備具有隔爆外殼的防爆電氣設(shè)備，該外殼既能承受其內(nèi)部爆炸性氣體混合物引爆產(chǎn)生的爆炸壓力，又能防止爆炸產(chǎn)物穿出隔爆間隙點燃外殼周圍的爆炸性混合物。,隔爆型

14、：是以隔爆外殼進(jìn)行防爆，這種設(shè)備可在沼氣和煤塵爆炸危險的礦井中任何地點使用，“d”。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),23/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),24/75,2020/8/28,本質(zhì)安全型：在正常運行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點燃爆炸性混合物的電氣設(shè)備。 根據(jù)故障率的不同又分為ia型和ib型 ia:經(jīng)常存在在爆炸性混合物的場所。 ib:不經(jīng)常存在在爆炸性混合物的場所,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),25/75,2020/8/28,通風(fēng)充氣型(正壓型)：它是利用向外殼內(nèi)通入正壓新鮮空氣或充入惰性氣體，以阻止外部爆炸性氣體混合物進(jìn)入殼內(nèi)達(dá)

15、到防爆目的，“p”。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),26/75,2020/8/28,充油型“o” 該設(shè)備全部或部分件浸在油內(nèi)，使設(shè)備不能點燃油面以上的或外殼外的爆炸性混合物的防爆電氣設(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),27/75,2020/8/28,充砂型“q” 該設(shè)備外殼內(nèi)充填砂粒材料，使之在規(guī)定的條件下殼內(nèi)產(chǎn)生的電弧、傳播的火焰、外殼壁或砂粒材料表面的過熱溫度，均不能點燃周圍爆炸性混合物的防爆電氣設(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),28/75,2020/8/28,無火花型“n” 該設(shè)備在正常運行條件下，不會點燃周圍爆炸性混合物，且一般不會發(fā)生有點燃作用的故障的電氣設(shè)備。,

16、第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),29/75,2020/8/28,特殊型“s” 該設(shè)備異于現(xiàn)有防爆型式，由主管部門制定暫行規(guī)定，經(jīng)國家認(rèn)可的檢驗機構(gòu)證明，具有防爆性能的電氣設(shè)備。該型防爆電氣設(shè)備須報國家技術(shù)監(jiān)督局備案。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),30/75,2020/8/28,澆封型電氣設(shè)備m 該設(shè)備將電氣設(shè)備或其部件澆封在澆封劑中，使它在正常運行和認(rèn)可的過載或認(rèn)可的故障下不能點燃周圍的爆炸性混合物的防爆電氣設(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),31/75,2020/8/28,粉塵防爆型電氣設(shè)備 防爆標(biāo)志為“Exib”，可知是本安型電氣設(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),3

17、2/75,2020/8/28,第二節(jié) 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則及步驟,監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計是一個綜合運用知識的過程，不僅需要前幾章的知識，而且還需要計算機原理及接口、模擬電路與數(shù)字電路、軟件設(shè)計方法及編程等方面的基皋知識，此外還要具備一定的生產(chǎn)工藝知識。因此，測控系統(tǒng)設(shè)計過程中，經(jīng)常需要各個專業(yè)人員密切配合。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),33/75,2020/8/28,一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計步驟,1、了解安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對測控系統(tǒng)的要求 不同的安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對測控系統(tǒng)的要求不同。因此，首先必須詳細(xì)地了解安全、生產(chǎn)對系統(tǒng)的要求，明確設(shè)計任務(wù)。 2、調(diào)研、搜集資料 在明確設(shè)計任務(wù)后，就要有目的地

18、進(jìn)行調(diào)研、搜集資料。主要內(nèi)容應(yīng)包括： 通過國際互聯(lián)網(wǎng)，了解所設(shè)計系統(tǒng)目前國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢； 通過查新了解有關(guān)新理論、新技術(shù)、新元器件等； 實地考察已有成熟系統(tǒng)的使用情況； 熟悉有關(guān)的法律、法規(guī)，設(shè)計規(guī)范、檢測驗收規(guī)范。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),34/75,2020/8/28,3、系統(tǒng)總體方案確定 在調(diào)研基礎(chǔ)上，針對實際設(shè)計系統(tǒng)確定設(shè)計的總體方案，選擇系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 4、根據(jù)方案要求選擇一次傳感器、控制執(zhí)行機構(gòu)或元件 5、選擇計算機 根據(jù)總體方案及可靠性、經(jīng)濟(jì)性等情況選擇計算機的機型、機種。 6、系統(tǒng)硬件設(shè)計 根據(jù)總體方案的要求，進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計和具體電路設(shè)計，盡量采用成

19、熟的、經(jīng)過實踐考驗的電路和環(huán)節(jié)。同時考慮新技術(shù)、新元器件、新工藝的應(yīng)用。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),35/75,2020/8/28,7、系統(tǒng)軟件設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計；注意兼容性、可擴(kuò)展性。 8、系統(tǒng)實驗室調(diào)試 通過實驗對設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行初步考核，以便發(fā)現(xiàn)問題、進(jìn)行改進(jìn)，為現(xiàn)場工業(yè)性試驗奠定基礎(chǔ)。 9、工業(yè)性實驗 將所設(shè)計的系統(tǒng)，安裝于實際工業(yè)現(xiàn)場，由生產(chǎn)過程對系統(tǒng)進(jìn)行實際考核，對存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，最大限度地滿足生產(chǎn)、安全要求。 10、編寫鑒定技術(shù)文件(各種報告、使用說明書、證明文件等),第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),36/75,2020/8/28,二、安全、生

20、產(chǎn)系統(tǒng)對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的要求,安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對測控系統(tǒng)的要求應(yīng)由設(shè)計單位提出，但較籠統(tǒng)，因此還須做進(jìn)一步調(diào)查研究，收集有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計的大量原始資料，其內(nèi)容一般要包括： 需要檢測參數(shù)的種類、數(shù)量、極限變化范圍、常用范圍。 需要檢測參數(shù)的性質(zhì)，例如，模擬量是電壓型、電流型、頻率型、電阻型；開關(guān)量是觸點信號還是有源信號等。 檢測對象所處環(huán)境，一般場所還是有爆炸危險、高溫、潮濕等特殊場所。 檢測精度和速度。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),37/75,2020/8/28,1、礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的通用要求 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)不同于一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，除應(yīng)滿足礦井監(jiān)控信息傳輸要求外，還應(yīng)滿足

21、下列要求： （1）應(yīng)具有模擬量、開關(guān)量和累計量監(jiān)測功能。 （2） 應(yīng)具有聲光報警、模擬量和開關(guān)量手動與自動控制功能。 （3） 應(yīng)具有備用電源，當(dāng)電網(wǎng)停電后，系統(tǒng)應(yīng)能對主要監(jiān)控量繼續(xù)監(jiān)控，且持續(xù)監(jiān)控時間不少于2小時。 （4） 應(yīng)具有自檢功能，當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)能夠自檢出故障類型和位置、報警并記錄故障時間，以供查詢及打印。 （5） 系統(tǒng)主機應(yīng)雙機備份，并具有手動切換功能，自動切換功能可選。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),38/75,2020/8/28,2、礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對信息傳輸?shù)囊? 信息傳輸要求是礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件通用、軟件兼容、信道共享、信息共享的基礎(chǔ)，對促進(jìn)礦井安全監(jiān)

22、控產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要作用。 （1） 傳輸介質(zhì)：礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)可以是電纜、光纜等傳輸介質(zhì)。 （2） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：為便于系統(tǒng)安裝維護(hù)，節(jié)約傳輸電纜，降低系統(tǒng)成本，宜采用樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可采用環(huán)形、總線形、星形或其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 （3） 工作方式：礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)宜采用多主或無主工作方式，也可采用主從等其他工作方式。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),39/75,2020/8/28,三、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計原則（重點）,在最大限度滿足安全、生產(chǎn)系統(tǒng)要求的前提下，要做到： 1）可靠性系統(tǒng)設(shè)計最重要的原則 必須具備較強的抗干擾性能。 2 ）先進(jìn)性 使用的元器性、傳感器、執(zhí)行器，

23、檢測方法，控制方法，程序設(shè)計，輸入輸出方式及手段等，都應(yīng)符合技術(shù)發(fā)展方向，具有技術(shù)的先進(jìn)性- 3）通用性 系統(tǒng)不需任何改動或只少許改動就能用于其它場合。 4）合理性：電路結(jié)構(gòu)簡單，軟硬件搭配恰到好處，便于安裝、維護(hù)檢修。 5）經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)功能強、成本低、性能價格比高。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),40/75,2020/8/28,四、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總體方案的確定,系統(tǒng)設(shè)計的準(zhǔn)備工作是進(jìn)行現(xiàn)場了解和技術(shù)調(diào)研。 系統(tǒng)設(shè)計的第一步（最重要、最關(guān)鍵的一步）是確定系統(tǒng)總體方案。 總體方案確定的好壞，直接響到整個測控系統(tǒng)的功能、指標(biāo)、系統(tǒng)投資及實施細(xì)則，甚至關(guān)系到設(shè)計的成敗。 總體方案確定

24、主要是根據(jù)了解和調(diào)研所掌握的大量資料，結(jié)合具體實際情況和現(xiàn)時可行的技術(shù)措施及方法來進(jìn)行。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),41/75,2020/8/28,（a）星型（b）單樹型（c）多樹型 一級管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,一級管理系統(tǒng)多為星型或樹型，如圖： 圖中，為受控或檢測單元。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),42/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),43/75,2020/8/28,2、選擇傳感器,被測參量的傳感器的選擇是影響系統(tǒng)檢測精度的重要因素之一。 在選擇傳感器時，應(yīng)考慮以下幾個方面： 最重要的是檢測精度、范圍及壽命。在選擇精度指標(biāo)時，要以系統(tǒng)測控精度要求為依據(jù)，

25、然后考慮系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差諸因素，對誤差分配給傳感器的誤差來選擇所需傳感器的精度。 信號輸出型式，如電壓、電流、頻率輸出及其分站信號采集種類的配套等因素。 傳感器安裝位置及數(shù)量要符合有關(guān)規(guī)定。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),44/75,2020/8/28,3、選擇分站通道,分站通道是聯(lián)接計算機與測控對象的紐帶，是系統(tǒng)的重要組成部分。 若通道不通就無法保證系統(tǒng)可靠工作；若通道產(chǎn)生誤差過大，則無法達(dá)到預(yù)期的檢測和控制目的。 選擇通道主要是根據(jù)傳感器的信號種類、數(shù)量，受控設(shè)備的狀況，選擇通道中的關(guān)鍵性元器件，例如：多路開關(guān)、采樣保持器、AD、DA轉(zhuǎn)換器等。,4、選擇外圍設(shè)備 其種類、型號主要

26、根據(jù)系統(tǒng)要求和系統(tǒng)規(guī)模來確定。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),45/75,2020/8/28,第三節(jié) 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的選型及施工設(shè)計,根據(jù)礦井的實際情況和用戶的要求，直接選用國內(nèi)、外成熟的系統(tǒng)，即選型設(shè)計。系統(tǒng)一旦選定，用戶則要根據(jù)生產(chǎn)礦井實際情況，進(jìn)行施工設(shè)計。 本節(jié)我們通過具體的例子，介紹監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的選型設(shè)計和施工設(shè)計。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),46/75,2020/8/28,一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計,1、礦井概況 某礦井年產(chǎn)原煤120萬噸，為低沼氣礦井；礦井生產(chǎn)布置有兩個采區(qū)，共4個采煤工作面，4個掘進(jìn)工作面，要求監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入礦工業(yè)局域網(wǎng)。 2、系統(tǒng)選型：根據(jù)礦井

27、情況和用戶要求，選用KJ4系統(tǒng)。 選用intel工控機為系統(tǒng)主機，并加一臺備用機。CPU586以上，主頻200MHz以上，內(nèi)存16kB以上，硬盤2.1GB以上，帶光驅(qū)等外設(shè)。根據(jù)礦工業(yè)局域網(wǎng)的情況，選用網(wǎng)絡(luò)連接卡。 傳感器的數(shù)量與型號的選擇，根據(jù)煤礦安全的有關(guān)要求；確定測點89個(模擬量37個，開關(guān)量52個)，考慮二期工程測點共122個。配備2臺風(fēng)電閉鎖裝置。 按測點分布設(shè)置10臺井下分站(2臺備用于井上)。 通信電纜選用PUYV39-14芯電纜，傳感器電纜用PUYVR型。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),47/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),48/75,

28、2020/8/28,N07分站傳感器配置圖，如圖所示。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),49/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),50/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),51/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),52/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),53/75,2020/8/28,,（2）通信干線材料匯總表，如下表：,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),54/75,2020/8/28,（3）系統(tǒng)通信電纜明細(xì)表，如下表：,系統(tǒng)通信電纜（PULV39-1 411/1.38）明細(xì)表（部分）。,第十章

29、 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),55/75,2020/8/28,二、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)施工設(shè)計,根據(jù)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計，對所需要的產(chǎn)品進(jìn)行招標(biāo)和定購之后，則需要根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的情況，進(jìn)行安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安裝的施工設(shè)計。 進(jìn)行施工設(shè)計的依據(jù)主要是有關(guān)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),56/75,2020/8/28,1、一般性要求,系統(tǒng)安裝前，使用單位必須提出安裝申請單，分別送通風(fēng)和機電部門。 安裝斷電控制系統(tǒng)時，使用單位或機電部門必須根據(jù)斷電范圍要求，提供斷電條件，并接通井下電源及控制線，在連接時必須有安全監(jiān)測工在場監(jiān)護(hù)。 模擬量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被

30、測物理量的位置。開關(guān)量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被監(jiān)測狀態(tài)的位置。聲光報警器應(yīng)設(shè)置在經(jīng)常有人工作便于觀察的地點。 井下分站應(yīng)設(shè)置在便于人員觀察、調(diào)試、檢驗及支護(hù)良好、無滴水、無雜物的進(jìn)風(fēng)巷道或硐室中，安設(shè)時應(yīng)墊支架，使其距巷道底板不小于300mm，或吊掛在巷道中。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),57/75,2020/8/28,隔爆兼本質(zhì)安全型等防爆電源，宜設(shè)置在采區(qū)變電所，嚴(yán)禁設(shè)置在斷電范圍內(nèi)。 隔爆兼本質(zhì)安全型防爆電源嚴(yán)禁設(shè)置在下列區(qū)域： （1）低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤工作面和回風(fēng)巷內(nèi)； （2）煤與瓦斯突出礦井的采煤工作面、進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷； （3）掘進(jìn)工作面內(nèi)； （4）采用串聯(lián)通風(fēng)的被串采

31、煤工作面、進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷； （5）采用串聯(lián)通風(fēng)的被串掘進(jìn)巷道內(nèi)。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),58/75,2020/8/28,為保證安全監(jiān)控系統(tǒng)的斷電和故障閉鎖功能，斷電控制器與被控開關(guān)之間必須正確接線。具體方法由煤礦主要技術(shù)負(fù)責(zé)人審定。 與安全測控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備，電源線和控制線在拆除或改線時，必須與安全測控管理部門共同處理。檢修與安全測控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備，需要安全測控儀器停止運行時，須經(jīng)礦主要負(fù)責(zé)人或主要技術(shù)負(fù)責(zé)人同意，并制定安全措施后方可進(jìn)行。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),59/75,2020/8/28,2、甲烷（瓦斯）傳感器的設(shè)置,甲烷傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道上方風(fēng)流穩(wěn)

32、定的位置，距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷道側(cè)壁不得小于200mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),60/75,2020/8/28,1）采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,T0、T1 報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.5% CH4，復(fù)電濃度小于1.0% CH4，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T3、T4報警濃度為0.5%CH4,斷電濃度為0.5% CH4，復(fù)電濃度小于0.5% CH4，斷電范圍為進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；被串采煤工作面及其進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T2報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.0% CH

33、4，復(fù)電濃度小于1.0% CH4，斷電范圍為工作面及回風(fēng)巷中全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),61/75,2020/8/28,采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),62/75,2020/8/28,甲烷傳感器的報警濃度、斷電濃度、復(fù)電濃度和斷電范圍 及便攜式甲烷檢測報警儀的報警濃度,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),63/75,2020/8/28,采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,Z 型通風(fēng)方式,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),64/75,2020/8/28,采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,Y 型通風(fēng)方式,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),65/75,2

34、020/8/28,采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,H 型通風(fēng)方式,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),66/75,2020/8/28,,采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,W 型通風(fēng)方式,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),67/75,2020/8/28,有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),68/75,2020/8/28,有專用排瓦斯巷的采煤工作面甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),69/75,2020/8/28,2）掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置,T1報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.5% CH4，復(fù)電濃度為小于1.0% CH4。斷電范圍為掘進(jìn)巷道

35、內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T2報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.0% CH4，復(fù)電濃度為小于1.0% CH4。斷電范圍為掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T3報警濃度為0.5%CH4,斷電濃度為0.5% CH4，復(fù)電濃度為小于0.5% CH4斷電范圍為被串掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),70/75,2020/8/28,高瓦斯礦井雙巷掘進(jìn)工作面甲烷傳感器的設(shè)置,T1報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.5% CH4，復(fù)電濃度為小于1.0% CH4。斷電范圍為掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T2報警濃度為1.0%CH4,斷電濃度為1.0% CH

36、4，復(fù)電濃度為小于1.0% CH4。斷電范圍為掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備；T3報警濃度為1.5%CH4,斷電濃度為1.5% CH4，復(fù)電濃度為小于1.0% CH4。斷電范圍包括局部通風(fēng)機在內(nèi)的全部非本質(zhì)安全電源。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),71/75,2020/8/28,3、機電硐室甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),72/75,2020/8/28,4、其它甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),73/75,2020/8/28,4、其它甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),74/75,2020/8/28,4、其它傳感器的設(shè)置,一氧化碳傳

37、感器應(yīng)垂直懸掛，距頂板不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm。一氧化碳CO傳感器的報警值0.0024%。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),75/75,2020/8/28,4、其它傳感器的設(shè)置,溫度傳感器布置在巷道上方，距頂板不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，溫度傳感器報警值30度。溫度傳感器應(yīng)設(shè)置在風(fēng)流穩(wěn)定的位置。,第十章 礦井安全監(jiān)測監(jiān)控工業(yè)技術(shù),76/75,2020/8/28,復(fù)習(xí)思考題,1）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能測試的內(nèi)容有哪些？ 2）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)性能測試過程中要遵循那些技術(shù)規(guī)范？ 3）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計基本原則是什么？ 4）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計基本步驟有哪些？ 5）煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)對安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)有哪些基本要求？ 6）安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計主要內(nèi)容有哪些？,