礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),第一節(jié) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)性能測(cè)試 第二節(jié) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及步驟 第三節(jié) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的選型與施工設(shè)計(jì),第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),2/75,2020/8/28,第一節(jié) 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)性能測(cè)試,礦井安全監(jiān)測(cè)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(guò)程中的性能有很大關(guān)系。 由于監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成的復(fù)雜性,所以對(duì)其性能必須要有足夠的了解,為此,國(guó)家有關(guān)部門(mén)曾經(jīng)制定過(guò)專(zhuān)門(mén)的安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),如MT/T 772-1998。簡(jiǎn)單介紹如下:,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),3/75,2020/8/28,本標(biāo)準(zhǔn)是在參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中

2、有關(guān)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)方法規(guī)定的基礎(chǔ)上,結(jié)合煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)編寫(xiě)的。 本標(biāo)準(zhǔn)從1999年4月1日起實(shí)施,所有的煤礦監(jiān)測(cè),監(jiān)控系統(tǒng)主要性能的測(cè)試方法均應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)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(dòng)化研究所、中國(guó)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(zhuān)用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)通信監(jiān)控設(shè)備分會(huì)負(fù)責(zé)解釋。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)試目錄,一、 范圍二、 引用標(biāo)準(zhǔn)三、 試驗(yàn)條件四、 測(cè)試儀器和設(shè)備五、 受試系統(tǒng)的要求六、 測(cè)試準(zhǔn)備七、 系統(tǒng)運(yùn)行檢查八

3、、 系統(tǒng)功能試驗(yàn)九、 系統(tǒng)主要指標(biāo)測(cè)試十、 系統(tǒng)工作穩(wěn)定性試驗(yàn)十一、電源波動(dòng)適應(yīng)性試驗(yàn)十二、電磁兼容性試驗(yàn),第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)主要性能指標(biāo)與功能測(cè)試的試驗(yàn)條件、測(cè)試用儀器儀表、受試系統(tǒng)的要求、測(cè)試準(zhǔn)備和試驗(yàn)方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)主要性能指標(biāo)及功能的測(cè)試。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(guò)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(jì)算機(jī)通用技術(shù)條件 GBT 13926.21992工業(yè)過(guò)程測(cè)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(guò)程測(cè)量和控制裝置的電磁兼容性 輻射電磁場(chǎng)要求 GBT 13926.41992工業(yè)過(guò)程測(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),7/75,2020/8/28,3 試驗(yàn)條件,1)環(huán)境條件除環(huán)境試驗(yàn)或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定外,試驗(yàn)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(duì)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(cè)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(jī)偏移:U1)U01)應(yīng)不大于0.1。其中: (1) U為周期與隨機(jī)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),8/75,2020/8/28,4 測(cè)試儀器和設(shè)備,1)測(cè)試儀器和設(shè)備的一般要求(1)測(cè)試儀器和設(shè)備的精確度應(yīng)保證所測(cè)性能的精確度要求,其自身精確度至少應(yīng)比被測(cè)指標(biāo)高3倍。 (2)測(cè)試儀器和設(shè)備的性能應(yīng)符合所測(cè)性能的特性。 (3)測(cè)試儀器和設(shè)備應(yīng)按照計(jì)量法的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)量檢定,并校準(zhǔn)合格。 (4)測(cè)試儀器和設(shè)備的配置應(yīng)不影響測(cè)量結(jié)果。 2)主要測(cè)試儀器和

6、設(shè)備主要測(cè)試儀器和設(shè)備的特性要求見(jiàn)附錄A(提示的附錄)。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(chǎng)檢驗(yàn)時(shí),按實(shí)際配置的系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。 2)出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)時(shí),系統(tǒng)測(cè)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(jī)(含顯示器)、打印機(jī)等設(shè)備(對(duì)雙機(jī)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(tái)(系統(tǒng)中具備的話(huà)):c) 分站:出廠檢驗(yàn)時(shí),為訂貨的全部分站;型式檢驗(yàn)時(shí),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(tái);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(tái);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(duì)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(yàn)和型式檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),10/75,2020/8/28,6 測(cè)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(duì)于樹(shù)形系統(tǒng)按圖10-1連接設(shè)備,N為參與試驗(yàn)的實(shí)際分站數(shù); (a)數(shù)型結(jié)構(gòu) (b)樹(shù)型系統(tǒng)測(cè)試方法 圖10-1 樹(shù)型監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試方法,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),11/75,2020/8/28,對(duì)于總線(xiàn)形系統(tǒng)則按10-2連接設(shè)備 (a)總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)

8、 (b)總線(xiàn)型系統(tǒng)測(cè)試方法 圖10-2 總線(xiàn)型監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)試方法 2)系統(tǒng)試驗(yàn)前應(yīng)按規(guī)定做好運(yùn)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(cè)試中應(yīng)正常工作。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),12/75,2020/8/28,7 系統(tǒng)運(yùn)行檢查,1)試驗(yàn)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(yùn)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(shí)給出運(yùn)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(duì)所

9、檢查的結(jié)果提供清晰的顯示、打印和硬盤(pán)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),13/75,2020/8/28,8 系統(tǒng)功能試驗(yàn),系統(tǒng)功能試驗(yàn)內(nèi)容較多,從系統(tǒng)的設(shè)備層開(kāi)始,一直到管理層,各層設(shè)備的重要功能都進(jìn)行試驗(yàn)。 試驗(yàn)系統(tǒng)的連接 模擬量采集、顯示及報(bào)警功能試驗(yàn) 開(kāi)關(guān)量采集、顯示及報(bào)警功能試驗(yàn) 累計(jì)量采集、顯示功能試驗(yàn) 控制功能(含斷電、聲光報(bào)警功能)試驗(yàn) 調(diào)節(jié)功能試驗(yàn) 存貯和查詢(xún)功能試驗(yàn) 屏幕顯示及打印制表功能試驗(yàn),第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),14/75,2020/8/28,人機(jī)對(duì)話(huà)功能試驗(yàn) 自診斷功能試驗(yàn) 系

10、統(tǒng)軟件自監(jiān)視功能試驗(yàn) 軟件容錯(cuò)功能試驗(yàn) 雙機(jī)切換功能試驗(yàn) 實(shí)時(shí)多任務(wù)功能試驗(yàn) 備用電源試驗(yàn) :使系統(tǒng)停電,相應(yīng)設(shè)備的備用電源應(yīng)立即投入運(yùn)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(dòng)退出。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)試,1)模擬量輸入、累計(jì)量輸入傳輸誤差測(cè)試 2)模擬量輸出傳輸誤差測(cè)試 3)系統(tǒng)巡檢時(shí)間測(cè)試 4)控制、調(diào)節(jié)執(zhí)行時(shí)間測(cè)試 5)站內(nèi)、站間事件分辨率測(cè)試 6)畫(huà)面響應(yīng)時(shí)間測(cè)試 7)傳輸速率測(cè)試 8)系統(tǒng)速率測(cè)試,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(yàn),1)按第六條的要求連接設(shè)備。 2)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束,均應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)功能和主要指標(biāo)。試驗(yàn)中按規(guī)定的時(shí)間間隔測(cè)試系統(tǒng)功能。 3)試驗(yàn)中,如出現(xiàn)關(guān)連性故障則終止試驗(yàn),等故障排除后重新開(kāi)始計(jì)時(shí)試驗(yàn)。如出現(xiàn)非關(guān)連性故障,等故障排除后繼續(xù)試驗(yàn),排除故障過(guò)程不計(jì)時(shí)。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),17/75,2020/8/28,11 電源波動(dòng)適應(yīng)性試驗(yàn),按第六條的要求連接設(shè)備。 將系統(tǒng)電源線(xiàn)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(dòng)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(cè)試系統(tǒng)功能。 12 電磁兼容性試驗(yàn)

12、 靜電放電試驗(yàn): 按GBT13926.2的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 電快速瞬變脈沖群試驗(yàn):按GBT13926.4的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 輻射電磁場(chǎng)試驗(yàn):按GBT13926.3的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),18/75,2020/8/28,二、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo),(1)測(cè)控分站 容量 接配傳感器 檢測(cè)精度 分辨率 轉(zhuǎn)換時(shí)間 傳輸距離,(2)中心站 主機(jī)型號(hào)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),19/75,2020/8/28,(1)測(cè)控分站 容量:是輸入、輸出量的個(gè)數(shù)及類(lèi)型。例如,模入8,開(kāi)入4個(gè)接點(diǎn)信號(hào)、4個(gè)電流形式信號(hào)等;開(kāi)出4個(gè)T

13、TL電平、4個(gè)繼電器觸點(diǎn)輸出等。 接配傳感器:是指所接配傳感器的種類(lèi)、型號(hào)、測(cè)量范圍、輸出信號(hào)形式、供電電壓、精度等。 檢測(cè)精度:是反映分站性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一,一般用滿(mǎn)量程的相對(duì)誤差來(lái)表示。數(shù)值越小,則檢測(cè)精度越高。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),20/75,2020/8/28,,,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),21/75,2020/8/28,,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(diǎn)燃外殼周?chē)谋ㄐ曰旌衔铩?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(xiǎn)的礦井中任何地點(diǎn)使用,“d”。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),23/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),24/75,2020/8/28,本質(zhì)安全型:在正常運(yùn)行或在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所產(chǎn)生的火花或熱效應(yīng)均不能點(diǎn)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(chǎng)所。 ib:不經(jīng)常存在在爆炸性混合物的場(chǎng)所,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)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(diǎn)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(cè)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(guò)熱溫度,均不能點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔锏姆辣姎庠O(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),28/75,2020/8/28,無(wú)火花型“n” 該設(shè)備在正常運(yùn)行條件下,不會(huì)點(diǎn)燃周?chē)ㄐ曰旌衔铮乙话悴粫?huì)發(fā)生有點(diǎn)燃作用的故障的電氣設(shè)備。,

16、第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(mén)制定暫行規(guī)定,經(jīng)國(guó)家認(rèn)可的檢驗(yàn)機(jī)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(bào)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局備案。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(yùn)行和認(rèn)可的過(guò)載或認(rèn)可的故障下不能點(diǎn)燃周?chē)谋ㄐ曰旌衔锏姆辣姎庠O(shè)備。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),3

17、2/75,2020/8/28,第二節(jié) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及步驟,監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程,不僅需要前幾章的知識(shí),而且還需要計(jì)算機(jī)原理及接口、模擬電路與數(shù)字電路、軟件設(shè)計(jì)方法及編程等方面的基皋知識(shí),此外還要具備一定的生產(chǎn)工藝知識(shí)。因此,測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,經(jīng)常需要各個(gè)專(zhuān)業(yè)人員密切配合。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),33/75,2020/8/28,一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟,1、了解安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的要求 不同的安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)測(cè)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(duì)系統(tǒng)的要求,明確設(shè)計(jì)任務(wù)。 2、調(diào)研、搜集資料 在明確設(shè)計(jì)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(guò)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng),了解所設(shè)計(jì)系統(tǒng)目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì); 通過(guò)查新了解有關(guān)新理論、新技術(shù)、新元器件等; 實(shí)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(jì)規(guī)范、檢測(cè)驗(yàn)收規(guī)范。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)系統(tǒng)確定設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)或元件 5、選擇計(jì)算機(jī) 根據(jù)總體方案及可靠性、經(jīng)濟(jì)性等情況選擇計(jì)算機(jī)的機(jī)型、機(jī)種。 6、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)總體方案的要求,進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和具體電路設(shè)計(jì),盡量采用成

19、熟的、經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的電路和環(huán)節(jié)。同時(shí)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),35/75,2020/8/28,7、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計(jì);注意兼容性、可擴(kuò)展性。 8、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試 通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行初步考核,以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、進(jìn)行改進(jìn),為現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。 9、工業(yè)性實(shí)驗(yàn) 將所設(shè)計(jì)的系統(tǒng),安裝于實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),由生產(chǎn)過(guò)程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際考核,對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn),最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)、安全要求。 10、編寫(xiě)鑒定技術(shù)文件(各種報(bào)告、使用說(shuō)明書(shū)、證明文件等),第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(duì)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的要求,安全、生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的要求應(yīng)由設(shè)計(jì)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(jì)的大量原始資料,其內(nèi)容一般要包括: 需要檢測(cè)參數(shù)的種類(lèi)、數(shù)量、極限變化范圍、常用范圍。 需要檢測(cè)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(kāi)關(guān)量是觸點(diǎn)信號(hào)還是有源信號(hào)等。 檢測(cè)對(duì)象所處環(huán)境,一般場(chǎng)所還是有爆炸危險(xiǎn)、高溫、潮濕等特殊場(chǎng)所。 檢測(cè)精度和速度。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),37/75,2020/8/28,1、礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的通用要求 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不同于一般工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng),除應(yīng)滿(mǎn)足礦井監(jiān)控信息傳輸要求外,還應(yīng)滿(mǎn)足

21、下列要求: (1)應(yīng)具有模擬量、開(kāi)關(guān)量和累計(jì)量監(jiān)測(cè)功能。 (2) 應(yīng)具有聲光報(bào)警、模擬量和開(kāi)關(guān)量手動(dòng)與自動(dòng)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(duì)主要監(jiān)控量繼續(xù)監(jiān)控,且持續(xù)監(jiān)控時(shí)間不少于2小時(shí)。 (4) 應(yīng)具有自檢功能,當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生故障時(shí),應(yīng)能夠自檢出故障類(lèi)型和位置、報(bào)警并記錄故障時(shí)間,以供查詢(xún)及打印。 (5) 系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)雙機(jī)備份,并具有手動(dòng)切換功能,自動(dòng)切換功能可選。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),38/75,2020/8/28,2、礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)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(duì)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(cè)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(shù)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),也可采用環(huán)形、總線(xiàn)形、星形或其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 (3) 工作方式:礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)宜采用多主或無(wú)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),39/75,2020/8/28,三、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(重點(diǎn)),在最大限度滿(mǎn)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(jì)最重要的原則 必須具備較強(qiáng)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(cè)方法,控制方法,程序設(shè)計(jì),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(dòng)或只少許改動(dòng)就能用于其它場(chǎng)合。 4)合理性:電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)、成本低、性能價(jià)格比高。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),40/75,2020/8/28,四、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)總體方案的確定,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)了解和技術(shù)調(diào)研。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)測(cè)控系統(tǒng)的功能、指標(biāo)、系統(tǒng)投資及實(shí)施細(xì)則,甚至關(guān)系到設(shè)計(jì)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(shí)際情況和現(xiàn)時(shí)可行的技術(shù)措施及方法來(lái)進(jìn)行。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),41/75,2020/8/28,(a)星型(b)單樹(shù)型(c)多樹(shù)型 一級(jí)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,一級(jí)管理系統(tǒng)多為星型或樹(shù)型,如圖: 圖中,為受控或檢測(cè)單元。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),42/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),43/75,2020/8/28,2、選擇傳感器,被測(cè)參量的傳感器的選擇是影響系統(tǒng)檢測(cè)精度的重要因素之一。 在選擇傳感器時(shí),應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面: 最重要的是檢測(cè)精度、范圍及壽命。在選擇精度指標(biāo)時(shí),要以系統(tǒng)測(cè)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(duì)誤差分配給傳感器的誤差來(lái)選擇所需傳感器的精度。 信號(hào)輸出型式,如電壓、電流、頻率輸出及其分站信號(hào)采集種類(lèi)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(cè)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(jì)算機(jī)與測(cè)控對(duì)象的紐帶,是系統(tǒng)的重要組成部分。 若通道不通就無(wú)法保證系統(tǒng)可靠工作;若通道產(chǎn)生誤差過(guò)大,則無(wú)法達(dá)到預(yù)期的檢測(cè)和控制目的。 選擇通道主要是根據(jù)傳感器的信號(hào)種類(lèi)、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(kāi)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(lèi)、型號(hào)主要

26、根據(jù)系統(tǒng)要求和系統(tǒng)規(guī)模來(lái)確定。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),45/75,2020/8/28,第三節(jié) 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的選型及施工設(shè)計(jì),根據(jù)礦井的實(shí)際情況和用戶(hù)的要求,直接選用國(guó)內(nèi)、外成熟的系統(tǒng),即選型設(shè)計(jì)。系統(tǒng)一旦選定,用戶(hù)則要根據(jù)生產(chǎn)礦井實(shí)際情況,進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。 本節(jié)我們通過(guò)具體的例子,介紹監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),46/75,2020/8/28,一、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計(jì),1、礦井概況 某礦井年產(chǎn)原煤120萬(wàn)噸,為低沼氣礦井;礦井生產(chǎn)布置有兩個(gè)采區(qū),共4個(gè)采煤工作面,4個(gè)掘進(jìn)工作面,要求監(jiān)測(cè)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(hù)要求,選用KJ4系統(tǒng)。 選用intel工控機(jī)為系統(tǒng)主機(jī),并加一臺(tái)備用機(jī)。CPU586以上,主頻200MHz以上,內(nèi)存16kB以上,硬盤(pán)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(hào)的選擇,根據(jù)煤礦安全的有關(guān)要求;確定測(cè)點(diǎn)89個(gè)(模擬量37個(gè),開(kāi)關(guān)量52個(gè)),考慮二期工程測(cè)點(diǎn)共122個(gè)。配備2臺(tái)風(fēng)電閉鎖裝置。 按測(cè)點(diǎn)分布設(shè)置10臺(tái)井下分站(2臺(tái)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),47/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),49/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),50/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),51/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),52/75,2020/8/28,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),53/75,2020/8/28,,(2)通信干線(xiàn)材料匯總表,如下表:,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),55/75,2020/8/28,二、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)施工設(shè)計(jì),根據(jù)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計(jì),對(duì)所需要的產(chǎn)品進(jìn)行招標(biāo)和定購(gòu)之后,則需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的情況,進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)安裝的施工設(shè)計(jì)。 進(jìn)行施工設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是有關(guān)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(qǐng)單,分別送通風(fēng)和機(jī)電部門(mén)。 安裝斷電控制系統(tǒng)時(shí),使用單位或機(jī)電部門(mén)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(xiàn),在連接時(shí)必須有安全監(jiān)測(cè)工在場(chǎng)監(jiān)護(hù)。 模擬量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被

30、測(cè)物理量的位置。開(kāi)關(guān)量傳感器應(yīng)設(shè)置在能正確反映被監(jiān)測(cè)狀態(tài)的位置。聲光報(bào)警器應(yīng)設(shè)置在經(jīng)常有人工作便于觀察的地點(diǎn)。 井下分站應(yīng)設(shè)置在便于人員觀察、調(diào)試、檢驗(yàn)及支護(hù)良好、無(wú)滴水、無(wú)雜物的進(jìn)風(fēng)巷道或硐室中,安設(shè)時(shí)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(cè)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(cè)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(kāi)關(guān)之間必須正確接線(xiàn)。具體方法由煤礦主要技術(shù)負(fù)責(zé)人審定。 與安全測(cè)控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備,電源線(xiàn)和控制線(xiàn)在拆除或改線(xiàn)時(shí),必須與安全測(cè)控管理部門(mén)共同處理。檢修與安全測(cè)控儀器關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備,需要安全測(cè)控儀器停止運(yùn)行時(shí),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(cè)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(chē)。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(bào)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(bào)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(bào)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(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),62/75,2020/8/28,甲烷傳感器的報(bào)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(cè)報(bào)警儀的報(bào)警濃度,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),67/75,2020/8/28,有專(zhuān)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(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),68/75,2020/8/28,有專(zhuān)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(cè)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(bào)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(bào)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(bào)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(cè)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(bào)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(bào)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(bào)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(jī)在內(nèi)的全部非本質(zhì)安全電源。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工業(yè)技術(shù),71/75,2020/8/28,3、機(jī)電硐室甲烷傳感器的設(shè)置,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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(bào)警值0.0024%。,第十章 礦井安全監(jiān)測(cè)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(bào)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(cè)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(cè)監(jiān)控系統(tǒng)性能測(cè)試的內(nèi)容有哪些? 2)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)性能測(cè)試過(guò)程中要遵循那些技術(shù)規(guī)范? 3)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則是什么? 4)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本步驟有哪些? 5)煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)有哪些基本要求? 6)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有哪些?,

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