煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)

u 概述

KJ860煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)從煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和控制理論，開發(fā)出了適于煤礦使用的自動(dòng)排水系統(tǒng)。系統(tǒng)利用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型可編程控制箱、礦用隔爆型閥門電動(dòng)裝置和壓力、水位、流量、溫度等傳感器，組成自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)水倉(cāng)水位變化情況，實(shí)現(xiàn)煤礦井下自動(dòng)排水。KJ860系統(tǒng)符合MT-T 1128-2011《煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》、根據(jù)產(chǎn)品特性及企業(yè)設(shè)計(jì)要求還符合其他相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

u 型號(hào)、意義

系統(tǒng)的型號(hào)為：KJ860，根據(jù)MT286-92煤礦通信、自動(dòng)化產(chǎn)品型號(hào)編制方法和管理辦法命名確定，其具體含義如下：

KJ860

登記序號(hào)

礦用監(jiān)測(cè)監(jiān)控產(chǎn)品

u 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)地面部分主要包括監(jiān)控主機(jī)、備用監(jiān)控主機(jī)和地面工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、電源避雷器、UPS電源、KTG220地面用光端機(jī)；井下部分主要包括KXJ660礦用隔爆兼本質(zhì)安全型可編程控制箱、各類閥門電動(dòng)裝置、礦用壓力傳感器、超聲流量傳感器、礦用水位傳感器。系統(tǒng)圖如下所示：

u 煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)使用環(huán)境條件

1． 環(huán)境要求

1.1 系統(tǒng)中用于機(jī)房、調(diào)度室的設(shè)備，能在下列條件下正常工作：

a) 環(huán)境溫度：15℃～35℃；

b) 相對(duì)濕度：45%～75%；

c) 溫度變化率：小于10℃/h，且不得結(jié)露；

d) 大氣壓力：86 kPa～106kPa；

e) GB/T 2887-2010規(guī)定的塵埃、照明、噪聲、電磁場(chǎng)干擾和接地條件。

1.2 除有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外，系統(tǒng)中用于煤礦井下的設(shè)備在下列條件下正常工作：

a) 環(huán)境溫度：0℃～＋40℃；

b) 平均相對(duì)濕度：≤95％（＋25℃）；

c) 大氣壓力：80～106kPa；

d) 有爆炸性氣體混合物，但無(wú)顯著振動(dòng)和沖擊、無(wú)破壞絕緣的腐蝕性氣體。

2. 供電電源

2.1 地面設(shè)備交流電源：

a) 額定電壓：220V，允許偏差－10％～＋10％；

b) 諧波：≤5％；

c) 頻率：50Hz，允許偏差±5％。

2.2 井下設(shè)備交流電源：

a) 額定電壓：660V/127V，允許偏差－25％～＋20％；

b) 諧波：≤10％；

c) 頻率50Hz，允許偏差±5％。

u 煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

1 數(shù)據(jù)采集功能

² 系統(tǒng)具有水倉(cāng)水位、流量、壓力（含管路壓力、真空泵壓力）、設(shè)備溫度（水泵軸承溫度、電機(jī)軸承溫度）、電流、電壓、功率等模擬量采集、顯示及報(bào)警功能。

² 系統(tǒng)具有水泵、閥門、真空泵、狀態(tài)等開關(guān)量采集、顯示及報(bào)警功能。

² 系統(tǒng)具有排水量、有功電量、水泵運(yùn)行時(shí)間等累計(jì)量采集、顯示及報(bào)警功能。

² 系統(tǒng)具有水泵、電機(jī)溫度等采集、顯示、故障診斷及報(bào)警功能。

2 控制功能

² 系統(tǒng)具有地面遠(yuǎn)程控制功能，實(shí)現(xiàn)水泵等啟/停地面遙控。

² 系統(tǒng)具有自動(dòng)控制功能，根據(jù)水位、用電峰谷等自動(dòng)啟/停水泵。

² 系統(tǒng)具有人工就地控制功能，實(shí)現(xiàn)水泵等啟/停就地人工控制。

² 系統(tǒng)具有按設(shè)定順序啟停多臺(tái)水泵功能。

² 系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制、就地控制、檢修等功能設(shè)置，并可設(shè)定優(yōu)先級(jí)，檢修時(shí)閉鎖其他控制狀態(tài)。

3 存儲(chǔ)和查詢功能

3.1　系統(tǒng)具有以地點(diǎn)和名稱為索引的存儲(chǔ)和查詢功能，內(nèi)容包括：

a）　水倉(cāng)水位、流量、壓力、設(shè)備溫度、電流、電壓、功率等模擬量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值；

b）　模擬量統(tǒng)計(jì)值（值、平均值、最小值）；

c）　水泵、閥門、真空泵、真空閥等開關(guān)量變化時(shí)刻及狀態(tài)；

d）　排水量、有功電量、水泵運(yùn)行時(shí)間等累計(jì)量；

e）　水泵、閥門、真空泵控制命令及時(shí)刻；

f）　設(shè)備故障/恢復(fù)正常工作時(shí)刻及狀態(tài)等。

3.2　具有存儲(chǔ)功能。當(dāng)系統(tǒng)通信中斷時(shí)，控制箱存儲(chǔ)有關(guān)監(jiān)控信息，系統(tǒng)通信正常時(shí)，上傳至中心站。

4 顯示功能

4.1　系統(tǒng)具有列表顯示功能。其中：

a) 模擬量顯示內(nèi)容包括：地點(diǎn)、名稱、單位、報(bào)警上（下）限、控制上（下）限、監(jiān)測(cè)值、值、最小值、平均值、傳感器工作狀態(tài)、報(bào)警及解除報(bào)警狀態(tài)及時(shí)刻、閉鎖/解鎖狀態(tài)及時(shí)刻等；

b) 開關(guān)量顯示內(nèi)容包括：地點(diǎn)、名稱、動(dòng)作時(shí)刻、狀態(tài)、工作時(shí)間、動(dòng)作次數(shù)、傳感器工作狀態(tài)、報(bào)警及解除報(bào)警狀態(tài)和時(shí)刻、閉鎖/解鎖狀態(tài)及時(shí)刻等；

c) 累計(jì)量顯示內(nèi)容包括：地點(diǎn)、名稱、單位、累計(jì)量值、時(shí)間等。

4.2　系統(tǒng)具有模擬量實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線顯示功能。在同一坐標(biāo)上用不同顏色顯示值、平均值、最小值等曲線。并設(shè)時(shí)間標(biāo)尺，可顯示出對(duì)時(shí)間標(biāo)尺的模擬量值和時(shí)間等。

4.3　系統(tǒng)具有開關(guān)量狀態(tài)圖及柱狀圖顯示功能。顯示內(nèi)容包括：地點(diǎn)、名稱、次動(dòng)作時(shí)刻和狀態(tài)、工作時(shí)間、開機(jī)率、動(dòng)作次數(shù)、傳感器狀態(tài)等，并設(shè)時(shí)間標(biāo)尺。

4.4　系統(tǒng)具有模擬圖顯示功能。顯示內(nèi)容包括：排水系統(tǒng)圖、水泵狀態(tài)、閥門狀態(tài)、水倉(cāng)水位、流量、壓力等模擬量數(shù)值等。

4.5　系統(tǒng)具有系統(tǒng)設(shè)備布置圖顯示功能。顯示內(nèi)容包括：傳感器、閥門、控制箱和電纜等設(shè)備的設(shè)備名稱、相對(duì)位置和運(yùn)行狀態(tài)等。若系統(tǒng)龐大一屏無(wú)法容納，可漫游、分頁(yè)或總圖加局部放大。

5 打印功能

系統(tǒng)具有報(bào)表、曲線、柱狀圖、狀態(tài)圖、模擬圖、初始化參數(shù)等召喚打印功能（定時(shí)打印功能可選）。報(bào)表包括：模擬量日（班）報(bào)表、模擬量報(bào)警日（班）報(bào)表、開關(guān)量報(bào)警日（班）報(bào)表、開關(guān)量狀態(tài)變動(dòng)日（班）報(bào)表、監(jiān)控設(shè)備故障日（班）報(bào)表、模擬量統(tǒng)計(jì)值歷史記錄查詢報(bào)表、累計(jì)量日（班、月）報(bào)表等。

6 人機(jī)對(duì)話功能

系統(tǒng)具有人機(jī)對(duì)話功能，以便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用、控制命令輸入等。并具有操作權(quán)限管理功能。

7 自診斷功能

系統(tǒng)具有自診斷功能。當(dāng)系統(tǒng)中傳感器、閥門、控制箱、電源、傳輸電纜（或光纜）等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警并記錄故障時(shí)刻和故障設(shè)備，以供查詢及打印。

8 雙機(jī)切換功能

系統(tǒng)中主機(jī)為雙機(jī)備份，具有手動(dòng)切換功能，值班人員每日24小時(shí)內(nèi)時(shí)刻觀察工作主機(jī)的操作界面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作主機(jī)的故障，立即手動(dòng)更換接線至已通電待用的備用主機(jī)，使備用主機(jī)投入正常工作，期間花費(fèi)時(shí)間≤5min。

9 數(shù)據(jù)備份功能

系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)備份功能，在不同的硬盤上進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)備份。

10 備用電源功能

系統(tǒng)具有備用電源。

11 網(wǎng)絡(luò)通信功能

系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能。

12 軟件自監(jiān)視功能

系統(tǒng)具有軟件自監(jiān)視功能。

13 軟件容錯(cuò)功能

系統(tǒng)具有軟件容錯(cuò)功能。

14 實(shí)時(shí)多任務(wù)功能

系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)多任務(wù)功能。

u 主要技術(shù)指標(biāo)

1、模擬量輸入傳輸處理誤差

模擬量輸入傳輸處理誤差不大于1.0%。

2、累計(jì)量輸入傳輸處理誤差

累計(jì)量輸入傳輸處理誤差不大于1.0%。

3、系統(tǒng)巡檢周期

系統(tǒng)巡檢周期不大于30 s，并符合監(jiān)控要求。

4、控制響時(shí)間

遠(yuǎn)程控制響時(shí)間不大于系統(tǒng)巡檢周期。異地控制響時(shí)間不大于2倍的系統(tǒng)巡檢周期。就地控制響時(shí)間不大于2 s。

5、調(diào)節(jié)響時(shí)間

調(diào)節(jié)響時(shí)間不大于系統(tǒng)巡檢周期。

6、畫面響時(shí)間

調(diào)出整幅畫面85%的響時(shí)間不大于2 s，其余畫面不大于5 s。

7、誤碼率

誤碼率不大于10^-8。

8、傳輸距離

工控機(jī)至交換機(jī)之間的傳輸距離：50m(五類雙絞線)；交換機(jī)至KTG220地面用光端機(jī)之間的傳輸距離：50m(五類雙絞線)；KTG220地面用光端機(jī)至可編程控制箱之間的傳輸距離：10Km （發(fā)射光功率-15dBm～-5dBm；接收靈敏度-30dBm；使用MGTSV礦用單模光纜；光纖接點(diǎn)總數(shù)12 個(gè)，其中熱熔接點(diǎn)5個(gè)，冷熔接點(diǎn)5個(gè)，活動(dòng)連接點(diǎn)2個(gè)）。可編程控制箱至可編程控制箱之間的傳輸距離：1Km（使用MKVVR電纜，導(dǎo)線截面不小于1.5mm²）；可編程控制箱至傳感器之間的傳輸距離：1Km(使用MKVVR電纜，導(dǎo)線截面不小于1.5mm²)；

9、監(jiān)控容量

監(jiān)控容量：系統(tǒng)允許接入的可編程控制箱數(shù)量為6臺(tái)； 30臺(tái)礦用隔爆型閥門電動(dòng)裝置、2臺(tái)礦用壓力傳感器、2臺(tái)超聲流量傳感器、2臺(tái)礦用水位傳感器。

10、 雙機(jī)切換時(shí)間

值班人員每日24小時(shí)內(nèi)應(yīng)時(shí)刻觀察工作主機(jī)的操作界面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作主機(jī)的故障，立即手動(dòng)更換接線至已通電待用的備用主機(jī)，使備用主機(jī)投入正常工作，從工作主機(jī)故障到備用主機(jī)投入正常工作時(shí)間≤5min；

11、 備用電源工作時(shí)間

在電網(wǎng)停電后，備用電源能保證系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控時(shí)間不小于2 h。

12、 存儲(chǔ)時(shí)間

存儲(chǔ)時(shí)間滿足下列要求：

a）重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)模擬量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值存盤記錄保存7d以上；模擬量統(tǒng)計(jì)值、報(bào)警/解除報(bào)警時(shí)刻及狀態(tài)、開關(guān)量狀態(tài)及變化時(shí)刻、累計(jì)量值、設(shè)備故障/恢復(fù)正常工作時(shí)刻及狀態(tài)等記錄保存1年以上。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，丟失上述信息的時(shí)間長(zhǎng)度不大于5 min；

b）控制箱存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)間不小于2h。

13、 統(tǒng)計(jì)值時(shí)間

模擬量統(tǒng)計(jì)值是5 min的統(tǒng)計(jì)值。

14、 供電距離

向傳感器及執(zhí)行器遠(yuǎn)程本安供電距離不小于2 km。

15、 累計(jì)量時(shí)間間隔

累計(jì)量時(shí)間間隔不大于系統(tǒng)巡檢周期。

16、 傳輸性能

1) 工控機(jī)至交換機(jī)

a) 傳輸方式：TCP/IP電纜傳輸方式；

b) 傳輸速率：10M/100Mbps；

2) 交換機(jī)與KTG220地面用光端機(jī)

a) 傳輸方式：TCP/IP電纜傳輸方式；

b) 傳輸速率：10M/100Mbps；

3) KTG220地面用光端機(jī)與可編程控制箱

a) 傳輸方式：TCP/IP光傳輸方式；

b) 傳輸速率：10M/100Mbps；

17、 電源波動(dòng)適能力

供電電壓在規(guī)定的電壓波動(dòng)范圍內(nèi)變化時(shí)，系統(tǒng)的主要功能和主要技術(shù)指標(biāo)不低于本標(biāo)準(zhǔn)的要求。

18、 工作穩(wěn)定性

系統(tǒng)進(jìn)行工作穩(wěn)定性試驗(yàn)，通電試驗(yàn)時(shí)間不小于7d，其主要功能和主要技術(shù)指標(biāo)不低于本標(biāo)準(zhǔn)的要求。

19、 防爆性能

系統(tǒng)中的產(chǎn)品及關(guān)聯(lián)設(shè)備應(yīng)符合GB3836.1-2010、GB3836.2-2010及GB3836.4-2010的規(guī)定，其圖樣及產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)的檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)，并取得“防爆合格證”和“安全標(biāo)志”，防爆關(guān)聯(lián)配接設(shè)備應(yīng)進(jìn)行防爆關(guān)聯(lián)審查和檢驗(yàn)，取得防爆關(guān)聯(lián)審查檢驗(yàn)合格證明。