礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)-Slide1

1、礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)Helping You Control Your WorldZM51系統(tǒng)特點(diǎn)先進(jìn)性準(zhǔn)確性可靠性靈活性易用性TCP/IP non ExEX2iKNF5ZM51ZM51ZM51Vw5.15Hz5.15Hz5.15HzCH4CoZ51-ZM20Submaster ZM51intrinsically safe bus ZM51 with 19,2 kbdEx I ( ATEX )級(jí)別，ZM51數(shù)據(jù)傳輸及自動(dòng)化系統(tǒng)ZM51，徹底的本質(zhì)安全系統(tǒng) 地下直至地上的現(xiàn)場(chǎng)總線 高達(dá)256個(gè)分站 (地址 )FSK - Modems / 93，75 / 19,2 kbit/s拓?fù)渚€，樹狀，星型，

2、O型環(huán)操作軟件，Token-Passing 或 Master Slave（ 令牌傳遞或主從）傳輸模式 ：點(diǎn) 點(diǎn)， 點(diǎn) 多點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線擴(kuò)展范圍 20 km主動(dòng)星型耦合及中繼 診斷模塊與其它系統(tǒng)連接的串行斷口SPS（PLC） 功能，有 512 步 指令功能強(qiáng)大可靠的輸入CP ，帶主令功能mit Masterfunktionen緊湊型 Z51K ，有 數(shù)據(jù)傳輸和SPS（PLC） 微處理器SPS （PLC） 功能，有 4000步 指令SPS （PLC） 控制的 LCD 顯示Ex I ( ATEX )級(jí)別，ZM51數(shù)據(jù)傳輸及自動(dòng)化系統(tǒng)ZM51系統(tǒng)是唯一獲得專門認(rèn)證的傳輸?shù)V井?dāng)?shù)據(jù)的系統(tǒng)。因此，完全可以放心地

3、用ZM51系統(tǒng)和井上某地的計(jì)算機(jī)通訊，傳送礦井大氣數(shù)據(jù)，例如：甲烷、一氧化碳和風(fēng)速等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上，進(jìn)行存檔、記錄、顯示等處理。更進(jìn)一步， ZM51系統(tǒng)還是唯一獲得專門認(rèn)證的關(guān)斷井下供電電源的系統(tǒng)。因此，用ZM51系統(tǒng)可以保障，當(dāng)瓦斯?jié)舛壬?，例如，?dāng)甲烷含量一旦高于 1% 時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)立即關(guān)斷電源供應(yīng)。即使是在這時(shí)，系統(tǒng)與井上計(jì)算機(jī)的通訊完全與斷電無關(guān)，保持正常。 用 ZM51數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)V井氣體測(cè)量技術(shù)數(shù)據(jù)TCP/IP non ExEX2iKNF5ZM51ZM51ZM51Vw5.15Hz5.15Hz5.15Hz向井上的現(xiàn)場(chǎng)總線 監(jiān)測(cè)總線Wetterbus輸入站以 1,2 /

4、 4,8 / 19,2kbit/s速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸令牌傳遞軟件 A1.41 u. A1.42主從軟件 A 4.01 u. 4.02 / A4.11 u. A4.12測(cè)量值分辨率 10Bit測(cè)量值輸入 5.15 Hz ( max. 4.5 .15,5 Hz )參考值傳輸有效性檢驗(yàn)傳輸準(zhǔn)確度 HD d=4傳輸距離 20, 12, 8km主動(dòng)星型耦合 ( 傳輸距離耦合 ) 過程計(jì)算機(jī)接口瞬時(shí)發(fā)送 (以秒計(jì)，可以參數(shù)化 )DMT 測(cè)試報(bào)告 FLES 1.7 ( 4/91.12/97 ) CH4CoZ51-ZM20Submaster ZM51intrinsically safe bus ZM51 wit

5、h 19,2 kbdZ51分站用 ZM51數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)V井氣體有關(guān)的高壓電源關(guān)斷指令 1%CH4 sensor 05 %SensorHigh voltage switch10kVSafety couplersG21402max. 4kmD 19,2 kbit/sZM51ZM51現(xiàn)場(chǎng)總線 關(guān)斷總線輸入站， 關(guān)斷站以 4,8 或 19,2 kbit/s速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸主從軟件 BS 02.06 u.02.05冗余關(guān)斷站用 DE88W保證輸入能力用DA44W使輸出口輸出延遲 高壓電源關(guān)斷總線長(zhǎng)度，最長(zhǎng) 4kmDMT 測(cè)試報(bào)告 FLES-Nr. B0601 9/2001Ex - arealimit

6、 contactS9S8S7R1S1.1S5I1C1Profibus DP Master S1S4S2S3S6R2C2OVERVIEW Mine in ChinaI2I = Interface ZM20C = Coupler iKNF5R = Repeater ZM51S = Substation ZM51non ExExSurfaceUndergroundFBT/ Koch 10/200419200 bit / sec19200 bit / sec19200 bit / seciKV3iKV3Shaft cable 4 x 2 x0,8 mm2 PE Data Network2Profibu

7、s FSKiKV3iKV3iKV3iKV3iKV3iKV3priority 1non ExsurfaceundergroundI.S cable distribution boxesCH4VwCOiKV3iKV3priority 2Shaft cable G2YY(Z)Y30 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y30 x 2 x 0,8mm2 PEiKV3iKV3iKV3iKV3iKV3G2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y4 x 2 x 0,8mm2

8、 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEHoneywellProfibusmaster 1Profibus coupler kHF2ZM20ZM20ZM20ZM20Exnon ExZM20CPUI / O moduleProfibusmodem PBM01Bus connector22intrinsically box Z51-iSTRS485Profibus DP Mining 93.75 kbdRS485RS485RS485RS485Slave 1Slave 2Slave 3Slave 4Exampelfor TestI/O moduleI/O moduleI/O mod

9、uleI/O moduleintrinsically box Z51-iSTProfibus ( Cu )FSK本質(zhì)安全區(qū)煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)ZM20 ZM12+I/O分站 服務(wù)器操作站TCP/IP (Fiber )國(guó)內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（一）國(guó)內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（二）KGJ15型設(shè)備開停傳感器KG3007A型礦用溫度傳感器KGJ16型智能遙控瓦斯傳感器KGJ15型設(shè)備開停傳感器KJF16A-4型通用監(jiān)控分站適用于信息相對(duì)集中的區(qū)域主傳輸線主傳輸線國(guó)內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（三）KGJ16型智能遙控瓦斯傳感器KJF16A-4型通用監(jiān)控分站主傳輸線適用于遠(yuǎn)離主傳輸線的孤立點(diǎn)，也適用于向惡劣環(huán)境的巷道內(nèi)延伸（1）智能

10、傳感器直接接入（2）普通傳感器通過串?dāng)U口接入KJ8001型串行擴(kuò)展器KGN1型煙霧傳感器KGJ15型設(shè)備開停傳感器KGJ16型智能遙控瓦斯傳感器串?dāng)U器通信口CH4COFLP127VACI.S. distribution boxesZM51 box2twisted pairdNG3-12ib12VDCNV2-12iaFHF Co,Ltd UPS power supply for ZM51 box2 x 515Hzanalogue value2 x prewarning2 x switch off power supply127VACdNG3-12ibNV2-12ia12VDCFLP5710571

11、0Datatransmission to ZM20WvZM51ZM51ZM51ZM51ZM51ZM20HoneywellPKS ComputerFiber-OPC-TCP/IPMasterSlave 1.8Ex I Mointoring BUS ZM51 19200 bit/sec. 1 x barrieriKNF5principle of the data transmissionEnvironmental data ( priority 1 )SM11MD511ZM51ZM51ZM514 x AI8 x AI3 x AI3 x DI1 x DO4 x AI6 x DI2 x DO2 x A

12、I1 x DO2 x AI4 x DI123456786 x AI3 x DI2 x DO4 x AI1 x DOSKASKAMD511MD511SKA11SKA11FGW11NV2dNG3MD511MD511SKA11SKA11FGW11NV2dNG3I / 0MDI / 0MDI / 0MDRoadway AreaRoadway 3Roadway 2Roadway 1ZM12ZM12ZM12FGWFGWFGWdNG3UPSNV2UPSdNG3NV2dNG3NV2UPSI / 0MDZM12FGWdNG3NV2UPS127VAC12VDC500mA12VDC500mA12VDC500mA12

13、VDC500mA127VAC127VACto surface power areaZM20PBM01Modbus KJF 40A-RWPMSM1070 ZM20dNG35VDC/ 2,5A127VAC127VACSKASKASKAMDMDMDMDSKAActive Star coupler unitSKA11ZM51 protocol 19,2 kbdZM20PBM01dNG35VDC/ 2,5A127VACPBM01FDL / FSKBecker-RW2 BeltS8S7R1S5B1S1S4S2S3S6I = Interface ZM20B = Barrier iKNF5R = Repeat

14、er ZM51S = Substation ZM51non ExSurfaceUndergroundZM51 Fieldbus 19200 bit / sec19200 bit / sec19200 bit / secCH4Von-offVwDon-offPrWon-offExExperion PKSServerLANSubmaster ZM51 ZM20IOperator StationsOperator StationsiKV3iKV3Shaft cable 4 x 2 x0,8 mm2 PE Data Network2Profibus FSKiKV3iKV3iKV3iKV3iKV3iKV

15、3priority 1non ExsurfaceundergroundI.S cable distribution boxesCH4VwCOiKV3iKV3priority 2Shaft cable G2YY(Z)Y30 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y30 x 2 x 0,8mm2 PEiKV3iKV3iKV3iKV3iKV3G2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y4 x 2 x 0,8mm2 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 P

16、EXinyuan 6 Mt/a Project1st worksurfaceXinyuan 6 Mt/a Project2nd worksurfaceRoadway-1,2Roadway-3,4UndergroundProduction area-1distance 3.5kmRoadway 1,2,3 ZM20+I/O distance 2.0 kmdistance 2.0 kmdistance 1.5 kmAI : 5-15 Hz / 4-20maDI pot. free I.S contact DO 8 x ZM51 Substation + 8 power supplydNG3-12i

17、b / NV2-12iaUndergroundProduction area-28 x ZM51substations12345678 pot. free I.S contact 9Roadway-1,2Roadway-3,4UndergroundProduction area-1distance 3.5kmRoadway 1,2,3distance 2.0 kmdistance 2.0 kmdistance 1.5 kmAI : 5-15 Hz / 4-20maDI pot. free I.S contact DO 15 x power supply areas for analogue s

18、ensors ( combination dNG3-12ib + NV2-12ia )UndergroundProduction area-2 pot. free I.S contact 2twisted pairZM20CH4CO127VACZM51 boxdNG3-12ib12VDC UPS power supply for ZM51 box2 x 515Hzanalogue value2 x prewarning2 x switch off power supply127VACWv12VDC UPS power supply for sensors5710現(xiàn)場(chǎng)傳感器實(shí)物布置圖本安接線盒

19、UPS4小時(shí)Weolke SensorWeolke SensorCH4(H,L),CO ZM12 ZM20 C200 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物配置示意圖Wv a condition 0,8mm2 PE twisted pair ! 普通礦用銅質(zhì)雙絞線無極性要求Protocol ZM51 FieldbusCH4ZM51RRRZM201km20km 20km20km20kmmaximum for 1,2kbit/s ( 3 x Repeater )iKNFZM51RRR1km14km14km14km14kmmaximum for 4,8kbit/s ( 3 x Repeater )iKNFZM51RRR1km8k

20、m 8km8km8kmmaximum for 19,2kbit/s ( 3 x Repeater )iKNFCH4CH4ZM20ZM205.15Hz5.15Hz5.15HzZM20RRR1km5km 5km5km5kmmaximum for 93,75 kbit/s ( 3 x Repeater )kHF2CH4ZM205.15Hz本質(zhì)安全型特點(diǎn)：Profibus FSK本安型現(xiàn)場(chǎng)總線接口，通訊距離不低于5-20KM；具有各種型號(hào)和信號(hào)類型的IO模塊；所有設(shè)備間的連接僅通過一對(duì)普通的礦用銅質(zhì)雙絞線，無極性要求；斷開、斷電恢復(fù)后，自恢復(fù)功能；具有Modbus RTU Master-RS485(光

21、隔)接口；體積小，重量輕，接線采用快速插頭，安裝快速方便，特別適合煤礦的移動(dòng)性生產(chǎn)，適合礦井的搬家倒面；具有FDL(FSK)通訊接口，可以與國(guó)外眾多煤礦制造廠家的設(shè)備進(jìn)行通訊，完全實(shí)現(xiàn)綜采工作面自動(dòng)化。如DBT、JOY支架、BF組合開關(guān)、Marco組合開關(guān)、安控組合開關(guān)、Allenwest負(fù)荷中心、塞特組合開關(guān)、DBT三機(jī)、JOY采煤機(jī)、Eickhoff采煤機(jī)、Dodge CST、ACE順槽膠帶機(jī)等。煤礦井下傳感器信號(hào)傳輸類型對(duì)比能量傳輸：電流信號(hào)（4-20 ma） 優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾能力較強(qiáng)；負(fù)荷電阻較?。?50） ；缺點(diǎn)：傳輸距離受限；電纜本身阻抗和電感原因；信號(hào)傳輸：電壓和頻率信號(hào)（5-1

22、5Hz,）優(yōu)點(diǎn)：傳輸距離較遠(yuǎn)；缺點(diǎn)：抗電磁干擾能力較強(qiáng)；CH4/CO/Wv三重安全冗余配置方案系統(tǒng)配點(diǎn)電本安I/O箱斷電儀原理說明：正常時(shí)，輸出信號(hào)給系統(tǒng)；當(dāng)濃度達(dá)到報(bào)警值時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警，同時(shí)將信號(hào)發(fā)送給系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警；當(dāng)濃度達(dá)到斷點(diǎn)值時(shí)報(bào)警并輸出信號(hào)（AI）給系統(tǒng)判斷后執(zhí)行兩道斷電指令，同時(shí)發(fā)出斷電信號(hào)（DO或)執(zhí)行斷電指令，并將切斷信號(hào)(DI與)反饋給系統(tǒng)。CH4(CO)濃度1.5%1.0%報(bào)警值斷電值分線盒本安電源AC127VDC12V本安總線電纜系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)本安I/O箱報(bào)警和切斷信號(hào)傳遞給系統(tǒng)模擬量信號(hào)（AI)執(zhí)行切斷指令-2現(xiàn)場(chǎng)供電高爆開關(guān)執(zhí)行切斷指令-1CH4(CO)傳感器，通過密碼可設(shè)

23、定參數(shù)執(zhí)行切斷指令-3數(shù)字量信號(hào)（DO)電力分站PKS系統(tǒng)切斷反饋信號(hào)風(fēng)量控制開關(guān)礦務(wù)局省安全局國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)射機(jī)站信息系統(tǒng)傳輸安全性為維護(hù)系統(tǒng)的安全性保密工作，廠景系統(tǒng)提供可組態(tài)的安全級(jí)別，控制級(jí)別和區(qū)域分配?？梢詫?duì)每個(gè)操作員或輪流對(duì)每個(gè)操作站設(shè)定級(jí)別。共有六級(jí)安全級(jí)別限制操作員訪問廠景系統(tǒng)的功能。共有256級(jí)控制級(jí)別限制操作員控制礦區(qū)設(shè)備的能力。區(qū)域分配可以限制操作員能夠進(jìn)行操作的礦井區(qū)域。此區(qū)域?yàn)橛行澐值V井和系統(tǒng)的點(diǎn)信息，圖形及報(bào)警信息而設(shè)立。當(dāng)操作員登錄到系統(tǒng)時(shí)，針對(duì)操作員的含有保密級(jí)別，控制級(jí)別，區(qū)域分配等信息的配置被激活。報(bào)警和事件管理多級(jí)報(bào)警優(yōu)先級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警/通訊/事件/

24、信息/故障停機(jī)分析畫面報(bào)警/通訊/信息/停機(jī)狀態(tài)條狀顯示相關(guān)信息每屏顯示最近發(fā)生的報(bào)警報(bào)警篩選(優(yōu)先級(jí)、區(qū)域、確認(rèn)狀態(tài)等)先進(jìn)的報(bào)警管理標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警/事件及報(bào)警持續(xù)時(shí)間的報(bào)告。靈活的趨勢(shì)組態(tài)使得趨勢(shì)可以在線組態(tài)，僅需簡(jiǎn)單地從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇并輸入點(diǎn)的位號(hào)及參數(shù)完成趨勢(shì)圖組態(tài)。任何歷史數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔都可以作為趨勢(shì)圖的時(shí)間軸基準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)趨勢(shì)圖包括：?jiǎn)谓M趨勢(shì)圖雙組趨勢(shì)圖三組趨勢(shì)圖多曲線趨勢(shì)圖多范圍趨勢(shì)圖X-Y坐標(biāo)分布圖數(shù)據(jù)表格組趨勢(shì)圖分析、處理數(shù)據(jù)的功能包括：合并實(shí)時(shí)與歷史趨勢(shì)趨勢(shì)圖縮放、全景及卷動(dòng)顯示刻度線趨勢(shì)圖密度可組態(tài)簡(jiǎn)單的已歸檔歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用趨勢(shì)保護(hù)智能剪貼板功能，僅需使用復(fù)制粘貼的方式來復(fù)制數(shù)

25、據(jù) 趨勢(shì)圖僅需在線的簡(jiǎn)單組態(tài)，而無需建立專門的畫面。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以在同一幅趨勢(shì)圖上顯示，已歸檔的歷史數(shù)據(jù)可以通過卷動(dòng)來訪問或直接輸入你想要察看的數(shù)據(jù)的日期和時(shí)間即可。靈活的趨勢(shì)組態(tài)歷史數(shù)據(jù)的采集有多種時(shí)間頻率，可以采集平均值或瞬時(shí)值。廠景系統(tǒng)可以在線保持大量的歷史數(shù)據(jù)并自動(dòng)歸檔，可存貯并訪問的歷史數(shù)據(jù)無限制。歷史數(shù)據(jù)采集的缺省時(shí)間間隔有：5秒瞬時(shí)值1分鐘瞬時(shí)值1小時(shí)瞬時(shí)值8小時(shí)瞬時(shí)值24小時(shí)瞬時(shí)值6分鐘平均值1小時(shí)平均值8小時(shí)平均值24小時(shí)平均值被采集的歷史數(shù)據(jù)可用于趨勢(shì)、用戶畫面、報(bào)表、應(yīng)用程序、電子表格及與ODBC兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)。歷史數(shù)據(jù)可歸檔至本地硬盤、磁帶機(jī)等存貯介質(zhì)中。歷史數(shù)據(jù)

26、的采集CLIENT STATIONNTSERVER (primary)SERVER (backup)綜合報(bào)告報(bào)告形式可在線編輯報(bào)警/事件與操作跟蹤報(bào)警持續(xù)時(shí)間計(jì)算按類別與原因生成的停工報(bào)告自由格式 (數(shù)學(xué)運(yùn)算與讀寫操作)點(diǎn)屬性報(bào)告，停止掃描，手動(dòng)和報(bào)警禁止交叉引用使長(zhǎng)期維護(hù)更簡(jiǎn)便報(bào)告可按周期，事件驅(qū)動(dòng)或指令要求生成可輸出到屏幕，打印機(jī)，文件或其他計(jì)算機(jī)可在任一臺(tái)客戶機(jī)進(jìn)入報(bào)告系統(tǒng)Referencelist China Projects Xing Long Zhuang Coal Mine 1984Monitoring systemTelephone systemMobile Radio systemCho