礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)-Slide1

1、礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)Helping You Control Your WorldZM51系統(tǒng)特點先進性準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 )級別，ZM51數(shù)據(jù)傳輸及自動化系統(tǒng)ZM51，徹底的本質安全系統(tǒng) 地下直至地上的現(xiàn)場總線 高達256個分站 (地址 )FSK - Modems / 93，75 / 19,2 kbit/s拓撲線，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 點， 點 多點現(xiàn)場總線擴展范圍 20 km主動星型耦合及中繼 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 )級別，ZM51數(shù)據(jù)傳輸及自動化系統(tǒng)ZM51系統(tǒng)是唯一獲得專門認證的傳輸?shù)V井數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。因此，完全可以放心地

3、用ZM51系統(tǒng)和井上某地的計算機通訊，傳送礦井大氣數(shù)據(jù)，例如：甲烷、一氧化碳和風速等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，在計算機上，進行存檔、記錄、顯示等處理。更進一步， ZM51系統(tǒng)還是唯一獲得專門認證的關斷井下供電電源的系統(tǒng)。因此，用ZM51系統(tǒng)可以保障，當瓦斯?jié)舛壬?，例如，當甲烷含量一旦高?1% 時，系統(tǒng)就會立即關斷電源供應。即使是在這時，系統(tǒng)與井上計算機的通訊完全與斷電無關，保持正常。 用 ZM51數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)V井氣體測量技術數(shù)據(jù)TCP/IP non ExEX2iKNF5ZM51ZM51ZM51Vw5.15Hz5.15Hz5.15Hz向井上的現(xiàn)場總線 監(jiān)測總線Wetterbus輸入站以 1,2 /

4、 4,8 / 19,2kbit/s速率進行數(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測量值分辨率 10Bit測量值輸入 5.15 Hz ( max. 4.5 .15,5 Hz )參考值傳輸有效性檢驗傳輸準確度 HD d=4傳輸距離 20, 12, 8km主動星型耦合 ( 傳輸距離耦合 ) 過程計算機接口瞬時發(fā)送 (以秒計，可以參數(shù)化 )DMT 測試報告 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井氣體有關的高壓電源關斷指令 1%CH4 sensor 05 %SensorHigh voltage switch10kVSafety couplersG21402max. 4kmD 19,2 kbit/sZM51ZM51現(xiàn)場總線 關斷總線輸入站， 關斷站以 4,8 或 19,2 kbit/s速率進行數(shù)據(jù)傳輸主從軟件 BS 02.06 u.02.05冗余關斷站用 DE88W保證輸入能力用DA44W使輸出口輸出延遲 高壓電源關斷總線長度，最長 4kmDMT 測試報告 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本質安全區(qū)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)ZM20 ZM12+I/O分站 服務器操作站TCP/IP (Fiber )國內系統(tǒng)結構框圖（一）國內系統(tǒng)結構框圖（二）KGJ15型設備開停傳感器KG3007A型礦用溫度傳感器KGJ16型智能遙控瓦斯傳感器KGJ15型設備開停傳感器KJF16A-4型通用監(jiān)控分站適用于信息相對集中的區(qū)域主傳輸線主傳輸線國內系統(tǒng)結構框圖（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離主傳輸線的孤立點，也適用于向惡劣環(huán)境的巷道內延伸（1）智能

10、傳感器直接接入（2）普通傳感器通過串擴口接入KJ8001型串行擴展器KGN1型煙霧傳感器KGJ15型設備開停傳感器KGJ16型智能遙控瓦斯傳感器串擴器通信口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)場傳感器實物布置圖本安接線盒

19、UPS4小時Weolke SensorWeolke SensorCH4(H,L),CO ZM12 ZM20 C200 現(xiàn)場實物配置示意圖Wv a condition 0,8mm2 PE twisted pair ! 普通礦用銅質雙絞線無極性要求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本質安全型特點：Profibus FSK本安型現(xiàn)場總線接口，通訊距離不低于5-20KM；具有各種型號和信號類型的IO模塊；所有設備間的連接僅通過一對普通的礦用銅質雙絞線，無極性要求；斷開、斷電恢復后，自恢復功能；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性生產，適合礦井的搬家倒面；具有FDL(FSK)通訊接口，可以與國外眾多煤礦制造廠家的設備進行通訊，完全實現(xiàn)綜采工作面自動化。如DBT、JOY支架、BF組合開關、Marco組合開關、安控組合開關、Allenwest負荷中心、塞特組合開關、DBT三機、JOY采煤機、Eickhoff采煤機、Dodge CST、ACE順槽膠帶機等。煤礦井下傳感器信號傳輸類型對比能量傳輸：電流信號（4-20 ma） 優(yōu)點：抗電磁干擾能力較強；負荷電阻較?。?50） ；缺點：傳輸距離受限；電纜本身阻抗和電感原因；信號傳輸：電壓和頻率信號（5-1

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

23、定參數(shù)執(zhí)行切斷指令-3數(shù)字量信號（DO)電力分站PKS系統(tǒng)切斷反饋信號風量控制開關礦務局省安全局國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)射機站信息系統(tǒng)傳輸安全性為維護系統(tǒng)的安全性保密工作，廠景系統(tǒng)提供可組態(tài)的安全級別，控制級別和區(qū)域分配。可以對每個操作員或輪流對每個操作站設定級別。共有六級安全級別限制操作員訪問廠景系統(tǒng)的功能。共有256級控制級別限制操作員控制礦區(qū)設備的能力。區(qū)域分配可以限制操作員能夠進行操作的礦井區(qū)域。此區(qū)域為有效劃分礦井和系統(tǒng)的點信息，圖形及報警信息而設立。當操作員登錄到系統(tǒng)時，針對操作員的含有保密級別，控制級別，區(qū)域分配等信息的配置被激活。報警和事件管理多級報警優(yōu)先級標準的報警/通訊/事件/

24、信息/故障停機分析畫面報警/通訊/信息/停機狀態(tài)條狀顯示相關信息每屏顯示最近發(fā)生的報警報警篩選(優(yōu)先級、區(qū)域、確認狀態(tài)等)先進的報警管理標準的報警/事件及報警持續(xù)時間的報告。靈活的趨勢組態(tài)使得趨勢可以在線組態(tài)，僅需簡單地從數(shù)據(jù)庫中選擇并輸入點的位號及參數(shù)完成趨勢圖組態(tài)。任何歷史數(shù)據(jù)采集的時間間隔都可以作為趨勢圖的時間軸基準。標準趨勢圖包括：單組趨勢圖雙組趨勢圖三組趨勢圖多曲線趨勢圖多范圍趨勢圖X-Y坐標分布圖數(shù)據(jù)表格組趨勢圖分析、處理數(shù)據(jù)的功能包括：合并實時與歷史趨勢趨勢圖縮放、全景及卷動顯示刻度線趨勢圖密度可組態(tài)簡單的已歸檔歷史數(shù)據(jù)的調用趨勢保護智能剪貼板功能，僅需使用復制粘貼的方式來復制數(shù)

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

26、的采集CLIENT STATIONNTSERVER (primary)SERVER (backup)綜合報告報告形式可在線編輯報警/事件與操作跟蹤報警持續(xù)時間計算按類別與原因生成的停工報告自由格式 (數(shù)學運算與讀寫操作)點屬性報告，停止掃描，手動和報警禁止交叉引用使長期維護更簡便報告可按周期，事件驅動或指令要求生成可輸出到屏幕，打印機，文件或其他計算機可在任一臺客戶機進入報告系統(tǒng)Referencelist China Projects Xing Long Zhuang Coal Mine 1984Monitoring systemTelephone systemMobile Radio systemCho