煤矿安全监控系统专项技术培训 煤矿安全监控系统组成、工作原理 及安全要求 吕鹏飞总工程师/ 研究员 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 中国煤科首席科学家 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 目录目录 一、系统组成 二、工作原理 三、安全要求 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 ? 监控系统组成框图 ? 传感执行：传感器、执行器 ? 数据采集：监控分站 ? 系统供电：中心站与井下供电 ? 传输网络：低速、高速 ? 中心站：工业计算机、监控软件 中心站 传输网络 传感 执行 井下 供电 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 1 1 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.1传感执行1.1传感执行 ? 传感器组成 ? 感知：监测现场环境参数与设备运行参数 ? 转换：各类物理量转换为标准电信号 ? 传输：通过标准制式输出信号 敏感元件转换元件信号处理 辅助电源 被测参数 输出信号 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.1传感执行1.1传感执行 ? 执行器组成 ? 输入：接收分站发出的开出口控制信号 ? 处理：对输入控制信号进行放大隔离等处理 ? 输出：通过继电器等方式输出开闭接点 信号 输入 信号 处理 接点 输出 电 源 控制 信号 输出 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.1传感执行1.1传感执行 ? 模拟制式设备 ? 要点： 通过分站集中供电 分站下级设备 设备一对一接线 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.1传感执行1.1传感执行 ? 总线制式设备 ? 要点： 通过分站集中供电 分站同级设备 设备串联接线 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.2数据采集1.2数据采集 ? 要点： 模拟量采集 开关量采集 存储与上传 人机界面 信号采集 与通讯模 块 人机界面 通讯接口 控制开出 信号处理 与存储 供电模块防雷模块隔离模块 ? 监控分站组成 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.3传输网络1.3传输网络 ? 传输方式多样 ? 要点： 传输介质：电缆、光缆 结构多样：树形、环形、复合结构 常用结构：树形与复合结构 地面中心站 井下分站地面中心站 树形结构 地面中心站 井下分站地面中心站 环形结构 地面中心站 井下分站地面中心站 复合结构 网络设备 网络设备 网络设备 网络设备 网络设备 网络设备 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.3传输网络1.3传输网络 ? 树形结构案例 电缆总线传输 ? 要点： 传输介质：电缆 主传输易受干扰 总线方式传输 传输接口单通道 巡检周期长 设备数量受限 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.3传输网络1.3传输网络 ? 树形结构案例 光缆总线传输 ? 要点： 传输介质：光缆 抗干扰性强 总线方式传输 光端机多通道 巡检周期较短 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.3传输网络1.3传输网络 ? 复合结构案例 环网+现场总线传输 ? 要点： 传输介质：光缆 冗余性强 多环结构 巡检周期短 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.4系统供电1.4系统供电 ? 中心站供电 ? 要点： 双回路专用进线 自动切换 后备不间断电源 双回路切换柜UPS不间断电源 A路进线 B路进线 机房 设备供电 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.4系统供电1.4系统供电 ? 井下供电 ? 要点： 照明动力多种电压等级 隔爆兼本安电源供电 后备电池2小时以上 分站对传感器集中供电 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 1.4中心站1.4中心站 ? 中心站相关设备 ? 要点： 监控主备机 监控软件 传输接口设备 其他设备 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 系统组成 1 1 ?1.1 传感执行 ?1.3 传输网络 ?1.4 系统供电 ?1.5 中心站 ?1.6 系统架构 ?1.2 数据采集 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 1.系统组成1.系统组成 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 工作原理 ?2.2 关键设备工作原理 ?2.3 系统软件工作原理 2 2 ?2.1 系统工作原理 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 监测： 环境参数监测 机电设备监测 ? 控制： 超限断电 甲烷风电闭锁 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 系统工作原理 ? 要点： 模拟量采集 开关量采集 分站就地显示 中心站显示存储 远程终端显示 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 ? 控制 甲烷超限断电 2.3系统功能原理2.3系统功能原理2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 要点： 报警点 断电点 复电点 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 ? 控制 甲烷风电闭锁 2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 要点： 甲烷闭锁 甲烷风闭锁 故障闭锁 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 ? 控制 异地断电2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 要点： 闭锁关系 巡检周期 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 ? 双机切换2.1系统工作原理2.1系统工作原理 主机备机 双机切换 传输设备 ? 要点： 双机备份 手动切换 自动切换 主机故障备机自动投入 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 2.工作原理2.工作原理 ? 系统防雷2.1系统工作原理2.1系统工作原理 ? 防雷： 供电防雷 信号防雷 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（ 中国煤炭科工集团常州研究院有限公司 天地（常州常州 ）自动化股份有限公司自动化股份有限公司 工作原理