8 煤矿安全监测监控系统

第八章煤矿安全监测监控系统第八章煤矿安全监测监控系统§1概述§2监测系统的结构§3安全监测计算机网络基础§4监控系统电源§5煤矿安全环境监测监控系统功能§6安全环境监测监控系统辅助管理第八章煤矿安全监测监控系统8.1概述安全监测监控系统：多学科、综合性强计算机技术通信技术控制技术电子技术第一节概述安全监测监控系统楼宇安全监测通信系统建筑消防监测监控系统公路交通安全监控系统煤矿安全监控系统第八章煤矿安全监测监控系统一、安全监测监控系统组成1、测控系统的基本概念“测”－－检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等；“控”－－根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。监测系统－－若系统仅用于生产过程的监测，当安全参数达到极限值时产生显示及声、光报警等输出的系统；监测监控系统－－除监测外还参与一些简单的开关量控制，如断电、闭锁等的系统；计算机监控系统－－在监测系统上增加了对生产机械的控制、调节功能的系统。第一节概述第八章煤矿安全监测监控系统长英科技为楼宇温度监测系统LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器LTM8128为8路总线分支器8路总线分支器智能RS232/以太网（TCP/IP）网桥多功能采集模块连接网络整合一、安全监测监控系统组成第一节概述第八章煤矿安全监测监控系统8.1概述一、安全监测监控系统组成第一节概述第八章煤矿安全监测监控系统第一节概述一、安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统2)监测监控系统的组成人体实际上也是一个“监测监控系统”。人通过五官（传感器）感受外界的信息，通过神经（传输信道）传输给大脑（计算机），大脑经过分析、判断，指挥四肢等器官（执行机构）的动作。信息由大脑集中管理，产生的动作由四肢等器官分散控制，这里可以将其称为。第八章煤矿安全监测监控系统煤矿安全生产监测控系统层次上一般是分为，如图8-1-1所示。8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统典型煤矿安全监测监控系统的组成集散测控系统第一节概述一、安全监测监控系统组成两级或三级管理的计算机集散系统（DCS:DistributingCenterSystem）：传感器：测控分站级：传输信道：中心站级。每个测控分站负责某几路传感器信号的采集和某个执行机构的控制，实现了采集、控制分散；中心站负责数据的处理、储存、传输，实现了管理的集中。中心站与分站和计算机网络之间的通信、传感器到测控分站的数据传输、测控分站到执行或控制装置信号的传输，是通过传输信道实现的。典型监测监控系统的组成第八章煤矿安全监测监控系统（1）测控分站测控分站，简称分站。根据放置地点和防爆要求的不同有井下分站和地面分站之分。分站的主要功能是采集由传感器传来的环境安全参数、设备工况参数等信息，并进行预处理。根据预先设定的参数极限，发出超限声、光报警信号和断电、闭锁信号，与中心站通过传输信道进行通信，传输被测量信息，接收中心站的命令。井上、井下信息的交换必须加安全栅隔离。测控分站的核心是以单片机组成的微型计算机系统，包括CPU、ROM、RAM、I/O接口，必须的外设，系统软件和应用软件。8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统1）传感器将被测的物理量转换为便于传输和处理的电信号，经传输线和测控分站连接，为测控分站提供信息，按输出信号的种类传感器有模拟量传感器和开关量传感器。根据监控系统的特点和考虑抗干扰等因素，很多传感器采用频率信号输出，为测控分站的采集和处理带来了很大的方便。有的传感器本身就是智能传感器，输出为数字量信号，可不设置测控分站，由传感器与中心站直接交换信息。8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统8.1概述安全监测监控系统组成矿用传感器瓦斯、风速、负压、一氧化碳、烟雾、温度、风门开关；各种机电设备开停、电压、电流、功率、电度等矿用传感器第八章煤矿安全监测监控系统温度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统温度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统湿度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统压力传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统位移传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统流量传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统粉尘浓度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统风速传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统角度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统高度传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统称重传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统扭矩传感器8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统2）执行和控制装置执行或控制装置是根据分站或中心站的命令，进行状态转换和控制的装置，主要包括声、光报警装置，断电、闭锁装置等。报警装置的作用是根据安全参数的极限值发出声、光报警信号。断电、闭锁装置的作用是在安全参数超限时，切断工作面工作设备的电源，以免发生事故或防止事故的扩大，从而实现了工作面电源的闭锁。8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站中心站的关键设备是主机，采用高可靠性的计算机，如工控机等作为主要部件。主机一般设置2台，采用冷备份或热备份的方式，互为备用。主机的作用是系统的生成、系统的管理、进行数据的处理和输出、并进行必要存储，必要时对关键设备实施控制。就其技术而言，测控系统是传感器技术、通信技术、计算机技术、控制技术、网络技术等信息技术的综合。就其地位而言，测控系统是企业综合自动化CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystems，计算机集成制造系统）中的子系统，是计算机网络中的结点。8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（2）中心站8.1概述安全监测监控系统组成第八章煤矿安全监测监控系统（1）合理利用瓦斯超限断电功能，杜绝瓦斯超限。（2）监督安全技术措施的落实，及时消除瓦斯隐患。（3）为快速查找瓦斯超限原因提供帮助。（4）为矿井瓦斯治理提供基础数据。8.1概述安全监测监控系统的作用：第八章煤矿安全监测监控系统安全监测监控系统应用于煤矿生产，起源于对矿井瓦斯进行检测的安全需求。据记载，世界上最早见诸于学会报告的瓦斯爆炸事故是发生于1675年英国北威尔士欣煤矿的一次瓦斯爆炸。第一次伤亡超过百人的瓦斯爆炸事故发生于1825年的英国奈尔生多煤矿，死亡102人。第一个伤亡超过千人的瓦斯爆炸事故发生于1906年的法国傅立叶煤矿，死亡1099人。由此可见，在测量措施和安全措施没有完备以前，由于破坏力的巨大，煤矿瓦斯爆炸已经成为当时社会瞩目的安全问题。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统1、瓦斯检测技术的发展过程最早——英国——1815年安全灯：构造简单，性能可靠，使用寿命长，用了100多年。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统1、瓦斯检测技术的发展过程光学瓦斯检定器：1925年——日本——根据瓦斯气体对光线的折射率与空气的折射率不同的原理，利用干涉条纹的位置来测定瓦斯浓度。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统1、瓦斯检测技术的发展过程催化型瓦斯监测仪器（占主要地位）：1943年以前-美国-VCC瓦斯测量仪-用纯铂丝催化元件;随后，日本-制成最早的载体催化元件;此后，据前联邦德国-研制成功利用氧化铝（Al2O3）为载体，钯（Pd）、钍（Th）为催化剂的载体催化元件，获得了较好的测量性能。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统2、国内外瓦斯安全监测监控系统1961年以后，英、美、法、德、日、前苏等工业发达国家，都把发展催化型仪器作为瓦斯检测的主要方向。同时，从1960年代开始，微型计算机技术、通信技术的发展，使得国外煤矿安全监测已经不单单是自动监测矿井瓦斯浓度参数，而是集多种安全状态参数于一体监测的系统，是传感器技术、半导体材料技术以及通信技术综合产品。从技术特性来看，其信息传输是靠空分制——即一个测点信号靠一对电缆来传输。其中最具代表性的是20世纪60年代中期法国的CCT63/40煤矿环境监测系统，它可测量瓦斯、一氧化碳、风速、温度等参数，最多可测40个点。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程第八章煤矿安全监测监控系统1958年：最早，出现于的山西省——纯铂丝元件为传感器——AQR-1型瓦斯测量仪。1973年：长期连续监测瓦斯的AYJ-1型瓦斯遥测仪——ABD-1型瓦斯断电报警仪、AQD-1型采煤机瓦斯断电控制仪等产品出现。同时，在1970年代煤矿已经采用了多路载波传输技术和模拟显示进行环境参数和机械状态的监测，用电话来指挥生产。随着改革开放的国策出台，开始引进了波兰CMM安全检测系统，英国的MINOS系统，美国的DAN系统和联邦德国的TF-200系统。1980年：随着引进消化并进一步实现“国产化”，创造了一系列适合我国煤矿条件的监控系统。1990年：先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80等煤矿安全监测监控系统。随后又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM,WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。同时在“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针和《煤矿安全规程》等法规文件中，规定我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监测监控系统。8.1概述二．安全监测监控系统技术发展历程中国第八章煤矿安全监测监控系统三．安全监测监控系统发展应用现状1、国外安全监测监控系统发展和应用国外安全监测监控系统，在应用于煤矿生产过程中，是集环境安全、生产控制、调度运输等各方面功能于一体的复合系统。截至目前，如果从系统信息传输方式来刻划的话，基本上每10年就有又一代新产品出现，目前还没有明确的划分标志。如果按照安全监测监控系统信息传输特征来区分的话，可以将其分为如下几代产品。8.1概述第八章煤矿安全监测监控系统第一代产品：信息传输采用空分制方式，这是国外最早应用于煤矿安全监测监控的信息传输方法。在20世纪60年代，英国煤矿的运输机控制、日本煤矿中的固定设备控制等大都采用这种技术，其中最具代表性的是法国的CCT63/40矿井环境监测系统，它可以检测瓦斯、一氧化碳等多种参数，布置40多个测点。到了20世纪70年代末，这一系统在西欧一些国家共装备了150多套。其中波兰在70年代从法国引进这一技术后，推出了可测128个测点的CMC-1系统。8.1概述第八章煤矿安全监测监控系统第二代产品：其主要技术特征是信道的频分制技术的应用，它可以大大减少传输信道电缆芯数目，于是很快取代了空分制系统。英、美、德等国家的煤矿在20世纪60年代后期就大量采用频分制技术。其中最具有表性的是西德Siemens公司的TST系统和F+H公司的TF200系统，这些音频传输系统，信息传输技术以晶体管电路为主