KJ90NB煤矿安全监控系统在坪上煤业的应用

2014-09-01张丽江

机电信息 2014年21期

关键词：坪上环网分站

张丽江

(山西晋煤集团坪上煤业有限公司，山西晋城 048203)

KJ90NB煤矿安全监控系统在坪上煤业的应用

张丽江

(山西晋煤集团坪上煤业有限公司，山西晋城 048203)

重点介绍了KJ90NB煤矿安全监控系统在坪上煤业有限公司(以下简为坪上煤业)的应用情况，主要包括系统布局、功能需求、硬件结构等，分析了其与升级改造前KJ90NA系统的主要区别和优势。

煤矿安全监控系统；工业以太环网；升级改造

0 引言

坪上煤业隶属晋城煤业集团沁秀公司，生产能力90万t/年，属于煤与瓦斯突出矿井。2008年7月，矿井安装KJ90NA煤矿安全监控系统，由于传输速率低、巡检周期长、传输方式落后，2011年11月升级改造为KJ90NB煤矿安全监控系统。

1 升级改造要求

1.1 系统组成

系统主要由主备机、防火墙、接入网关、核心交换机、工业以太网交换机、分站、断电器、传感器、光缆及双绞线等组成。

1.2 技术指标要求

(1) 系统具备双机热备功能，当工作主机发生故障时，备份主机应在1 min内投入工作。(2) 系统具备环网交换机光/电口的“接通/断开”状态显示功能、井下环网交换机“交/直流供电”状态显示功能以及异常情况报警提示功能。(3) 甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2 s，异地控制时间应小于2倍巡检周期；系统具备手动遥控断电功能。(4) 传输方式：工业以太网+现场总线。(5) 传感器至分站之间的传输距离应不小于2 km，分站至交换机、分站至分站之间最大传输距离不小于10 km。(6) 误码率应不大于10-8；通信冗余恢复：自愈时间不大于0.3 s。(7) 系统后备电源在交流断电时，必须保证系统及设备正常运行2 h以上。

2 KJ90NB煤矿安全监控系统设计

2.1 系统总体布局

系统采用工业以太环网平台；机房设置主备机、Web服务器、上传服务器、防火墙及打印机；井下由各防爆交换机连接瓦斯监控分站，分站下挂各类传感器完成对井下环境数据的实时监控。具体如图1所示。

图1 坪上煤业KJ90NB系统布局图

2.2 硬件配置

2.2.1 机房中心站

地面中心站设置2台IBM x3650服务器作为主备机，安装KJ90NB软件、SQL数据库软件以及双机热备软件；另外设置2台IBM x3650服务器分别用于瓦斯数据联网和Web服务；设置1台打印机实现数据、报表的打印功能；设置1个防火墙实现病毒防护功能。

2.2.2 环网平台

地面中心站设置1台CQCC6200地面核心环网交换机，710泵站设置1台矿用KJJ103交换机，井下西胶九横川、中央变电所、东轨九横川硐室各安装1台矿用KJJ103交换机，通过5 km光缆和地面机房CQCC6200核心环网交换机构成主干工业以太环网。

2.2.3 分站和传感器

监控分站采用KJ90-F16型分站，分站具有16个传感器普通输入端口，智能开关量输入端口1个，控制输出端口8个，RS485总线通信端口1个。KJ90-F16型分站含备用电源，当交流断电时，分站与传感器由备用电源直流供电，可持续供电2 h以上。传感器采用KJ90-F16型分站配套的KG9701A型低浓度甲烷传感器、GWF15型风速传感器、GTH500(B)型一氧化碳传感器、GW50(A)型温度传感器、GT-L(A)型设备开停传感器等。断电器采用KJ90-F16型分站配套的KDG3K型(适用于660 V)或DG0.35/660型(适用于1 140 V)井下远程馈电断电器。

2.3 主要功能特点

(1) 通讯方式采用多主并发，彻底突破了低速总线下的技术瓶颈，反应速度显著提高；(2) 系统节点容量大大增加，突破了现有煤矿监控系统支持的节点容量的限制；(3) 采用开放式的TCP/IP协议，兼容能力强，并支持CAN/RS485总线等多种信号接入及转换，可方便接入矿井各种监控子系统；(4) 具有强大的网管功能，如：VLAN划分、IP地址设置、优先级控制、电源管理及端口状态监视、流量控制等；(5) 具有较强的信息集成能力，支持COM/DCOM组件、OPC、VBA、ODBC、NETDDE、ActiveX控件、FTTP等技术，无缝整合各子系统，实现信息共享和Web查询；(6) 采用冗余环网和双电源工作模式，某个节点和线路故障不影响整个平台通讯，自恢复时间短；(7) 软件采用B/S结构模块化方式设计，客户端无需配置；便于用户定制、开发特殊功能和第三方软件的集成；(8) 传输介质支持光纤多模、单模、超五类双绞线和普通双绞线，满足矿井巷道分支特点，结构灵活。