ВКР Морозов (1194822), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

окиси углерода – 0,0017%;

кислорода – 20%;

пыли – 150 мг/м³.

1. автоматическое отключение потребителей электроэнергии участка при превышении допустимых норм содержания метана;

2. формирование таблиц и графиков текущих и ретроспективных значений концентрации газов в точках измерения газового состояния стационарными датчиками;

3. время срабатывания АГЗ для стационарных метанометров не превышает 15 с;

4. задержка времени срабатывания АГЗ не превышает 0,5 с;

5. средняя задержка передачи сообщения на АРМ подсистемы «АГК, АГЗ, АПТВ, Обнаружение экзогенных пожаров, Контроль пыли» не превышает 5 с.[7].

2.2.3 Организация сети передачи данных в подсистемеах «АГК, АГЗ», «АПТВ», «Обнаружение экзогенных пожаров», «Контроль пылевых отложений» АСОДУ шахты

Комплекс технических средств подсистемы составляют стационарно устанавливаемые в подземных выработках датчики, средства контроля и управления, каналы связи и средства обработки, отображения и хранения информации на диспетчерском пункте. Все устанавливаемые в подземных выработках технические средства подсистемы и связанные с ними наземные технические средства, имеют требуемую маркировку по взрывозащите и разрешение на применение в рудниках и шахтах, в том числе опасных по газу и пыли.

Комплекс технических средств включает в себя:

• подземные устройства контроля и управления, предназначенные для приема аналоговых и дискретных сигналов, передачи этих данных на поверхность, отображения информации и реализации управления по заданной программе;

• датчики для измерения концентрации в рудничной атмосфере:

а) метана СН4,

б) оксида углерода CO,

в) кислорода О2,

г) угольной пыли,

• датчики скорости движения воздуха для измерения количества воздуха, проходящего по выработке;

• датчики положения вентиляционных дверей;

• свето-звуковые сигнализаторы для оповещения персонала в аварийных ситуациях;

• наземные устройства контроля и управления, обработки, хранения и отображения информации;

• каналы связи и каналообразующее оборудование;

• источники питания,

• АРМ ы для горного диспетчера и администратора системы;

• отдельный резервированный сервер подсистемы связанный с АРМ горного диспетчера, выделенный только для подсистемы «АГК, АГЗ, АПТВ, Обнаружение экзогенных пожаров, Контроль пыли»;

• АРМ службы АСОДУ для администрирования и контроля работоспособности подсистемы.

2.2.4 Основные проектные решения

Подсистема реализована на базе системы автоматизированного аэрогазового контроля АС АГК фирмы «Trolex Limited» (Великобритания).

Для ускорения процесса внедрения подсистем АГК принято решение в первую очередь внедрять, наиболее важные на данный момент подсистемы, а именно:

1. Обнаружение экзогенных пожаров;

2. Контроль пылевых отложений;

3. Автоматизация проветривания тупиковых выработок.

4. Контроль кислорода (в составе подсистемы «АГК, АГЗ»)

Места размещения датчиков метана и уставки порогов срабатывания, способы контроля и управления ВМП в подготовительных и проходческих забоях принимаются в соответствии с: Правила безопасности в угольных шахтах ПБ 05-618-03, Положение об аэрогазовом контроле в угольных шахтах.

Дополнительно, для обеспечения промышленной безопасности шахты, проектом предусмотрены следующие мероприятия:

1. контроль эффективности проветривания путем установки датчиков скорости воздуха на поступающих струях воздуха;

2. для обнаружения ранних признаков пожара в пожароопасных местах устанавливаются датчики оксида углерода.

В подсистемах «АГК, АГЗ», «АПТВ», «Обнаружение экзогенных пожаров», «Контроль пылевых отложений» предусмотрены технические решения, реализованные на базе комплекса технических средств системы автоматизированного аэрогазового контроля «АС АГК».

Подсистема обеспечивает выполнение следующих функций:

• автоматическое непрерывное измерение содержания метана, оксида углерода, кислорода и угольной пыли в рудничной атмосфере;

• автоматический контроль превышения предельно допустимых норм содержания метана, оксида углерода, кислорода и угольной пыли;

• местную свето-звуковую сигнализацию о превышении предельно-допустимых концентраций (ПДК) в контролируемых точках для метана и оксида углерода;

• централизованный сбор информации о содержании метана, оксида углерода, кислорода и угольной пыли и о превышении допустимых норм;

• формирование команд на автоматическое отключение электроэнергии с технологического оборудования при достижении предельных установленных концентраций горючих газов;

• автоматическое непрерывное дистанционное измерение количества воздуха, поступающего в горные выработки;

• автоматический контроль аварийного снижения скорости воздушного потока;

• дистанционный контроль, автоматическое и местное управление вентиляторами местного проветривания (ВМП);

• обнаружение ранних стадий возгорания по содержанию окиси углерода;

• свето-звуковую сигнализацию в диспетчерском пункте о превышении предельно-допустимых концентраций (ПДК) для всех газов и об аварийном снижении скорости воздушного потока в контролируемых точках;

• формирование архива учетно-аналитических данных и отчетных документов, ведение докумен­тации по системе, автоматическое формирование и печать сводок и отчетных форм;

• автоматическое ведение (архивирование и хранение) журнала событий.

Данные о рекомендации размещения датчиков аэрогазового контроля разработаны проектной документации, приведены в приложении A

Подсистема обеспечивает:

• прекращение горных работ при недопустимом содержании метана за счет автоматического снятия напряжения с горно-шахтного оборудования и включения световой и звуковой сигнализации;

• автоматический контроль количества воздуха, подаваемого в выемочные и проходческие забои;

• раннее обнаружение подземных пожаров с помощью автоматического контроля микроконцентраций оксида углерода, концентрации дыма, градиента температуры в воздухоподающих выработках;

• хранение и предоставление информации с использованием компьютеров (АРМ) горного диспетчера;

• телесигнализацию и телеизмерение контролируемых параметров рудничной атмосферы (проектом предусмотрена передача сигналов Т от всех датчиков подсистемы на рабочее место горного диспетчера);

• запись в память компьютеров сервера и горного диспетчера сигналов телеизмерений от датчиков метана, оксида углерода, кислорода, скорости воздуха, пыли;

• резервное электропитание компьютеров оператора АГК и горного диспетчера с помощью источников бесперебойного питания, входящих в комплект АРМов;

• при неисправностях датчиков, каналов передачи информации и программных модулей подачу звуковой и световой сигнализации на рабочем месте оператора АГК мультимедийными средствами, встроенными в АРМы [3].

2.2.5 Обеспечение требований безопасного применения технических средств подсистемы

При проектировании подсистемы с использованием технических средств Системы контроля и управления Commander TX2100 (далее Системы) фирмы Trolex (Великобритания) предусмотрены схемотехнические и программные решения, обеспечивающие ее безопасное и эффективное применение, а именно:

• автоматическое формирование и осуществление команд блокирования производственной деятельности выполняется датчиками Системы и связанными с ними станциями сбора данных и управлёния без использования наземных устройств обработки информации и каналов связи с ними;

• подаваемые команды блокируют работу оборудования непосредственно на контролируемом участке, находящемся в опасной зоне;

• для автоматического противоаварийного управления в полном объеме используется принцип автономной локальной станции контроля и управления, который позволяет осуществлять автоматическое отключение электроснабжения контролируемого участка независимо от состояния линий или системы передачи данных между подземными и наземными устройствами сбора и обработки информаци

• на программном уровне осуществляется автоматическое и непрерывное тестирование (самодиагностика) исправности технических средств с отображением информации об обнаруженных неисправностях по месту установки технического средства и на рабочем месте горного диспетчера;

• при тестировании обеспечивается раздельное или групповое определение отказов датчиков, связанных с недопустимым выходом сигнала за пределы диапазона возможных значений (по флагам, формируемым модулями аналогового ввода):

а) короткого замыкания или обрыва линии питания датчиков (по флагам, формируемым модулями аналогового ввода),

б) короткого замыкания или обрыва линии передачи данных между датчиками и станциями сбора данных и управления (по флагам, формируемым модулями аналогового ввода),

в) короткого замыкания или обрыва линии питания станций сбора данных и управления (по отсутствию отклика от неисправной станции),

г) короткого замыкания или обрыва линии передачи данных между станциями сбора данных и управления и наземными устройствами сбора и обработки информации (по отсутствию отклика от неисправной станции);

д) контроль наличия сетевого напряжения на подземных аппаратах электропитания и контроль степени разряда аккумуляторов, подключаемых к подземным аппаратам электропитания, обеспечивается аппаратно;

• Система обеспечивает выдачу сигнала на блокирование производственной деятельности защищаемого объекта в случаях:

а) неисправности датчиков метана (программирование станции сбора данных и управления по флагам, формируемым модулями управления) –

б) неисправности линии питания датчиков метана и (или) станции сбора данных и управления (программирование станции сбора данных и управления по флагам, формируемым модулями управления (сигнал fault), использование в цепи управления исполнительного реле с нормально разомкнутыми контактами, воздействие на вышестоящий аппарат защиты (групповой аппарат) при отсутствии отклика от неисправной станции),

в) неисправности линии связи между датчиками метана и станций сбора данных и управления (программирование станции сбора данных и управления по флагам, формируемым модулями управления -

г) неисправности линий управления между исполнительными устройствами станций сбора данных и управления и защищаемым оборудованием электроснабжения контролируемого участка (использование цепи квитирования от вспомогательных контактов аппарата защиты с контролем линии связи по NAMUR и воздействие на вышестоящий аппарат защиты при обнаружении неисправности цепей управления);

• при проектировании подсистемы «АГК, АГЗ, АПТВ» шахты используется принцип селективного отключения потребителей электроэнергии, когда отключаются только те потребители электроэнергии на контролируемом участке и силовые кабели, которые находятся или могут находиться в зонах с превышением допустимых норм содержания метана;

• предусмотрены дополнительные датчики, повышающие безопасность ведения горных работ.

1. Подсистема «Магистральные сети передачи данных»

Многофункциональная система безопасности на шахте «Денисовкая» (МСБ) представлена отдельными, технологически ориентированными, автоматизированными подсистемами. Все подсистемы объединены в локальную вычислительную сеть с формированием общей базы данных [3].

Программно-технический комплекс МСБ является трехуровневым и включает в свой состав:

• Технические средства и программное обеспечение (ПО) верхнего уровня (АРМы пользователей, коммуникационное оборудование, серверы, локальные вычислительные сети и программное обеспечение).

• Технические средства и ПО среднего уровня (контроллерное и сетевое оборудование для поверхностных и подземных объектов).

• Технические средства нижнего уровня (датчики и исполнительные механизмы для поверхностных и подземных объектов).

2.3.1 Технические средства верхнего уровня

Технические средства верхнего уровня включают в себя:

• Серверы сбора данных от контроллеров. В системе применены серверы, имеющие горячее резервирование блоков питания и жестких дисков и обеспечивающие надежное сохранение информации.

• Автоматизированные рабочие места (АРМ), размещенные в диспетчерском пункте.

• АРМы обслуживающего технического персонала МСБ.

• АРМы инженерных служб, координирующих технологические процессы и использующих информацию, собираемую МСБ.

• Активное сетевое оборудование, обеспечивающее связь серверов с оптоволоконными и проводными сетями Ethernet, а также преобразование сетевых протоколов Ethernet /Modbus.

Активное сетевое оборудование обеспечивает связь локальной вычислительной сети диспетчерского оборудования МСБ с магистральными сетями шахты.

Реализация топологии «кольцо» для приложения Industrial Ethernet достигается использованием станций связи Ethertex, специально разработанного для применения в шахтах и рудниках, в том числе опасных по газу и пыли.

С помощью технических и программных средств верхнего уровня реализуются следующие функции:

• контроль состояния технологического оборудования и хода технологического процесса;

• отображение технологической информации;

• дистанционный пуск и останов агрегатов с проверкой логических условий пуска и останова;

• протоколирование событий;

• ведение архивов данных;

• формирование и выдача отчетной документации;

• организация системы доступа.

Комплекс технических средств верхнего уровня.

Технические средства верхнего уровня включают в себя:

• Серверы сбора данных от контроллеров. В системе применены два I/O сервера для дублирования сохранения информации.

• Автоматизированные рабочие места (АРМ).

• Инженерные станции технического персонала МСБ.

• АРМы инженерных служб.

2.3.2 Технические средства среднего уровня

Технические средства и ПО среднего уровня включают в себя:

• станции управления SUTex SDTex (Promtex LTD), выполненных на базе искробезопасных контроллеров системы Commander 2100 (Trolex) и обеспечивающие сбор данных и управление подземными объектами;

• контроллеры Modicon M340 (Schneider Electric) для сбора данных и управления наземными объектами;

• активное сетевое оборудование.

Контроллеры Trolex предназначены для сбора данных и управления подземными объектами. Они имеют специальное исполнение для применения в особо опасных зонах (группа 1).

Характеристики

Список файлов ВКР