矿井安全监测监控系统.pptx

ZM51系统特点先进性准确性可靠性灵活性易用性TCP/IP non ExEX2iKNF5ZM51ZM51ZM51Vw5.15Hz5.15Hz5.15HzCH4CoZ51-ZM20Submaster ZM51intrinsically safe bus ZM51 with 19,2 kbdEx I (ATEX)级别，级别，ZM51数据传输及自动化系统数据传输及自动化系统ZM51，彻底的本质安全系统，彻底的本质安全系统 地下直至地上的现场总线地下直至地上的现场总线 高达高达256个分站个分站(地址地址)FSK-Modems/93，75/19,2 kbit/s拓扑线，树状，星型，拓扑线，树状，星型，O型环型环操作软件，操作软件，Token-Passing 或或 Master Slave（令牌传递或主从）令牌传递或主从）传输模式传输模式：点：点 点，点，点点 多点多点现场总线扩展范围现场总线扩展范围 20 km主动星型耦合及中继主动星型耦合及中继 诊断模块诊断模块与其它系统连接的串行断口与其它系统连接的串行断口SPS（PLC）功能，有功能，有 512 步步 指令指令功能强大可靠的输入功能强大可靠的输入CP，带主令功能，带主令功能mit Masterfunktionen紧凑型紧凑型 Z51K，有，有 数据传输和数据传输和SPS（PLC）微处理器微处理器SPS（PLC）功能，有功能，有 4000步步 指令指令SPS（PLC）控制的控制的 LCD 显示显示Ex I (ATEX)级别，级别，ZM51数据传输及自动化系统数据传输及自动化系统ZM51系统是唯一获得专门认证的传输系统是唯一获得专门认证的传输矿井数据的系统。矿井数据的系统。因此，完全可以放心地用因此，完全可以放心地用ZM51系统和井上某地的计算机通讯，系统和井上某地的计算机通讯，传送矿井大气数据，例如：甲烷、一氧化碳和风速等数据。传送矿井大气数据，例如：甲烷、一氧化碳和风速等数据。这些数据，在计算机上，进行存档、记录、显示等处理。这些数据，在计算机上，进行存档、记录、显示等处理。更进一步，更进一步，ZM51系统还是唯一获得专门认证的关断井下系统还是唯一获得专门认证的关断井下供电电源的系统。因此，用供电电源的系统。因此，用ZM51系统可以保障，当瓦斯浓度系统可以保障，当瓦斯浓度升高，例如，当甲烷含量一旦高于升高，例如，当甲烷含量一旦高于 1%时，系统就会立即关时，系统就会立即关断电源供应。即使是在这时，系统与井上计算机的通讯完全断电源供应。即使是在这时，系统与井上计算机的通讯完全与断电无关，保持正常。与断电无关，保持正常。用用 ZM51数据传输系统传输矿井气体数据传输系统传输矿井气体测量技术数据测量技术数据TCP/IP non ExEX2iKNF5ZM51ZM51ZM51Vw5.15Hz5.15Hz5.15Hz向井上的现场总线向井上的现场总线 监测总线监测总线Wetterbus输入站输入站以以 1,2/4,8/19,2kbit/s速率进行数据传输速率进行数据传输令牌传递软件令牌传递软件 A1.41 u.A1.42主从软件主从软件 A 4.01 u.4.02/A4.11 u.A4.12测量值分辨率测量值分辨率 10Bit测量值输入测量值输入 5.15 Hz(max.4.5.15,5 Hz)参考值传输参考值传输有效性检验有效性检验传输准确度传输准确度 HD d=4传输距离传输距离 20,12,8km主动星型耦合主动星型耦合(传输距离耦合传输距离耦合)过程计算机接口过程计算机接口瞬时发送瞬时发送(以秒计，可以参数化以秒计，可以参数化)DMT 测试报告测试报告 FLES 1.7(4/91.12/97)CH4CoZ51-ZM20Submaster ZM51intrinsically safe bus ZM51 with 19,2 kbdZ51分站用用 ZM51数据传输系统传输矿井数据传输系统传输矿井气体有关的高压电源关断指令气体有关的高压电源关断指令 1%CH4 sensor 05%SensorHigh voltage switch10kVSafety couplersG21402max.4kmD 19,2 kbit/sZM51ZM51现场总线现场总线 关断总线关断总线输入站，输入站，关断站关断站以以 4,8 或或 19,2 kbit/s速率进行数据传输速率进行数据传输主从软件主从软件 BS 02.06 u.02.05冗余关断站冗余关断站用用 DE88W保证输入能力保证输入能力用用DA44W使输出口输出延迟使输出口输出延迟 高压电源关断总线长度，最长高压电源关断总线长度，最长 4kmDMT 测试报告测试报告 FLES-Nr.B0601 9/2001Ex-arealimit 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 Network2Profibus 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 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 moduleI/O moduleintrinsically box Z51-iSTProfibus(Cu)FSK本质安全区本质安全区煤矿安全监测监控系统煤矿安全监测监控系统ZM20 ZM12+I/O分站分站 服务器服务器操作站操作站TCP/IP (Fiber)国内系统结构框图（一）国内系统结构框图（一）国内系统结构框图（二）国内系统结构框图（二）KGJ15型设备开停传感器KG3007A型矿用温度传感器KGJ16型智能遥控瓦斯传感器KGJ15型设备开停传感器KJF16A-4型通用监控分站适用于信息相对集中的区域适用于信息相对集中的区域主传输线主传输线国内系统结构框图（三）国内系统结构框图（三）KGJ16型智能遥控瓦斯传感器KJF16A-4型通用监控分站主传输线适用于远离主传输线的孤立点，也适用于向恶劣环境的巷道内延伸适用于远离主传输线的孤立点，也适用于向恶劣环境的巷道内延伸（1）智能传感器直接接入（2）普通传感器通过串扩口接入KJ8001型串行扩展器KGN1型烟雾传感器KGJ15型设备开停传感器KGJ16型智能遥控瓦斯传感器串扩器通信口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 supply127VACdNG3-12ibNV2-12ia12VDCFLP57105710Datatransmission 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 AI1 x DO2 x AI4 x DI123456786 x AI3 x DI2 x DO4 x AI1 x DOSKASKAMD511MD511SKA11SKA11FGW11NV2dNG3MD511MD511SKA11SKA11FGW11NV2dNG3I/0MDI/0MDI/0MDRoadway AreaRoadway 3Roadway 2Roadway 1ZM12ZM12ZM12FGWFGWFGWdNG3UPSNV2UPSdNG3NV2dNG3NV2UPSI/0MDZM12FGWdNG3NV2UPS127VAC12VDC500mA12VDC500mA12VDC500mA12VDC500mA127VAC127VACto 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=Repeater ZM51S=Substation ZM51non ExSurfaceUndergroundZM51 Fieldbus 19200 bit/sec19200 bit/sec19200 bit/secCH4Von-offVwDon-offPrWon-offExperion PKSServerLANSubmaster ZM51 ZM20IOperator StationsOperator StationsiKV3iKV3Shaft cable 4 x 2 x0,8 mm2 PE Data Network2Profibus 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 PEG2YY(Z)Y12 x 2 x 0,8mm2 PEXinyuan 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 supplydNG3-12ib/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 sensors(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现场传感器实物布置图现场传感器实物布置图本安接线盒本安接线盒 UPS4小时小时Weolke SensorWeolke SensorCH4(H,L),CO ZM12 ZM20 C200 现场实物配置示意图现场实物配置示意图Wv a condition 0,8mm2 PE twisted pair!普通矿用铜质双绞线无极性要求普通矿用铜质双绞线无极性要求Protocol ZM51 FieldbusCH4ZM51RRRZM201km20km 20km20km20kmmaximum for 1,2kbit/s (3 x Repeater)iKNFZM51RRR1km14km14km14km14kmmaximum for 4,8kbit/s (3 x Repeater)iKNFZM51RRR1km8km 8km8km8kmmaximum for 19,2kbit/s (3 x Repeater)iKNFCH4CH4ZM20ZM205.15Hz5.15Hz5.15HzZM20RRR1km5km 5km5km5kmmaximum for 93,75 kbit/s (3 x Repeater)kHF2CH4ZM205.15Hz本质安全型特点本质安全型特点：Profibus FSK本安型现场总线接口，通讯距离不低于本安型现场总线接口，通讯距离不低于5-20KM；具有各种型号和信号类型的具有各种型号和信号类型的IO模块；模块；所有设备间的连接仅通过一对普通的矿用铜质双绞线，无所有设备间的连接仅通过一对普通的矿用铜质双绞线，无极性要求；极性要求；断开、断电恢复后，自恢复功能；断开、断电恢复后，自恢复功能；具有具有Modbus RTU Master-RS485(光隔光隔)接口接口；体积小，重量轻，接线采用快速插头，安装快速方便，特体积小，重量轻，接线采用快速插头，安装快速方便，特别适合煤矿的移动性生产，适合矿井的搬家倒面；别适合煤矿的移动性生产，适合矿井的搬家倒面；具有具有FDL(FSK)通讯接口，可以与国外众多煤矿制造厂家通讯接口，可以与国外众多煤矿制造厂家的设备进行通讯，完全实现综采工作面自动化。如的设备进行通讯，完全实现综采工作面自动化。如DBT、JOY支架、支架、BF组合开关、组合开关、Marco组合开关、安控组合开关、组合开关、安控组合开关、Allenwest负荷中心、塞特组合开关、负荷中心、塞特组合开关、DBT三机、三机、JOY采采煤机、煤机、Eickhoff采煤机、采煤机、Dodge CST、ACE顺槽胶带机顺槽胶带机等。等。煤矿井下传感器信号传输类型对比煤矿井下传感器信号传输类型对比能量传输：电流信号（4-20 ma）优点：抗电磁干扰能力较强；负荷电阻较小（250）；缺点：传输距离受限；电缆本身阻抗和电感原因；信号传输：电压和频率信号（5-15Hz,）优点：传输距离较远；缺点：抗电磁干扰能力较强；CH4/CO/Wv三重安全冗余配置方案三重安全冗余配置方案系统配点电本系统配点电本安安I/O箱箱断电仪断电仪原理说明原理说明：正常时，输出正常时，输出信号给系统；信号给系统；当浓度达到报当浓度达到报警值时产生声警值时产生声光报警，同时光报警，同时将信号发送给将信号发送给系统产生报警；系统产生报警；当浓度达到断当浓度达到断点值时报警并点值时报警并输出信号输出信号（AI）给系统）给系统判断后执行两判断后执行两道断电指令，道断电指令，同时发出断电同时发出断电信号（信号（DO或或)执行断电指令，执行断电指令，并将切断信号并将切断信号(DI与与)反馈给系反馈给系统。统。CH4(CO)浓度浓度1.5%1.0%报警值报警值断电值断电值分线盒分线盒本安电源本安电源AC127VDC12V本安总线电缆本安总线电缆系统现场本安系统现场本安I/O箱箱报警和切报警和切断信号传断信号传递给系统递给系统模拟量信号模拟量信号（AI)执行切断指令执行切断指令-2现场供电高现场供电高爆开关爆开关执行切断指令执行切断指令-1CH4(CO)传感传感器，通过密码器，通过密码可设定参数可设定参数执行切断执行切断指令指令-3数字量信号数字量信号（DO)电力分电力分站站PKS系统系统切断反馈信号风量控制风量控制开关开关矿务局矿务局省安全局省安全局国家煤矿安全监察局国家煤矿安全监察局发射机站发射机站信息系统传输安全性安全性为维护系统的安全性保密工作，厂景系统提供可组态的安全级别，控制级别和区域分配。可以对每个操作员或轮流对每个操作站设定级别。共有六级安全级别限制操作员访问厂景系统的功能。共有256级控制级别限制操作员控制矿区设备的能力。区域分配可以限制操作员能够进行操作的矿井区域。此区域为有效划分矿井和系统的点信息，图形及报警信息而设立。当操作员登录到系统时，针对操作员的含有保密级别，控制级别，区域分配等信息的配置被激活。报警和事件管理报警和事件管理多级报警优先级标准的报警/通讯/事件/信息/故障停机分析画面报警/通讯/信息/停机状态条状显示相关信息每屏显示最近发生的报警报警筛选(优先级、区域、确认状态等)先进的报警管理标准的报警/事件及报警持续时间的报告。灵活的趋势组态使得趋势可以在线组态，仅需简单地从数据库中选择并输入点灵活的趋势组态使得趋势可以在线组态，仅需简单地从数据库中选择并输入点的位号及参数完成趋势图组态。任何历史数据采集的时间间隔都可以作为趋势的位号及参数完成趋势图组态。任何历史数据采集的时间间隔都可以作为趋势图的时间轴基准。标准趋势图包括：图的时间轴基准。标准趋势图包括：单组趋势图单组趋势图双组趋势图双组趋势图三组趋势图三组趋势图多曲线趋势图多曲线趋势图多范围趋势图多范围趋势图X-YX-Y坐标分布图坐标分布图数据表格数据表格组趋势图组趋势图分析、处理数据的功能包括：分析、处理数据的功能包括：合并实时与历史趋势合并实时与历史趋势趋势图缩放、全景及卷动趋势图缩放、全景及卷动显示刻度线显示刻度线趋势图密度可组态趋势图密度可组态简单的已归档历史数据的调用简单的已归档历史数据的调用趋势保护趋势保护智能剪贴板功能，仅需使用复制智能剪贴板功能，仅需使用复制 粘贴的方式来复制数据粘贴的方式来复制数据 趋势图仅需在线的简单组态，而无需建立专门的画面。实时数据和历史数据趋势图仅需在线的简单组态，而无需建立专门的画面。实时数据和历史数据可以在同一幅趋势图上显示，已归档的历史数据可以通过卷动来访问或直接输可以在同一幅趋势图上显示，已归档的历史数据可以通过卷动来访问或直接输入你想要察看的数据的日期和时间即可入你想要察看的数据的日期和时间即可。灵活的趋势组态灵活的趋势组态历史数据的采集有多种时间频率，可以采集平均值或瞬时值。厂景系统可以在线保持大量的历史数据并自动归档，可存贮并访问的历史数据无限制。历史数据采集的缺省时间间隔有：5秒瞬时值1分钟瞬时值1小时瞬时值8小时瞬时值24小时瞬时值6分钟平均值1小时平均值8小时平均值24小时平均值被采集的历史数据可用于趋势、用户画面、报表、应用程序、电子表格及与ODBC兼容的数据库。历史数据可归档至本地硬盘、磁带机等存贮介质中。历史数据的采集历史数据的采集CLIENT STATIONNTNTSERVER(primary)SERVER(backup)综合报告综合报告报告形式可在线编辑报警/事件与操作跟踪报警持续时间计算按类别与原因生成的停工报告自由格式(数学运算与读写操作)点属性报告，停止扫描，手动和报警禁止交叉引用使长期维护更简便报告可按周期，事件驱动或指令要求生成可输出到屏幕，打印机，文件或其他计算机可在任一台客户机进入报告系统Referencelist China Projects Xing Long Zhuang Coal Mine 1984Monitoring systemTelephone systemMobile Radio systemChongqing Factory1985Data system TF200Tianjin Factory1985Mobil Radio system FM 60-130Fushun Coal Research Institute1990Gas exhaustion system for laboratoryJining No.2 Service Hoist1991Saft signalling system with FernsigChangcun Mine Hoist1992Saft signalling system with FernsigBaodian Mine Hoist1999Saft signalling system with ZM51Chengijao Mine Hoist2000Saft signalling system with ZM51Tangkou Mine Hoist2002Saft signalling system with ZM51Huxi Mine Hoist2003Saft signalling system with ZM51Baodian East Hoist2003Saft signalling system with ZM51Baodian West Hoist2003Saft signalling system with ZM51Tunliu Service Hoist2003Saft signalling system with ZM51Tunliu Main Hoist2004Saft signalling system with ZM20Longgu Main Hoist2005Shaft signalling system with ZM20 技术、服务及信用技术、服务及信用设在北京、上海两大技术研发中心为任何技术难题的攻克提供及时的保障；24小时CRC热线电话；集系统制造商、提供商、服务商与一身；以全球第76位、美国30家标准普尔工业指数之一的大公司信用做保障。