Системы многофункциональные измерительные аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС

Назначение

Системы многофункциональные измерительные аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС (далее - МИС) предназначены для измерения и автоматического контроля параметров рудничной атмосферы и горно-шахтного оборудования; контроля и управления установками и оборудованием с целью обеспечения безопасности работ в рудниках и угольных шахтах; анализа, обработки хранения, передачи информации и обмена информацией с автоматизированными рабочими местами.

Область применения МИС - подземные выработки шахт, рудников и их наземные строения, опасные по газу (метану) и/или горючей пыли, в соответствии с требованиями к уровню взрывозащиты согласно ПБ 05-618-03, ПБ-03-533-03.

Описание

Принцип действия МИС основан на преобразовании параметров рудничной атмосферы с помощью датчиков в электрические сигналы, передачи этих сигналов по проводным линиям связи, измерении этих сигналов контроллерами и анализе измеренных значений (сравнение с заданными допустимыми значениями - уставками) с целью выработки аварийных сигналов и сигналов управления шахтным оборудованием, обеспечивающим поддержание безопасного аэрогазового режима в горных выработках. Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ оператора и АРМ администратора. Конфигурирование МИС и настройка на работу в конкретных условиях осуществляется программным путем при настройке контроллеров, а также с АРМ администратора.

МИС включает измерительные каналы для измерения объемной доли метана, объемной доли оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока (далее - основные измерительные каналы).

В МИС предусмотрена возможность создания измерительных каналов для измерения концентрации (или объемной доли) других, кроме метана и окиси углерода, опасных и вредных газов в рудничной атмосфере, температуры, давления, частоты следования электрических сигналов и других параметров (далее - дополнительные измерительные каналы). В шахтах в дополнительных измерительных каналах, должны использоваться датчики, имеющие разрешение на применение в подземных выработках рудников и угольных шахт.

МИС имеет возможность изменения числа однотипных измерительных каналов в процессе эксплуатации.

МИС обеспечивает:

• измерение параметров рудничной атмосферы по основным измерительным каналам;

• контроль параметров по дополнительным измерительным каналам;

• сбор информации о состоянии шахтных объектов (оборудования);

• маршрутизацию и обмен информацией по каналам связи;

• выдачу управляющих команд на шахтные объекты (оборудование) при заданных значениях измеряемых или контролируемых параметров, с возможностью установления приоритета управляющим сигналам от автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора;

• отображение на АРМ оператора (журнал инженера-оператора) информации о контролируемых параметрах, работе технологического оборудования, результатах тестирования и выявленных неисправностях технических средств оператора в соответствии с требованиями РД-15-06-2006;

• хранение собранной информации на подземных и наземных вычислительных устройствах (серверах) и вывод текущей и архивной информации на бумажный носитель;

• формирование отчетов в электронном и бумажном виде о контролируемых и измеряемых параметрах, выявленных неисправностях и нештатных ситуациях.

Для местного управления вентиляторами местного проветривания в проходческих забоях используются посты управления кнопочные.

В состав измерительных каналов МИС входят контроллеры измерительные технологического оборудования Granch SBTC2 (номер в Государственном реестре средств измерений 28693-08) (далее - контроллер), датчики и линии связи, включающие комплект кабелей, устройства соединительные и муфты тройниковые.

Датчики основных измерительных каналов, входящие в состав МИС, указаны в таблице 1.

Таблица 1. Датчики, используемые в основных измерительных каналах МИС.

Технические характеристики

• Диапазон измерения объемной доли метана, не менее, объемной доли метана в воздухе, от 0 до 2,5 %.

• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 2.

• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану не более, с        15.

• Зона нечувствительности срабатывания сигнализации автоматической газовой защиты по метану, не более                                                               0,1 %.

• В МИС предусмотрена индикация объемной доли метана в диапазоне от 2,5 до 100 % без нормирования погрешности.

Таблица 2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана.

• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода, не менее, ppm от 0 до 50.

• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 3.

Таблица 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода.

• В МИС предусмотрена индикация объемной доли оксида углерода в диапазоне от 50 ppm до 200 ppm без нормирования погрешности.

• Диапазон измерения скорости воздушного потока, не менее, м/с          от 0,5 до 30.

• Пределы допускаемых погрешностей измерения скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 4.

Таблица 4. Пределы допускаемых погрешностей измерительных каналов скорости

воздушного потока.

• В дополнительных измерительных каналах МИС используются термопреобразователи сопротивления с параметрами по ГОСТ 6651 и/или датчики, имеющие один из следующих выходных сигналов:

- напряжение 0,4-2,0 В (при сопротивлении нагрузки 10 кОм и менее);

- ток 0-5 мА или 4—20 мА по ГОСТ 26.011;

- частота от 1 до 160 Гц (входное напряжение не более 10 В).

• Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования сигналов датчиков дополнительных измерительных каналов ± 0,3 %.

• Максимальное количество каналов обслуживаемых одним контроллером, составляет:

48 измерительных, либо 80 входных логических, либо 48 выходных управляющих, а также 1 канал передачи данных с интерфейсом Ethernet.

• Максимальное количество каналов передачи данных одного маршрутизатора на основе контроллера - 13.

• Длительность цикла автоматического опроса всех измерительных каналов не более 1,5 мс.

• Задержка изменения состояния канала коммутации, при достижении аварийных значений контролируемых параметров или отказе датчиков основных измерительных каналов, приводящих к блокированию производственной деятельности (задержка времени срабатывания МИС) не более 50,0 мс.

• Измерительные каналы МИС, включающие датчики с выходным сигналом в виде напряжения, сохраняют свой метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 500 Ом.

• Измерительные каналы МИС, включающие датчики с токовым выходным сигналом, сохраняют свой метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 100 Ом.

• Время хранения контроллером информации о измерениях по всем измерительным каналам не менее 36 часов, а сервером - не менее 1 года.

• МИС обеспечивает обмен информацией:

- между контроллерами и маршрутизатором и между маршрутизаторами по линиям связи с параметрами, приведенными в эксплуатационной документации;

- между маршрутизаторами и серверами, АРМ по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.

МИС обеспечивает возможность подключения дополнительных устройств по линиям связи с параметрами, приведенными в эксплуатационной документации. Дополнительные устройства должны иметь разрешение на применение в подземных выработках рудников и угольных шахт.

• МИС обеспечивает возможность определения следующих неисправностей технических средств:

- отказы датчиков;

- выход сигнала от датчика за пределы диапазона измеряемых значений;

- короткое замыкание или обрыв линии передачи данных между датчиками и контроллерами, между подземными контроллерами и наземными устройствами сбора и обработки информации.

• В МИС предусмотрена возможность изменения интервала циклического опроса контролеров сервером, при этом максимальное значение времени цикла не должно превышать:

- по основном параметрам (объемная доля метана и оксида углерода, скорость воздушного потока) 1 минуту;

- по дополнительным параметрам 5 минут.

• Нормальные области значений климатических влияющих факторов:

- температура окружающей среды от (20±5)°С;

- относительная влажность воздуха от 30 % до 60 % при 20 °C;

- атмосферное давление (101,3 ± 3,3) кПа [(760 ± 25) мм.рт.ст].

• Составные части МИС, за исключением датчиков, устойчивы к следующим климатическим воздействиям:

- температура окружающей среды от 0°С до 40°С;

- относительная влажность воздуха не более 98 % при 20 °C;

- атмосферное давление от 84 кПа до 106,7 кПа.

• Датчики устойчивы к климатическим воздействиям, указанным в их эксплуатационной документации.

• Степень защиты составных частей МИС от проникновения пыли, посторонних тел и воды по ГОСТ 14254:

- наземной части не менее IP 20;

- подземной части не менее IP 54.

• Электропитание МИС осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 30 В до 150 8 или источника питания постоянного тока с напряжением (12 ±2) В.

• При отключении всех линий внешнего электропитания от сети переменного тока подземная часть МИС сохраняет работоспособность не менее 16 часов.

• При отключении от сети переменного тока наземная часть МИС сохраняет работоспособность не менее 10 мин.

• Потребляемая мощность МИС:

- контроллера - не более 150 Вт;

- других составных частей - не более значений, указанных в их эксплуатационной документации.

• Средний срок службы составных частей МИС, за исключением датчиков, 5 лет с учетом проведения регламентных восстановительных работ.

• Средний срок службы датчиков соответствует указанному в их эксплуатационной документации.

• Средняя наработка на отказ не менее 9000 часов.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации МКВЕ. 421457.001 РЭ.

Комплектность

В состав комплекта поставки МИС входит:

Поверка

Поверка системы многофункциональной измерительной аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС осуществляется в соответствии с методикой поверки, приведенной в Приложении Ж МКВЕ. 421457.001 РЭ «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС». Руководство по эксплуатации», согласованной ФГУП «СНИИМ» в феврале 2008 г.

Межповерочный интервал - один год.

Поверка датчиков основных измерительных каналов осуществляется по следующим методикам:

• ТХ6363 и ТХ6383 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ6363 и ТХ6383. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;

• ИДИ - «Датчики искробезопасные инфракрасные ИДИ. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;

• ТХ6373 - «Датчики концентрации токсичных и горючих газов ТХ6522/23 и ТХ6373. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;

• ДОУИ - МП 242-0416-2006 «Датчики оксида углерода искробезопасные ДОУИ. Методика поверки»;

• ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923 - «Датчики скорости и расхода газового потока ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923, ТХ5924, ТХ5925. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;

• ДСПШ-20 - «Измеритель скорости воздушного потока ДСПШ-20. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации ИБЯЛ. 433639.003 РЭ.

Нормативные документы

ГОСТ Р 51330.0-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования».

МКВЕ. 421457.001 ТУ «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС». Технические условия».

Заключение

Тип системы многофункциональной измерительной аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием «Granch МИС» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.

Сертификат соответствия № РОСС 1Ш.ГБ05.В02211, выдан Органом по сертификации РОСС Ки.0001.110ГБ05 НАНИО «Центр по сертификации взрывозащищенного и рудничного электрооборудования» 05.03.2008 г.