Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО "Южный Кузбасс" - Управление по подземной добыче угля шахта "Ольжерасская-Новая"

Назначение

Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» -Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая» (далее АС АГК) предназначена для измерения объемных долей метана и оксида углерода в воздухе, скорости воздушного потока (параметров рудничной атмосферы), управления установками и оборудованием для поддержания безопасного аэрогазового режима в горных выработках, а также передачи информации на диспетчерский пункт для ее отображения, хранения и анализа в целях обеспечения безопасности горных работ.

Описание

Принцип действия АС АГК основан на преобразовании параметров рудничной атмосферы с помощью датчиков в электрические сигналы, передачи этих сигналов по проводным линиям связи через искрозащитные баръеры в контроллеры, измерении этих сигналов контроллерами и анализе измеренных значений (сравнение с заданными допустимыми значениями - уставками) для выработки контроллерами аварийных сигналов и сигналов отключения шахтного оборудования с целью обеспечения безопасного аэрогазового режима в горных выработках. В качестве контроллеров используются контроллеры измерительные технологического оборудования Granch SBTC2 (Номер в Государственном реестре средств измерений 28693-08). Включение оборудования после аварийного отключения осуществляется в ручном режиме с АРМ инженера-оператора АГК.

Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора системы (в дальнейшем - администратора), собранных на основе персональных компьютеров. Обмен информацией между контроллерами и маршрутизаторами и между маршрутизаторами осуществляется по специальному протоколу связи. Обмен информацией между маршрутизаторами и серверами и АРМ осуществляется по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.

АС АГК обеспечивает возможность подключения по линиям связи устройств оповещения, сигнализации, связи, наблюдения и управления оборудованием шахты. Конфигурирование АС АГК и настройка на работу в конкретных условиях осуществляется программным путем при настройке контроллеров, а также с АРМ администратора. Защита от внесения несанкционированных изменений в конфигурацию системы обеспечивается системой индивидуальных паролей.

При отключении сети переменного тока основного питания АС АГК автоматически переходит на резервное питание от блоков автономного питания.

Датчики, контроллеры, маршрутизаторы, серверы, АРМ инженера-оператора АГК, АРМ администратора и линии связи между ними образуют измерительные каналы.

В состав АС АГК входят измерительные каналы для измерения объемной доли метана (CH4), объемной доли оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока.

АС АГК обеспечивает:

• измерение параметров рудничной атмосферы;

• сбор информации о состоянии шахтных объектов (оборудования);

• маршрутизацию и обмен информацией по каналам связи;

• выдачу управляющих команд на шахтные объекты (оборудование) при достижении контролируемыми параметрами заданных значений, с возможностью управления приоритетами выдачи управляющих сигналов с автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера-оператора;

• отображение на АРМ инженера-оператора информации о контролируемых параметрах, работе технологического оборудования, результатах тестирования и выявленных неисправностях технических средств 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.

АС АГК обеспечивает возможность определения следующих неисправностей технических средств:

• отказы датчиков;

• выход сигнала датчика за пределы диапазона измеряемых значений;

• короткое замыкание или обрыв линии питания датчиков и подземных устройств контроля и управления;

• короткое замыкание или обрыв линии передачи данных между датчиками и подземными устройствами контроля и управления, между подземными устройствами контроля и управления и наземными устройствами сбора и обработки информации.

В составе измерительных каналов АС АГК используются датчики, указанные в таблице 1.

Таблица 1- Датчики, используемые в основных измерительных каналах АС АГК

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) верхнего уровня включает в себя:

• программное обеспечение сервера - сервер данных реального времени OPC KEPServerEx 4.0; сервер сохранения данных СУБД MS SQL и ПО Genesis v8 (используемые приложения Genesis: DataWorX32, TrendWorX32, GenBroker, AlarmWorX32). Серверы KEPServerEx и MS SQL работают в виде сервисов ОС Windows;

• программное обеспечение АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора - пакет программ Microsoft (XP Professional, Office 2003) и SCADA-система Genesis v.8.

Уровень защиты программного обеспечения по МИ 3286 - С. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения

Технические характеристики

• Диапазон измерения объемной доли метана в воздухе от 0 до 2,5 %;

• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 3.

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

Таблица 3 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода от 0 до 50 млн-1.

• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 4.

• Диапазон измерения скорости воздушного потока от 0,1 до 30 м/с.

• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика - не более приведенных в таблице 5.

• АС АГК допускает увеличение числа измерительных каналов за счет введения в эксплуатацию новых каналов, однотипных используемым в базовой конфигурации.

Таблица 4 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

Таблица 5 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

• 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 измерительных контролеров или маршрутизаторов, подключаемых к одному маршрутизатору - 12.

• Максимальная допускаемая длина проводных линий связи между датчиками и контроллерами при условии их прокладки шахтным телефонным кабелем типа ТППШв с диаметром провода не менее 0,64 мм не менее 500 метров.

• Формирование базы данных с результатами измерений и ведение журналов событий -автоматическое.

• Время хранения измерительными контроллерами информации об измерениях по всем измерительным каналам - не менее 36 часов, а в наземных вычислительных устройствах (серверах) - не менее 1 года.

• Максимальная длительность цикла опроса измерительных контроллеров сервером (АРМ) не превышает 100 с.

• Способ защиты программного обеспечения - система управления доступом операционной системы.

• Нормальные области значений климатических влияющих факторов:

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

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

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

• Рабочие условия эксплуатации составных частей АС АГК, за исключением датчиков:

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

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

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

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

• Степень защиты составных частей АС АГК от проникновения пыли, посторонних тел и воды по ГОСТ 14254: наземной части не менее IP 20; подземной части не менее IP 54.

• Электропитание подземной части АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 30 В до 150 В (основное питание)или источника питания постоянного тока с напряжением (12 ±2) В (резервное питание).

• Электропитание наземной части АС АГК осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 187 В до 242 В.

• Подземная часть АС АГК сохраняет свои технические и метрологические характеристики при отключении сети переменного тока не менее 16 часов.

• Средняя наработка на отказ не менее 9000 часов.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации на систему автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» - Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая».

Комплектность

В комплект базовой конфигурации АС АГК входят измерительные, связующие и комплексные компоненты и документация, указанные в таблице 6.

Таблица 6 - Комплектность АС АГК

________________________________Технические средства_________________________________

АРМ инженера-оператора - 1 шт.;

АРМ администратора - 1 шт.;

Сервер основной - 2 шт.;

Сервер резервный - 2 шт.;

Коммутатор для сети Ethernet - 2 шт.:

Принтер - 2 шт.;

Устройство бесперебойного питания - 5 шт.;

Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2 для маршрутизатора - 1 шт.;

Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB - 9 шт.;

Искрозащитные барьеры BNI - 6 шт.;

Датчик концентрации горючих газов ТХ 6363 - 22 шт.;

Датчик горючих газов стационарный ДМС 03 - 1 шт.;

Датчик концентрации горючих и токсичных газов ТХ 6373 - 16 шт.;

Датчик токсичных газов стационарный СДТГ 01 - 1 шт.;

Датчик скорости и расхода газового потока вихревой ТХ 5921 (мод. ТХ 5922) - 2 шт.;

Датчик скорости и расхода газового потока вихревой ТХ 5921 (мод. ТХ 5923) - 5 шт.;

Измеритель скорости воздушного потока СДСВ 01 - 1 шт.____________________________

_________________________________Документация_________________________________

Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» -

Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая». Руководство по эксплуатации.________________________________________________________________________

Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» -

Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая». Методика поверки.

Поверка

осуществляется по документу «Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» - Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая». Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в декабре 2010 г.

Основное поверочное оборудование:

• Поверочный нулевой газ (воздух) в баллонах под давлением, ТУ 6-21-5-82;

• ГСО-ПГС № 3907-87 СН4 - воздух в баллонах объемом до 0,2 дм3 под давлением.

Номинальное значение объемной доли метана в ПГС: (1,3±0,15), (2,35±0,15)%;

• ГСО-ПГС № 3844-87 СО - воздух в баллонах под давлением. Номинальное значение объемной доли СО в ПГС (22±4) млн-1;

• Секундомер СОПпр 2а-3, ТУ 251894.003-90;

• Ротаметр РМ-А-0,063Г УЗ.

Поверка измерительных и комплексных компонентов АС АГК осуществляется по следующим методикам:

• Granch SBTC2 - МКВЕ. 468364.001Д2 «Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2. Методика поверки»;

• ТХ 6363 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ 6363 и ТХ 6383. Методика поверки» (Приложение А к Руководству по эксплуатации);

• ДМС 03 - ДМС 03.00.000 ДЛ «Датчики горючих газов стационарные ДМС 03 и ДМС 03Э. Методика поверки»

• ТХ 6373 - «Датчики концентрации токсичных и горючих газов ТХ 6373. Методика поверки» (Приложение А к Руководству по эксплуатации);

• СДТГ - МП-242-0613-2007 «Датчики токсичных газов стационарные СДТГ. Методика поверки»;

• ТХ 5922, ТХ 5923 - «Датчики скорости и расхода газового потока ТХ 5921, ТХ 5922, ТХ 5923, ТХ 5924, ТХ 5925. Методика поверки» (Приложение А к Руководству по эксплуатации)

• СДСВ 01 - «Измерители скорости воздушного потока СДСВ 01. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации.

Сведения о методах измерений

Метод измерений изложен в документе "Система автоматизированная аэрогазового контроля ОАО «Южный Кузбасс» - Управление по подземной добыче угля шахта «Ольжерасская-Новая». Руководство по эксплуатации".

Нормативные документы

1 ГОСТ Р 8.596-2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

2 Технический проект 53063101.3Н33А.А351204РД «Автоматизированная система аэрогазового контроля (АС АГК) ОАО «Разрез «Ольжерасский»

3 Проект на 2010 год системы аэрогазового контроля шахты «Ольжерасская-Новая».

Рекомендации к применению

• осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;

• выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда.