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进口原装品质优BILSING 30BT-B-WF2

进口原装品质优BILSING 30BT-B-WF2

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1 LED技术及在矿井应用中的优势

LED(Light Emitting Diode)是种将电能转化为可见光的半导体元件，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色发光的原理，采用电场发光，是种冷光源，无频闪且色温接近日光，能有效保护井下作业人员的视力;可以完避免因普通照明灯引发的瓦斯爆炸事故。LED采用低压直流电源供电，工作电压在6～24 V之间，比使用压电源为安、经济，其功耗仅为传统白炽灯的30%，能有效地节约能源。此外，还具有响应时间快、稳定性好，工作寿命长(>10万h)、免维护的特点。在矿井中，可以安装超亮白光LED灯带提供坑道照明;还可以间插安装红、绿、黄、橙色LED用于标志间隔距离、监测点、岔道、安撤离路线、预警、报警等信息;可以在坑道内间隔适当距离配置蓄电池后备电源，即便出现塌方事故轧断照明通信线路，也可以确保局部照明与LED指示信息，帮助井下人员逃生。

LED供电能够采用24 V的低压线路，这也为实现矿井安监测设备(模块)供电及数据通信提供了个安、稳定的供电环境。完可以建立个基于单片机模块的小型通信网络，对煤矿安生产环节中的瓦斯、氧化碳、风量、温度以及视频信息等监测模块提供可靠的信息采集、传输通道；还可采用LED技术中的红外编码身份识别技术，将红外采集探头以适当间隔距离安装在LED照明灯带中，对矿井内的人员进行身份信息的采集与传输，及时将相关数据发送给矿井地面的位机，并通过通信网络汇总到生产调度、安监控服务器，与管理信息数据库、矿井坑道地图等构成个立体的、实时的人员分布地理信息系统，对生产调度、安监控和救援、疏散等都能提供可靠的保障。

2系统设计

下图是采用LED技术实现的坑道照明与安监控系统在井下坑道中的分布示意图。

(1)LED照明灯带及后备供电。图1中，连接所有节点和设备的带状线缆采用市面广泛销售的“可塑霓虹灯"的封装形式，将白光LED串联、并联等距排列安装，可以解决整个坑道的照明问题。LED取代白炽灯具有功耗小，使用寿命长等明显优势。它是个点光源，比较容易对光的辐射方向和发光面积进行的控制，特别是在些照明面积要求不的应用域(矿井)优势为明显。采用传统光源照明，往往因为照明面积超出了实际的需求而形成种能源的浪费，而LED光源，既能满足照明要求，又不至于形成能源浪费。由于采用低压直流供电方案，每隔50 m左右便可配置套后备蓄电池，既能实现停电或故障时的应急照明，还能在塌方等事故发生造成断电的情况下，提供疏散指示与局部照明。

(2)路标、疏散路线指示。白光LED照明条件下，运用彩色的LED点光源可以间隔分布于灯带中，用于指示间距、安通道、岔道、撤离路线等路标标识。比如用红色表示紧急撤离路线，用黄色表示注意路段，用绿色表示20 m、50 m、100 m的间距信息;用组合的符号表示方向、岔道等交通标识等;利用点阵型LED模块还可以进步提供为详细的方位等信息。

(3)身份识别与安监控模块。LED灯带的低压供电与通信线路为监控系统提供了便利的条件。

选用红外光编码/解码技术，利用安装于矿工LED灯具的红外编码模块和等间隔LED光带的光解码接收探头，实现井下人员的身份识别、考勤、跟踪、分布位置等管理功能。线路中还可以任意挂接瓦斯检测模块、火警探测、排风监测、摄像监测等，这些模块都采用32位嵌入式微控制器设计，集成RS232和标准CAN接口，借助于工业CAN总线网络，实现现场信息的实时采集并传输到监控中心，购建套在线监测管理信息系统。

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(4)通信网络。在LED灯带布线系统中可以并行排列抗干扰能力强的工业总线通信网络———CANbus系统，CAN是种多主方式的串行通信总线，基本设计规范要求有的位速率，抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10 km时，CAN仍可提供达50 Kbit/s的数据传输速率。使用这种工业的通信方式，可以保证通信数据的可靠性、实时性，又能结合LED供电线路的特点。CAN总线容错性能好，可以降低后期的维护、维修和扩充成本，它是坑道通信的佳形式。CAN总线回到地面则与地面终连接，而各地面终与管理中心的网络传输，可借助于ADSL或者光纤等方式实现。

3安监控系统的组成与在线管理信息系统

下图是安监控系统的组成结构。沿着LED灯带挂接在CAN总线的各种传感器、监视、监测模块在坑道口通过通信集中器连接到地面的位机终，再通过ADSL、DDN专线或者光纤宽带网络连接到监控中心，基于地理位置分布等方面的因素可以采用Internet网络实现数据和信息传输。

系统中，以图形方式实时监测单个煤矿的部传感器的工作情况以及井下设备的工作状态，在图能够看到每个传感器显示的如瓦斯浓度小和设备的开停状态，通风系统实时风速、风量、风向、变化趋势等信息。瓦斯浓度直接涉及生产的安性，可通过软件设计提供实时的瓦斯浓度、变化趋势等相关数据的处理和分析功能。系统可据所采集数据自动生成相应专题图并做出超限警报提示。此外，矿井信息与空间位置信息有着密切的关系，因此可以引入能够把空间位置信息与属性数据信息结合在起的软件平台。采用Map Info等，利用其完善的地图操作功能，定位、地图导航及各种统计分析功能实现了可视化的生产调度、安调度及安监控等功能。同时能够对越层越界开采、贯通采空区、贯通含水层这些可能发生重事故及日常巷道掘进贯通中容易出现的安隐患都设计了相应的应急预案。配合人员身份识别，可实现井下人员考勤、定位等信息显示。

利用*进的软件研发手段，系统具有煤矿工作站采掘工程图动态编辑、远程数据通信、安分析预警、网络监督、整改方案制作、网络督办等系列功能，能够任意选择显示目标煤矿和相应煤矿的采掘工程图，能够随意查询游览采掘工程图和其他生产关系图透明叠加进行空间分析;能够直接在图2测量距离，能够直接在数字采掘工程图越界位置处编制警告督办令，并通过网络及时下发。安监控功能包括在线检测、瓦斯超限、曲线分析和局监测、数据查询、历史曲线分析和邮件处理等功能通过对安仪表系统的发展过程、安等的判定方法、安仪表系统的设计等内容的阐述,明确安仪表系统的相关知识及工程设计原则。

近年来,生产事故的频发使得安生产受到越来越多的关注,为确保工厂生产过程的安,安仪表系统已越来越多地得到重视并应用。本文通过安仪表系统在石油化工域的应用,详细介绍安仪表的发展过程、安概念、安等及确定、安仪表系统的设计等内容。

1.安仪表系统的概念和发展过程

安仪表系统执行要的安功能,以使被控对象达到或保持在安状态,并使所要求的安功能达到需的安完整性。它可以防止危险事件的发生和减少危险事件的影响(有关安相关系统本身的故障或失效也导致危险事件)。当发生危险事件时,安仪表系统将采取适当的动作和措施,防止被控对象进入危险状态,避免危及人身安和损伤设备。在结构,安仪表系统由传感器测量元件、控制设备和终执行元件等构成。

20世纪70年代中期以前,相关安系统的控制设备均由电磁继电器组成,部分也采用固态集成电路构成。20世纪80年代开始采用可编程序控制器(PLC)。随着对设备安、人身安和环境保护的要求越来越严格,各工业企业和仪表自动化行业对过程安功能,即有关安系统的功能安给予了的关注。20世纪80年代中期以后,伴随着微电子技术和控制系统可靠性技术的发展,专门用于有关安系统的控制器系统、安型PLC和安解决方案得到迅速发展和推广。

为了促进和规范安相关的控制和保护系统的设计、制造和应用,国外直致力于制定相关的标准。欧洲国家处于先地位,早的安相关系统的标准于20世纪70年代诞生在德国,是有关锅炉/燃烧器启停控制的。此后,随着仪表控制技术和控制系统可靠性技术的发展,为适应各种工业部门对安相关系统性能要求的不断提,有关安相关系统的标准也不断和完善,目前国际常见的标准有:

a)IEC61508 Functional safety of elect rical/elect ronic/programmable elect ronic safety-related systems;

b)IEC61511 Functional safety:Safety in-strumented systems for t he process indust ry sector;

c)ANSI/ISA-84.01 Application of safety instrumented systems for t he process indust ries;

d)DIN V 19250 Programmable safety system;

e)NFPA 285 Boiler and bustion systems hazards code(2001)。

其中,ANSI/已经被美国OSHA(Occupational safety and health administration——职业安和健康管理局)接受,广泛应用于北美。IEC61508已于2002年8月份正式成为欧洲标准。中国是IEC的重要成员,国工业过程测量和控制标准委员会也在研究是否将IEC61508作为中国的国家标准。