Назначение
Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок № 2 ш. «Анжерская-Южная» (далее АС АГК) предназначена для измерения объемных долей метана и оксида углерода в воздухе, скорости воздушного потока, массовой концентрации пыли (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), скорости воздушного потока и массовой концентрации пыли.
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
| Тип | Номер в Г осударственном реестре средств измерений |
| Датчики объемной доли метана |
| ИДИ | 28259-04 |
| ТХ6383 | 27191-04 |
| Датчики объемной доли оксида углерода |
| ДОУИ | 33551-06 |
| ТХ6373 | 27192-04 |
| Датчики скорости воздушного потока |
| СДСВ 01 | 22814-08 |
| ТХ5923 | 27316-08 |
| Датчики массовой концентрации пыли |
| ИЗСТ-01 | 36151-07 |
Программное обеспечение
Программное обеспечение верхнего уровня функционирует под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows (версии Server 2003 R2 для сервера, версии XP SP2 для АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора) и включает в себя систему управления базами данных (СУБД) и пакеты прикладных программ SCADA-системы ICONICS GENESIS32 и Microsoft. На серверах установлена СУБД Microsoft SQL Server 2005 и
компоненты TrendWorX32, DataWorX32 и AlarmWorX32 SCADA-системы ICONICS GENESIS32. На АРМ инженера-оператора АГК и АРМ администратора установлены приложения Microsoft FrameWork 2.0, Microsoft Visual Studio 2005 и компонент SCADA-системы ICONICS GENESIS32 GraphWorX32.
Уровень защиты программного обеспечения соответствует уровню С по МИ 3286-2010. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Сервер СУБД 1 Microsoft SQL Server 2005 | SqlWb.exe | 9.00.4035.00 | 9E30C0553114FC0 74C3D7B3CE73C5 506 | MD5 |
| Сервер СУБД 2 (резервный) Microsoft SQL Server 2005 | SqlWb.exe | 9.00.4035.00 | 5E981DE625E3A0C E3EB7E8860B171E 85 | MD5 |
| Сервер OPC 1 KEPServerEx | servermain.exe | V4.280.435.0 | 12985EE17DCF9A 4C25B0541F645B9 D88 | MD5 |
| Сервер OPC 2 (резервный) KEPServerEx | servermain.exe | V4.280.435.0 | 3C1047B2A648423 07D91EB7E9D321 C10 | MD5 |
| Компонент SCADA-системы AlarmWorX32 сервера OPC 1 | Awx32.exe | 9.10.178.2 | E7E80D7615BD4D 4F24937F248F13B FE4 | MD5 |
| Компонент SCADA-системы DataWorX32 сервера OPC 1 | DwxConfigurator .exe | 9.10.178.2 | A28979FE26AD1A EADA3CCAC7D3 A09768 | MD5 |
| Компонент SCADA-системы TrendWorX32 сервера OPC 1 | Twx32.exe | 9.10.178.2 | 47FFC7D2BA1A61 489124241C89D83 E2F | MD5 |
| Компонент SCADA-системы AlarmWorX32 сервера OPC 2 | Awx32.exe | 9.10.178.2 | E199B49BBAD3F4 485223B06CDEAA E13D | MD5 |
| Компонент SCADA-системы DataWorX32 сервера OPC 2 | DwxConfigurator .exe | 9.10.178.2 | 4D4EE687332211E 7EED0E0688ED78 AC6 | MD5 |
| Компонент SCADA-системы TrendWorX32 сервера OPC 2 | Twx32.exe | 9.10.178.2 | 47FFC7D2BA1A61 489124241C89D83 E2F | MD5 |
| Компонент SCADA-системы GraphWorX32 АРМ-оператора, АРМ-администратора | Gwx32.exe | 9.10.178.2 | 93AE1A5A4C1F890 2BE1D995C23B403 02 | MD5 |
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 приведены 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
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значения для каналов с датчиками, % |
| ИДИ | ТХ6383 |
| основной | ± 0,2 | ± 0,2 |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ± 0,2 | ± 0,25 |
| дополнительной при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± 0,1 | — |
• 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 приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода, включая погрешности, вносимые программным обеспечением
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значения для каналов с датчиками, -1 млн |
| ТХ6373 | ДОУИ |
| основной | ± 2 | ± (3+0,1* Свх) |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °С | ± 5 | ± (2,4+0,08^ Свх) |
| дополнительной при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± (1,2+0,04-Свх) |
| дополнительной при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± (1,5+0,05-Свх) |
| * Примечание - Свх - измеренное значение объемной доли оксида углерода, млн-1. |
• Диапазон измерения скорости воздушного потока от 0,5 до 30 м/с.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика приведены в таблице 5.
• Диапазон измерения массовой концентрации пыли от 0 до 1500 мг/м3.
• Пределы допускаемых погрешностей измерения массовой концентрации пыли - не более приведенных в таблице 6.
• АС АГК допускает увеличение числа измерительных каналов за счет введения в эксплуатацию новых каналов, однотипных используемым в базовой конфигурации.
• 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.
Таблица 5 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока, включая погрешности, вносимые программным обеспечением
| Пределы допускаемых абсолютных погрешностей | Значения для каналов с датчиками, м/с |
| ТХ5923 | СДСВ01 |
| основной | ± 0,02^Vbx* | ± (0,2 +* 0,02-Vbx ) |
| дополнительной при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10 °С | ± 0,002Мвх* | ± (0,1 +* 0,01-Vbx) |
| дополнительной при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ± 0,05-Увх* | ± (0,1 +* 0,01-Vbx) |
| *.-,,, Примечание - Vbx - измеренное значение скорости воздушного потока, м/с. |
Таблица 6 - Пределы допускаемых погрешностей измерительных каналов массовой концентрации пыли, включая погрешности, вносимые программным обеспечением
| Поддиапазон измерений, мг/м3 | Пределы допускаемой погрешности, % |
| Относительной | Приведенной |
| 0 - 100 | — | ± 20 % |
| 100 - 1500 | ± 20 % | — |
• Максимальная допускаемая длина проводных линий связи между датчиками и
контроллерами не менее 1500 метров при условии их прокладки кабелем связи телефонным типов КТАПВТ 1х4х0,7;
• 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.
• 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.
• Уровень защиты программного обеспечения по МИ 3286 - С.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится левом верхнем углу титульного листа руководства по эксплуатации на систему автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок № 2 ш. «Анжерская-Южная», зав. №1.
Комплектность
В комплект базовой конфигурации АС АГК входят измерительные, связующие и комплексные компоненты и документация, указанные в таблице 7.
Таблица 7 - Комплектность АС АГК
| Технические средства |
| Наименование | Количество |
| АРМ инженера-оператора | 1 шт. |
| АРМ администратора | 1 шт. |
| Сервер основной | 1 шт. |
| Сервер резервный | 1 шт. |
| Коммутатор для сети Ethernet | 1 шт. |
| Принтер | 1 шт. |
| Устройство бесперебойного питания | 4 шт. |
| Контроллер технологического оборудования Granch SBTC2-PB/PO для маршрутизатора | 2 шт. |
| Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2-PB/PO | 12 шт. |
| Искрозащитные барьеры BNI | 18 шт. |
| Искрозащитные барьеры BLO | 49 шт. |
| Искрозащитные барьеры BDC | 51 шт. |
| Искрозащитные барьеры BC-2 | 44 шт. |
| Датчик инфрокрасный искробезопасный ИДИ | 45 шт. |
| Датчик концентрации горючих газов ТХ 6383 | 2 шт. |
| Датчик оксида углерода искробезопасный ДОУИ | 25 шт. |
| Датчик концентрации горючих и токсичных газов ТХ 6373 | 3 шт. |
| Датчик скорости и расхода газового потока вихревой ТХ 5921 (мод. ТХ 5922, ТХ 5923) | 10 шт. |
| Измеритель скорости воздушного потока СДСВ 01 | 2 шт. |
| Измеритель запыленности стационарный ИЗСТ-01 | 14 шт. |
| Документация |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок №2 ш. «Анжерская-Южная». Руководство по эксплуатации. |
| Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок №2 ш. «Анжерская-Южная». Методика поверки. |
Поверка
осуществляется по документу МП 51462-12 «Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок №2 ш. «Анжерская-Южная»». Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в апреле 2012 г.
Основное поверочное оборудование:
• Поверочный нулевой газ (воздух) в баллонах под давлением, ТУ 6-21-5-82;
• ГСО-ПГС № 3905-87 СН4 - воздух в баллонах объемом до 0,2 дм3 под давлением.
Номинальное значение объемной доли метана в ПГС: (0,7±0,15)%;
• 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 № 3843-87 СО - воздух в баллонах под давлением. Номинальное значение объемной доли СО в ПГС (22±4) млн-1;
• Калибратор напряжения и тока искробезопасный КНТИ-40.00.00
• 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»;
• ИДИ - МП-242-0932-2009 «Датчик инфрокрасный искробезопасный ИДИ. Методика поверки»;
• ТХ 6383 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ 6363 и ТХ 6383. Методика поверки» (Приложение А к Руководству по эксплуатации);
• ДОУИ - МП-242-0416-2006 «Датчик оксида углерода искробезопасный ДОУИ. Методика поверки»;
• ТХ 6373 - «Датчики концентрации токсичных и горючих газов ТХ 6373. Методика поверки» (Приложение А к Руководству по эксплуатации);
• СДСВ 01 - «Измерители скорости воздушного потока СДСВ 01. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• 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)
• ИЗСТ-01 - МП-242-0554-2007 «Измерители запыленности стационарные МЗСТ-01. Методика поверки».
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в документе "Система автоматизированная аэрогазового контроля ООО «ОЭУ Блок №2 ш. «Анжерская-Южная». Руководство по эксплуатации".
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 8.596-2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
2 Проект 95366554.3Н33А.031207 «ООО «ОЭУ Блок №2 шахта «Анжерская-Южная». Автоматизированная система аэрогазового контроля - АС АГК. Технический проект».
3 Дополнение к техническому проекту (95366554.3Н33А.031207) автоматизированной системы аэрогазового контроля на 2012 год.
Рекомендации к применению
• осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
