Опыт создания системы контроля параметров атмосферы за изолирующими перемычками

При ведении горных работ на угольных шахтах опасных по газу и пыли задача непрерывного автоматического контроля параметров атмосферы за изолирующими перемычками является важной и актуальной. Использование такой системы позволит повысить безопасность технологических процессов и процессов жизнеобеспечения в шахте, повысить эффективность работы угольного предприятия и его управляемость за счёт централизованного сбора и анализа информации со всех точек контроля, что предоставит возможность осуществлять мониторинг в реальном времени и оперативно принимать решения.

Такая система должна обеспечивать:
— оперативный автоматический контроль аэрогазового состояния изолированных выработанных пространств;
— автоматизацию управления запорно-регулирующей аппаратурой;
— передачу параметров работы на пульт общешахтного диспетчера.

В процессе своей работы система контроля параметров атмосферы за изолирующими перемычками (далее Система) должна выполнять функции:

— непрерывного контроля концентрации метана (CH4), оксида углерода (CO), диоксида углерода (CO2), кислорода (O2), водорода (H2) за перемычкой в изолированном выработанном пространстве;
— непрерывного контроля температуры воздуха, абсолютного давления и влажности за перемычкой в изолированном выработанном пространстве;
— сигнализации о превышении значений контролируемых параметров заданных пороговых величин;
— определения взрываемости горючих газов с помощью треугольника взрываемости (согласно приложению 11 к Уставу ВГСЧ);
— местного и дистанционного отображения информации о контролируемых параметрах;
— организации блокировок и защит;
— реализации местного и дистанционного управления;
— обеспечения возможности функционирования замерных станций в автономном режиме (без наличия верхнего уровня);
— питания подземной части Системы от источников питания, обеспечивающих в аварийных ситуациях непрерывную работу подземной части не менее чем в течение 16 часов;
— передачи информации на верхний уровень при наличии неисправностей в работе системы и её элементов.

В дополнение к вышеперечисленному следует добавить, что Система должна быть сертифицирована, как средство измерения, в её составе необходимо наличие универсального программного интерфейса для связи с системами АГК и модуль для определения взрываемости горючих газов с помощью треугольника взрываемости (согласно приложению 11 к Уставу ВГСЧ) с возможностью отображения треугольника и расчётной точки.

Структурно Система должна состоять из следующих уровней.

1) Уровень датчиков и исполнительных механизмов. На этом уровне располагаются датчики контроля параметров атмосферы за изолирующей перемычкой, исполнительные механизмы для управления запорно-регулирующей арматурой (если это необходимо), органы управления станцией, расположенные по месту;

2) Уровень контроллеров. На этом уровне располагаются контроллеры, обеспечивающие сбор данных с датчиков, управление исполнительными механизмами. Также необходимо предусмотреть возможность просмотра текущих данных с измерительных приборов, конфигурирование пороговых значений и т. д.;

3) Уровень SCADA системы. На этом уровне располагается сервер сбора данных с установленной на нем SCADA системой и необходимыми программными модулями, а также автоматизированное рабочее место диспетчера.
Общая структура системы контроля параметров атмосферы за изолирующими перемычками представлена на рис. 1.

Система функционирует следующим образом: смесь для анализа атмосферы за изолирующей перемычкой извлекается из трубы, установленной в этой перемычке, и попадает в тракт газоподготовки замерной станции для очистки её от воды и механических примесей, сглаживания пульсации, а также создания требуемой величины расхода. очищенная и подготовленная смесь проходит через группу датчиков измерения состава атмосферы. Температура, давление и влажность измеряется с помощью отдельного чувствительного элемента, устанавливаемого в выносную трубу.

Система организации пробоотбора и функционирования газового тракта представлены на рис. 2. замерные станции с наземного комплекса опрашиваются OPC сервером Системы, который предоставляет полученные данные через универсальный OPC интерфейс для системы АГЗ и программного модуля «Контроль атмосферы за изолирующими перемычками».

Программное обеспечение наземного комплекса Системы состоит из OPC сервера и программного модуля «Контроль атмосферы за изолирующими перемычками».

OPC сервер Системы предназначен для получения данных с замерных станций и предоставления их (данных) через стандартный OPC DA интерфейс. благодаря этому любая система АГЗ может получить данные с замерных станций посредством этого программного продукта.

Графический интерфейс программного модуля «Контроль атмосферы за изолирующими перемычками» представлен на рис. 3-5.

Программный модуль предназначен для выполнения следующих функций:

— визуализация данных, полученных от замерных станций в удобном для оператора виде;

— расчёт и отображение треугольника взрываемости (согласно приложению 11 к Уставу ВГСч) с позиционированием рабочей точки;

— отображение треугольника взрываемости (метан — кислород) с позиционированием рабочей точки;

— группировка станций всей шахты (или отдельно пласта/области) по зонам (взрывоопасная/не взрывоопасная атмосфера) с выводом данных только по замерным станциям выбранной группы.

Текст: Абдрахманов М. И., ООО «Информационные горные технологии»