Связь, позиционирование и автоматизация под землёй: телекоммуникационные решения компании «ИТ-Индустрия»

Главная / Добыча / Связь, позиционирование и автоматизация под землёй: телекоммуникационные решения компании «ИТ-Индустрия»

07.12.2021

автоматизация ит-индустрия отраслевые решения

Телекоммуникационные сети для угольных шахт и подземных рудников на основе многофункционального шахтного аппаратно-программного комплекса «Горизонт»

Многофункциональный шахтный информационный комплекс «Горизонт» разработан специалистами АО «ИТ-Индустрия» для внедрения в составе МФСБ угольных шахт и рудников и обеспечивает широкие функциональные возможности, в том числе:

позиционирование персонала и транспорта;
горно-подземная радиосвязь;
передача данных в систему аэрогазового контроля с индивидуальных газоанализаторов и газосигнализаторов;
аварийное оповещение;
поиск людей в завалах и при задымлениях в шахтах;
автотабельный учёт персонала.

В качестве транспортной среды для обмена информацией и создания подземной сети связи применяется радиоизлучающий коаксиальный кабель, а также волоконно-оптические линии (ВОЛС), линии RS-485 и Ethernet.

Всё оборудование подземного сегмента выпускается в исполнении «РО» (рудничное особовзрывобезопасное). На основе элементов комплекса «Горизонт» можно создавать телекоммуникационные сети с различными функциональными возможностями.

*Рис. 1 Пример построения телекоммуникационных сетей комплекса «Горизонт»*

Функциональные возможности комплекса «Горизонт»

Конвенциональная или транкинговая диспетчерская радиосвязь под землёй и на поверхности

Обеспечивается профессиональная двухсторонняя подземная радиосвязь между шахтёрами, а также шахтёров с диспетчерами. Возможен выход радиоабонентов в производственную телефонную сеть предприятия и внешнюю телефонную сеть. В состав радиосети входят: базовая радиостанция (ретранслятор), взрывозащищённые цифроаналоговые абонентские VHF-радиостанции, радиоизлучающий кабель и линейные усилители (ЛУ).

Сеть подземной радиосвязи в шахте работает в стандартах DMR или МРТ1327 как в конвенциональном, так и в транкинговом режиме и обеспечивает надёжную бесподстроечную голосовую связь с высоким качеством звука.

Позиционирование персонала и транспорта в шахте. Оповещение персонала об аварии

В состав шахтной сети позиционирования персонала комплекса «Горизонт» входят абонентские модули, устанавливаемые в аккумуляторный отсек головного светильника шахтёра, линейные считыватели подземной телекоммуникационной кабельной сети, контроллеры базового оборудования и АРМ диспетчера.

Информация от считывателей обрабатывается контроллерами и далее отображается на АРМ диспетчера. Определение местоположения самоходной техники осуществляется аналогично с помощью блоков позиционирования транспорта.

Р*ис. 2 Пример построения сети позиционирования персонала и транспорта в шахте*

Абонентские модули обеспечивают также и оповещение об аварии. Поддерживается общий, групповой или индивидуальный способ передачи сигналов аварийного оповещения. Предусмотрено автоматическое (контроль доставки) и ручное (контроль осознания) подтверждение получения сигнала каждым горнорабочим.

Система позиционирования комплекса «Горизонт» определяет местоположение горнорабочих в шахте в реальном времени с разрешением ± 20 м. Данные о местоположении отображаются на АРМ диспетчера в табличном и в графическом виде на плане подземной выработки. Периодичность обновления информации составляет не более 5 с. Обеспечивается возможность позиционирования до 200 сотрудников в зоне действия одного линейного считывателя и 65 536 сотрудников в системе позиционирования в целом.

Рис. 3 Скрин с экрана АРМ диспетчера. Отображение местонахождения (позиционирования) персонала на электронном плане подземной выработки

Непрерывная передача данных от индивидуальных газоанализаторов и газосигнализаторов

Аэрогазовый контроль в точке местоположения горнорабочего в шахте обеспечивается при помощи абонентских модулей (МА-45 и МА-48), устанавливаемых в индивидуальные газоанализаторы. Данные о концентрации кислорода, углекислого газа, метана и угарного газа передаются абонентскими модулями на линейные считыватели, а далее поступают в систему аэрогазового контроля шахты и на АРМ диспетчера. Передача данных от газосигнализатора шахтёрского фонаря в систему аэрогазового контроля о наличии и концентрации метана (СН4) осуществляется через абонентский модуль позиционирования и аварийного оповещения МА-41, расположенный в аккумуляторном отсеке шахтёрского фонаря. Отображение аэрологической обстановки на дисплее АРМ осуществляется как в табличном, так и в графическом виде на планах подземных выработок.

*Рис. 4 Абонентские модули для установки в газоанализаторы*

Поиск людей, застигнутых аварией и находящихся под завалом горной породы

Для поиска и обнаружения местоположения персонала в случае аварий в подземных выработках шахт и рудников (в завалах, при задымлениях) служит система «Горизонт-Поиск», которая входит в состав многофункционального информационного комплекса «Горизонт», но может применяться и отдельно. Система состоит из абонентских модулей поиска, устанавливаемых в аккумуляторные отсеки головных светильников и шахтного поискового прибора «Поиск-2».

Рис. 5 Работа системы «Горизонт-Поиск» для определения местонахождения персонала при авариях в шахтах и рудниках

На дисплее поискового прибора «Поиск-2» отображается направление поиска и расстояние до человека, находящегося в зоне бедствия. Возможность ведения поиска до 16 человек одновременно позволяет горноспасателю минимизировать время на определение их местонахождения и сократить сроки проведения спасательной операции.

Система «Горизонт-Поиск» удостоена диплома и золотой медали XXIX Международной выставки «Уголь России и Майнинг — 2021».

Возможности программного обеспечения комплекса «Горизонт»

ПО «Горизонт» содержит три программных пакета: ПО «Персонал», ПО «Аварийное оповещение» и ПО «Инженер связи».

ПО «Персонал» предназначено для организации автоматизированного табельного учета и оперативного контроля местонахождения шахтёров под землёй. Обеспечивается отображение местонахождения персонала на электронных планах подземных выработок, контроль разрешенных и запрещенных зон, учёт времени работы персонала, хранение информации и формирование отчётов за выбранный период.

ПО «Аварийное оповещение» отвечает за передачу сигналов аварийного оповещения персоналу и получение автоматического и ручного подтверждения приема. Осуществляется сбор, обработка и хранение, а также выдача по запросу отчётов о параметрах рассылки сигналов аварийного оповещения и подтверждении получения информации адресатами.

ПО «Инженер связи» отвечает за автоматический и/или ручной мониторинг технических параметров работы комплекса «Горизонт», а также за их настройку и дистанционную регулировку. Обеспечивается визуализация контролируемых параметров, удалённая перепрошивка устройств подземного сегмента сети, дистанционное включение/выключение периферийных устройств комплекса, оборудованных модулями диагностики, сбор и хранение телеметрической информации, выдача отчётов.

Новые релизы ПО позволили сделать управление комплексом более удобным и обеспечить онлайн-мониторинг всех необходимых параметров.

Предотвращение столкновений самоходной техники в шахтах

Непрерывное наращивание функционального и технического потенциалов шахтного информационного комплекса «Горизонт» позволяет постоянно расширять спектр его применения, чтобы улучшать эффективность производственных процессов на предприятиях и повышать безопасность труда горнорабочих.

В настоящее время идет работа над выпуском в серийное производство системы предотвращения столкновений самоходной техники в шахтах и наезда транспорта на персонал.

Достоинства применения комплекса «Горизонт» для построения систем связи, передачи данных и автоматизации горнодобывающих предприятий

Комплекс «Горизонт» ввиду достоинств радиокабельной технологии, на основе которой он работает, в условиях подземных выработок даже со сложными трассами обеспечивает:

устойчивое радиопокрытие на всей протяженности подземной выработки;
стабильную работу сетей позиционирования и аварийного оповещения;
профессиональную двустороннюю диспетчерскую радиосвязь;
лёгкость масштабирования инфраструктуры согласно планам развития подземных объектов;
доступную стоимость внедрения.

Такие преимущества, как возможность разработки функциональных узлов в соответствии с особыми требованиями заказчика, оперативные сроки производства и поставки, российское производство оборудования и ПО, возможность совместного применения с другими телекоммуникационными системами, позволяют создать надёжную телекоммуникационную инфраструктуру шахты или рудника в необходимые сроки и без превышения затрат.

Возможности по созданию подземных широкополосных сетей Private LTE в шахтах и подземных рудниках

Учитывая тренд развития рынка мобильной передачи данных в промышленном секторе с применением широкополосных технологий, компания «ИТ-Индустрия» в рамках системной интеграции успешно развивает направление строительства сетей беспроводного широкополосного доступа (БШПД) в подземных рудниках с использованием технологии Private LTE.

Сеть Private LTE позволяет создать на объекте универсальную беспроводную цифровую среду для обеспечения функционирования систем различного назначения:

диспетчеризация (динамическое создание групп);
передача данных (до 100 Мбит/с);
видеонаблюдение (онлайн, HD-качество);
персональная мобильная радиосвязь (групповой/приоритетный/широковещательный вызовы);
позиционирование персонала и техники (в реальном времени);
приоритезация различных видов трафика в соответствии с заданными условиями.

При реализации комплексных проектов создания сетей Private LTE предоставляется широкий перечень услуг: от консультирования по вопросам внедрения до проектирования и строительства сети.

Решения для шахтной телефонной связи, искробезопасного электропитания и пожарной безопасности

Многолетние компетенции в области разработки и внедрения телекоммуникационных систем позволяют компании «ИТ-Индустрия» предлагать заказчикам надёжные комплексные решения для шахтной телефонии, видеонаблюдения и пожарной безопасности.

Шахтные взрывозащищённые телефонные аппараты «Таштагол» для сетей телефонии и громкоговорящего оповещения

В целях обеспечения телефонной связи с абонентами искробезопасной шахтной и поверхностной телефонной сети на горнодобывающих предприятиях АО «ИТ-Индустрия» производит и поставляет шахтные взрывозащищённые телефонные аппараты «Таштагол 1-1» и «Таштагол 1-15».

*Рис. 6 Шахтные телефонные аппараты «Таштагол 1-15» и «Таштагол 1-1»*

Обеспечивается автоматическая связь с абонентами искробезопасной шахтной и поверхностной сетей телефонной связи, оперативная связь, оперативный и аварийный вызовы диспетчера, прослушивание диспетчером производственных шумов. Телефонный аппарат «Таштагол 1-15» оснащён громкоговорителем и позволяет осуществлять громкоговорящее оповещение с диспетчерского пульта, а также передачу сообщений об аварии.

Оборудование производится с уровнем взрывозащищённости «особо взрывобезопасное», маркировка взрывозащиты — РО Ex ia I. Применение телефонных аппаратов «Таштагол» в шахтах и рудниках осуществляется на основе сети учрежденческой производственной связи и оперативного управления «Коралл».

Подключение телефонных аппаратов «Таштагол» выполняется при помощи абонентских плат «Коралл PExl». Обеспечивается непрерывная запись переговоров и предоставление широкого перечня дополнительных видов обслуживания (ДВО).

Искробезопасное электропитание для телекоммуникационной сети шахты (рудника)

Для питания оборудования подземной телекоммуникационной сети угольных шахт и рудников АО «ИТ-Индустрия» выпускает шахтные искробезопасные блоки питания серии БПИС-12/1.8-И.

*Рис. 7 Шахтные искробезопасные блоки бесперебойного питания серии БПИС-12/1.8-И*

Они обеспечивают преобразование напряжения сети переменного тока в постоянное напряжение 12 В и питание нагрузки максимальным током 1,8 А. В состав блока входит встроенная аккумуляторная батарея ёмкостью 16 Ач. Вес блока — около 20 кг. Выпускаются модификации БПИС-12/1.8-И, рассчитанные на входное напряжение сети переменного тока ~36 В, ~127 В, ~220 В и ~380 В.

Для не опасных по газу и угольной пыли рудников выпускаются блоки питания БПШ-48.

Шахтные блоки питания БПИС и БПШ-48 обеспечивают высокую надёжность в работе и стабильность эксплуатационных характеристик при их применении для питания оборудования шахтной телекоммуникационной сети.

При реализации телекоммуникационных проектов в угольных шахтах и подземных рудниках АО «ИТ-Индустрия» предоставляет широкий комплекс работ и услуг от проектирования сетей и поставки оборудования до строительно-монтажных работ и технического обслуживания в гарантийный и послегарантийный периоды.