Назначение
Системы многофункциональные измерительные аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС (далее - МИС) предназначены для измерения и автоматического контроля параметров рудничной атмосферы и горно-шахтного оборудования; контроля и управления установками и оборудованием с целью обеспечения безопасности работ в рудниках и угольных шахтах; анализа, обработки хранения, передачи информации и обмена информацией с автоматизированными рабочими местами.
Область применения МИС - подземные выработки шахт, рудников и их наземные строения, опасные по газу (метану) и/или горючей пыли, в соответствии с требованиями к уровню взрывозащиты согласно ПБ 05-618-03, ПБ-03-533-03.
Описание
Принцип действия МИС основан на преобразовании параметров рудничной атмосферы с помощью датчиков в электрические сигналы, передачи этих сигналов по проводным линиям связи, измерении этих сигналов контроллерами и анализе измеренных значений (сравнение с заданными допустимыми значениями - уставками) с целью выработки аварийных сигналов и сигналов управления шахтным оборудованием, обеспечивающим поддержание безопасного аэрогазового режима в горных выработках. Контроллеры через маршрутизаторы передают данные об измеренных параметрах на верхний уровень, состоящий из сервера, АРМ оператора и АРМ администратора. Конфигурирование МИС и настройка на работу в конкретных условиях осуществляется программным путем при настройке контроллеров, а также с АРМ администратора.
МИС включает измерительные каналы для измерения объемной доли метана, объемной доли оксида углерода (СО) и скорости воздушного потока (далее - основные измерительные каналы).
В МИС предусмотрена возможность создания измерительных каналов для измерения концентрации (или объемной доли) других, кроме метана и окиси углерода, опасных и вредных газов в рудничной атмосфере, температуры, давления, частоты следования электрических сигналов и других параметров (далее - дополнительные измерительные каналы). В шахтах в дополнительных измерительных каналах, должны использоваться датчики, имеющие разрешение на применение в подземных выработках рудников и угольных шахт.
МИС имеет возможность изменения числа однотипных измерительных каналов в процессе эксплуатации.
МИС обеспечивает:
• измерение параметров рудничной атмосферы по основным измерительным каналам;
• контроль параметров по дополнительным измерительным каналам;
• сбор информации о состоянии шахтных объектов (оборудования);
• маршрутизацию и обмен информацией по каналам связи;
• выдачу управляющих команд на шахтные объекты (оборудование) при заданных значениях измеряемых или контролируемых параметров, с возможностью установления приоритета управляющим сигналам от автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора;
• отображение на АРМ оператора (журнал инженера-оператора) информации о контролируемых параметрах, работе технологического оборудования, результатах тестирования и выявленных неисправностях технических средств оператора 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.
Для местного управления вентиляторами местного проветривания в проходческих забоях используются посты управления кнопочные.
В состав измерительных каналов МИС входят контроллеры измерительные технологического оборудования Granch SBTC2 (номер в Государственном реестре средств измерений 28693-08) (далее - контроллер), датчики и линии связи, включающие комплект кабелей, устройства соединительные и муфты тройниковые.
Датчики основных измерительных каналов, входящие в состав МИС, указаны в таблице 1.
Таблица 1. Датчики, используемые в основных измерительных каналах МИС.
| Тип | Номер в Государственном реестре средств измерений |
| Датчики объемной доли метана |
| ТХ 6363, ТХ 6383 | 27191-04 |
| ИДИ | 28259-04 |
| Датчики объемной доли оксида углерода |
| ТХ6373 | 27192-04 |
| ДОУИ | 33551-06 |
| Датчики (измерители) скорости воздушного потока |
| ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923 | 27316-04 |
| ДСПШ-20 | 26092-03 |
Технические характеристики
• Диапазон измерения объемной доли метана, не менее, объемной доли метана в воздухе, от 0 до 2,5 %.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 2.
• Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану не более, с 15.
• Зона нечувствительности срабатывания сигнализации автоматической газовой защиты по метану, не более 0,1 %.
• В МИС предусмотрена индикация объемной доли метана в диапазоне от 2,5 до 100 % без нормирования погрешности.
Таблица 2. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана.
| Тип датчика | ТХ6363 (ТХ6383) | иди |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ±0,15% | ± 0,25 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ±0,15% | ± 0,2 % |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | —— | ± 0,4 % |
• Диапазон измерения объемной доли оксида углерода, не менее, ppm от 0 до 50.
• Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерения объемной доли оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 3.
Таблица 3. Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода.
| Тип датчика | ТХ6373 | ДОУИ |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | ± 2 ppm | ± (3+0,1 *СВХ) ppm |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ± 0,5 ppm | ± (2,4+0,08*CBX) ppm |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении атмосферного давления от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | —— | ± (3,6+0,12*Свх) ppm |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при отклонении относительной влажности анализируемой среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | — | ± (1,5+0,05* Свх) ppm |
| Примечание: Свх - измеряемая объемная доля оксида углерода |
• В МИС предусмотрена индикация объемной доли оксида углерода в диапазоне от 50 ppm до 200 ppm без нормирования погрешности.
• Диапазон измерения скорости воздушного потока, не менее, м/с от 0,5 до 30.
• Пределы допускаемых погрешностей измерения скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют приведенным в таблице 4.
Таблица 4. Пределы допускаемых погрешностей измерительных каналов скорости
воздушного потока.
| Тип датчика | ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923 | ДСПШ-20 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности | ±2% | — |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности при отклонении температуры окружающей среды от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации на каждые 10°С | ± 0,2 % | — |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности при отклонении относительной влажности от нормальной области значений в рабочих условиях эксплуатации | ±5% | — |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности, где V - измеряемая скорость воздушного потока, м/с | — | ± (0,05 + 0,02*V) |
• В дополнительных измерительных каналах МИС используются термопреобразователи сопротивления с параметрами по ГОСТ 6651 и/или датчики, имеющие один из следующих выходных сигналов:
- напряжение 0,4-2,0 В (при сопротивлении нагрузки 10 кОм и менее);
- ток 0-5 мА или 4—20 мА по ГОСТ 26.011;
- частота от 1 до 160 Гц (входное напряжение не более 10 В).
• Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования сигналов датчиков дополнительных измерительных каналов ± 0,3 %.
• 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 каналов передачи данных одного маршрутизатора на основе контроллера - 13.
• Длительность цикла автоматического опроса всех измерительных каналов не более 1,5 мс.
• Задержка изменения состояния канала коммутации, при достижении аварийных значений контролируемых параметров или отказе датчиков основных измерительных каналов, приводящих к блокированию производственной деятельности (задержка времени срабатывания МИС) не более 50,0 мс.
• Измерительные каналы МИС, включающие датчики с выходным сигналом в виде напряжения, сохраняют свой метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 500 Ом.
• Измерительные каналы МИС, включающие датчики с токовым выходным сигналом, сохраняют свой метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 100 Ом.
• Время хранения контроллером информации о измерениях по всем измерительным каналам не менее 36 часов, а сервером - не менее 1 года.
• МИС обеспечивает обмен информацией:
- между контроллерами и маршрутизатором и между маршрутизаторами по линиям связи с параметрами, приведенными в эксплуатационной документации;
- между маршрутизаторами и серверами, АРМ по локальной сети с интерфейсом Ethernet IEEE 802.3.
МИС обеспечивает возможность подключения дополнительных устройств по линиям связи с параметрами, приведенными в эксплуатационной документации. Дополнительные устройства должны иметь разрешение на применение в подземных выработках рудников и угольных шахт.
• МИС обеспечивает возможность определения следующих неисправностей технических средств:
- отказы датчиков;
- выход сигнала от датчика за пределы диапазона измеряемых значений;
- короткое замыкание или обрыв линии передачи данных между датчиками и контроллерами, между подземными контроллерами и наземными устройствами сбора и обработки информации.
• В МИС предусмотрена возможность изменения интервала циклического опроса контролеров сервером, при этом максимальное значение времени цикла не должно превышать:
- по основном параметрам (объемная доля метана и оксида углерода, скорость воздушного потока) 1 минуту;
- по дополнительным параметрам 5 минут.
• Нормальные области значений климатических влияющих факторов:
- температура окружающей среды от (20±5)°С;
- относительная влажность воздуха от 30 % до 60 % при 20 °C;
- атмосферное давление (101,3 ± 3,3) кПа [(760 ± 25) мм.рт.ст].
• Составные части МИС, за исключением датчиков, устойчивы к следующим климатическим воздействиям:
- температура окружающей среды от 0°С до 40°С;
- относительная влажность воздуха не более 98 % при 20 °C;
- атмосферное давление от 84 кПа до 106,7 кПа.
• Датчики устойчивы к климатическим воздействиям, указанным в их эксплуатационной документации.
• Степень защиты составных частей МИС от проникновения пыли, посторонних тел и воды по ГОСТ 14254:
- наземной части не менее IP 20;
- подземной части не менее IP 54.
• Электропитание МИС осуществляется от сети переменного тока частотой (50±1) Гц напряжением от 30 В до 150 8 или источника питания постоянного тока с напряжением (12 ±2) В.
• При отключении всех линий внешнего электропитания от сети переменного тока подземная часть МИС сохраняет работоспособность не менее 16 часов.
• При отключении от сети переменного тока наземная часть МИС сохраняет работоспособность не менее 10 мин.
• Потребляемая мощность МИС:
- контроллера - не более 150 Вт;
- других составных частей - не более значений, указанных в их эксплуатационной документации.
• Средний срок службы составных частей МИС, за исключением датчиков, 5 лет с учетом проведения регламентных восстановительных работ.
• Средний срок службы датчиков соответствует указанному в их эксплуатационной документации.
• Средняя наработка на отказ не менее 9000 часов.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации МКВЕ. 421457.001 РЭ.
Комплектность
В состав комплекта поставки МИС входит:
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| 1 Автоматизированное рабочее место оператора | 2 | 1 |
| 2 Сервер | 2 | 1 |
| 3 Коммутатор для сети Ethernet | | 4 |
| 4 Принтер | | 4 |
| 5 Устройство бесперебойного питания | 1 | 1 |
| 6 Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2 | | 2 |
| 7 Контроллер измерительный технологического оборудования Granch SBTC2 (маршрутизатор) | | 2 |
| 8 Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2-PB/PO (маршрутизатора) | | 2 |
| 9 Измерительный контроллер технологического оборудования Granch SBTC2-PB/PO | | 2 |
| 10 Датчик объемной доли метана | | 3 |
| 11 Датчик объемной доли оксида углерода | | 3 |
| 12 Датчик скорости воздушного потока | | 3 |
| 13 Датчик дополнительного измерительного канала | | 4 |
| 14 Блок автономного питания внешний | | 4 |
| 15 Устройство соединительное | | 4 |
| 16 Муфта тройниковая (соединительная) | | 4 |
| 17 Шкаф МКВЕ. ЭОЗЗ-ЗО-ОО | | 4 |
| 18 Посты управления кнопочные | | 4 |
| 19 Сирена аудиовизуальная | | 4 |
| 20 Комплект кабелей | 1 компл. | 5 |
| 21 «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием «Granch МИС»». Ведомость эксплуатационных документов» МКВЕ. 421457.001 ВЭ | 1 | |
| 21.1 Документы, указанные в п.17, в том числе «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием «Granch МИС»». Руководство по эксплуатации» МКВЕ.421457.001 РЭ, содержащее методику поверки | 1 | |
| Примечания 1 Минимальное количество. Может увеличиваться в соответствии с проектом. 2 Количество контроллеров, количество и типы функциональных модулей в соответствии с проектом. 3 В состав основных измерительных каналов МИС должны входить датчики, указанные в таблице 1. Типы и количество датчиков указывается в соответствии с проектом. 4 Тип и количество в соответствии с проектом. 5 Поставляются по требованию Заказчика. |
Поверка
Поверка системы многофункциональной измерительной аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС осуществляется в соответствии с методикой поверки, приведенной в Приложении Ж МКВЕ. 421457.001 РЭ «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС». Руководство по эксплуатации», согласованной ФГУП «СНИИМ» в феврале 2008 г.
Межповерочный интервал - один год.
Поверка датчиков основных измерительных каналов осуществляется по следующим методикам:
• ТХ6363 и ТХ6383 - «Датчики концентрации горючих газов ТХ6363 и ТХ6383. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• ИДИ - «Датчики искробезопасные инфракрасные ИДИ. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• ТХ6373 - «Датчики концентрации токсичных и горючих газов ТХ6522/23 и ТХ6373. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• ДОУИ - МП 242-0416-2006 «Датчики оксида углерода искробезопасные ДОУИ. Методика поверки»;
• ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923 - «Датчики скорости и расхода газового потока ТХ5921, ТХ5922, ТХ5923, ТХ5924, ТХ5925. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации;
• ДСПШ-20 - «Измеритель скорости воздушного потока ДСПШ-20. Методика поверки», приложение А к Руководству по эксплуатации ИБЯЛ. 433639.003 РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ Р 51330.0-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования».
МКВЕ. 421457.001 ТУ «Система многофункциональная измерительная аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием Granch МИС». Технические условия».
Заключение
Тип системы многофункциональной измерительной аэрогазового контроля, связи, передачи информации и управления оборудованием «Granch МИС» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
Сертификат соответствия № РОСС 1Ш.ГБ05.В02211, выдан Органом по сертификации РОСС Ки.0001.110ГБ05 НАНИО «Центр по сертификации взрывозащищенного и рудничного электрооборудования» 05.03.2008 г.
