北京知寬信息技術(shù)有限公司
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訪問次數(shù):411更新時間:2021-08-03 13:20:16
井下人員定位及設(shè)備無線測溫系統(tǒng)
井下人員定位及設(shè)備無線測溫系統(tǒng)
1、應用背景
煤炭工業(yè)是我國當前安全生事故多發(fā)的重點行業(yè),僅2009年遇難人數(shù)超過10人以上的事件就有:
2009年2月22日,山西西山煤電集團屯蘭煤礦南四盤區(qū)發(fā)生瓦斯爆炸事故,78人遇難;
2009年4月4日,黑龍江雞西市雞冠區(qū)天源公司金利煤礦井下發(fā)生透水事故,12人遇難;
2009年5月30日,重慶市綦江縣同華煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故,30人遇難;
2009年6月17日,貴州黔西南州晴隆縣中營鎮(zhèn)新橋煤礦發(fā)生透水事故,16人遇難;
2009年9月8日,河南省靈寶市金源礦業(yè)公司王家峪礦井下發(fā)生火災事故,13人遇難;
2009年9月9日,河南平頂山新華四礦瓦斯爆炸事故,54人遇難;
... ...
中國煤礦的地質(zhì)埋存條件復雜,高瓦斯礦井數(shù)量較多,開采自動化程度低,95%以上要靠井工開采,礦難頻頻發(fā)生。如何在提高產(chǎn)能的同時加強安全生產(chǎn),一旦出現(xiàn)事故時能快速高效地進行搜救,從而降低死亡率是每一個礦區(qū)的管理者需要思考的問題。
目前,我國大中型煤礦已大量裝備了各種煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),這些系統(tǒng)的應用改善了我國煤礦安全生產(chǎn)狀況。但依然還普遍存在入井人員管理困難,井上人員不能及時了解井下人員的動態(tài)分布,以及煤礦設(shè)備發(fā)熱不能及時檢測的情況。一旦事故發(fā)生,就無法準確定位井下人員的位置,難以進行及時可靠的搶救,安全救護的效率低,效果不理想。
2、系統(tǒng)原理
井下人員定位及設(shè)備無線測溫系統(tǒng)是基于ZIGBEE技術(shù)、實時數(shù)據(jù)采集與傳輸方法,以及*軟件設(shè)計理念而開發(fā)的井下人員定位及設(shè)備無線測溫系統(tǒng)。井下人員定位及設(shè)備無線測溫系統(tǒng)通過建立一個完整、靈活和實時的監(jiān)測管理體系,對井下作業(yè)人員的位置與分布、進出巷道的權(quán)限管理、生產(chǎn)計劃的安排、生產(chǎn)物資的安全流動及設(shè)備發(fā)熱狀況等進行動態(tài)跟蹤控制,以實現(xiàn)井下管理的信息化和可視化,提高煤礦開采生產(chǎn)管理和作業(yè)安全的水平。
2.1、功能實現(xiàn)
1)井下生產(chǎn)人員和設(shè)備的跟蹤功能
井下人員定位系統(tǒng)的高精度監(jiān)測器分布井下各主要場所、工作面和巷道等,當佩戴有電子識別卡的生產(chǎn)員工或設(shè)備通過監(jiān)測器的識別區(qū)域時,監(jiān)測器將接收到該電子識別卡的身份編號,并將該身份編碼傳輸?shù)骄媳O(jiān)控中心。每個身份編碼都是的,通過該身份編碼,可識別每個入井出井員工或設(shè)備的移動軌跡,從而實現(xiàn)目標的跟蹤與管理。井下人員定位系統(tǒng)實行主動式監(jiān)測方式,被測目標*,識別距離遠。井下工作人員無須增加攜帶裝備,無須主動進行任何操作。
基于如上的技術(shù)設(shè)計,井下人員跟蹤管理系統(tǒng)可以實現(xiàn):
移動目標的跟蹤:系統(tǒng)結(jié)合井下電子礦圖,可以實時顯示整個礦井以及各個盤區(qū)、煤層的人員的數(shù)量和分布;顯示人員的移動路線;對人員進行定位和跟蹤;查詢特定人員在井下的位置。可以實時顯示定位信息,也可以查詢某一歷史時刻的定位信息。
2)生產(chǎn)人員的考勤與日常管理功能
生產(chǎn)考勤與人員管理:能夠準確統(tǒng)計礦工人井、升井時間,并可按班次按部門生成日考勤、月考勤統(tǒng)計等報表。在每一班末,對當班人員進行清點,如發(fā)現(xiàn)有人員丟失則報警,以便值班人員核查;如果發(fā)現(xiàn)人員在井下工作超過規(guī)定時間,系統(tǒng)自動報警并給出相關(guān)人員的名單等信息,同時通過射頻標簽報警以便通知相關(guān)人員。當?shù)V井發(fā)生緊急事件時,可以快速確定人員的位置,及時開展搜救工作。
3)井下設(shè)備無線測溫系統(tǒng)
井下設(shè)備本身和設(shè)備之間的連接點會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。隨著負荷的增大,導致連接點發(fā)熱并形成惡性循環(huán):溫升、膨脹、收縮、氧化,電阻增大、再度升溫直至釀成事故。
無線測溫系統(tǒng)主要針對:設(shè)備本身及設(shè)備之間連接點的溫度進行監(jiān)測。如遇到過高溫時,系統(tǒng)將發(fā)出警報,通知管理者及時采取措施,以防事故發(fā)生,造成人員及財產(chǎn)的損失。
知寬信息設(shè)備無線測溫系統(tǒng)有以下特點:
射頻技術(shù)的引入使采集安全可靠
計算機可根據(jù)溫度探頭的ID號自動確定各監(jiān)測點的溫度
采用了無線傳輸方式,安裝維護方便,成本低,保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全靈活
傳感器24小時自動定時發(fā)射數(shù)據(jù),計算機實時收集并記錄所有監(jiān)測點的溫度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)異常立即報警
系統(tǒng)具有功能,可以及時預警,把故障消除在萌芽狀態(tài)
采用數(shù)字溫度傳感器直接測量電力接點的溫度,提高了系統(tǒng)的精確度
采用看門狗電路和加密單元,電路可以使系統(tǒng)自動復位,使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更加可靠
2.2、系統(tǒng)組成
井下人員定位系統(tǒng)
井下人員定位系統(tǒng)采用ZIGBEE識別技術(shù),識別載體由電子識別卡、監(jiān)測器組成。
1) 電子識別卡
識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體,載有標簽的身份編碼(ID)信息;
2) 監(jiān)測器
接收電子識別卡反射回的微波合成信號后,讀取電子識別卡中的ID信息,然后將信息發(fā)送到地面監(jiān)控中心;
原理圖
設(shè)備無線測溫系統(tǒng)
1) 溫度傳感器
測量設(shè)備本身及各設(shè)備間連接點的溫度,每個傳感讀頭都有的(ID)信息;
2) 溫度監(jiān)測器
讀取到溫度監(jiān)測器的數(shù)據(jù)后及傳感讀頭的ID信息,將信息發(fā)送到地面監(jiān)控中心;
3、系統(tǒng)組成
3.1井下部分組成
井下人員定位系統(tǒng)
井下部分實現(xiàn)員工或者設(shè)備身份編碼數(shù)據(jù)的讀取,并經(jīng)防爆電纜實時傳輸?shù)骄喜糠帧?/span>
井下部分以防爆電纜作為主傳輸途徑(CAN總線形式),主要由讀卡分站、電子監(jiān)測器、防爆電源等組成。讀卡分站固定安裝在各主要巷道的進出口,匯總該讀卡分站下監(jiān)測器的數(shù)據(jù)信息。電子監(jiān)測器安裝在井下主要位置或危險位置,如交叉道口、工作面、危險場所(如盲巷、掘進頭等)、地面主要出入口等需要監(jiān)測的地方安裝,不斷地進行數(shù)據(jù)巡檢和信號采集。整個井下系統(tǒng)以分布式形式安裝,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。電子識別卡分為員工識別卡和設(shè)備識別卡。員工識別卡由員工隨身佩戴(如安裝員工的安全帽上、腰帶或礦燈等),不需要附加攜帶設(shè)備,設(shè)備識別卡安裝上下井需要監(jiān)控的大宗設(shè)備或移動目標上,如車輛等。
設(shè)備無線測溫系統(tǒng)
溫度傳感器的讀頭安放在每個設(shè)備及設(shè)備連接點等需要檢測溫度的地方,管理人員手持溫度傳感器,讀取傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)信息,并將此信息傳遞給數(shù)據(jù)終端,系統(tǒng)中斷可設(shè)定溫度界定值,若出現(xiàn)超出界定值的情況,系統(tǒng)將發(fā)出警報,通知管理者,以便管理者在時間內(nèi)采取措施。
系統(tǒng)原理
3.2井上部分
井上部分根據(jù)接收的各個員工和設(shè)備身份編碼,匹配數(shù)據(jù)庫中各身份編碼對應的身份信息,如姓名、班組、工種等,并實時顯示在監(jiān)控屏幕上和存儲在電腦數(shù)據(jù)庫中備用。
井上部分以以太網(wǎng)為主要傳輸?shù)耐緩剑ㄎ挥诒O(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫服務器、監(jiān)控電腦、打印機等設(shè)備。數(shù)據(jù)庫服務器存儲了對應電子識別卡的人員姓名或設(shè)備名稱、編組、班號、考勤記錄等數(shù)據(jù)信息。通過實時采集到的電子識別卡信息,匹配記錄在數(shù)據(jù)庫服務器的個人和設(shè)備信息,可以實時地完成井下人員與設(shè)備的跟蹤定位工作。利用局域網(wǎng),也可以使、礦務局以及相關(guān)的客戶端(相關(guān)部門),實時了解井下人員和設(shè)備情況。
4、系統(tǒng)流程
井下人員定位系統(tǒng):
當攜帶電子標簽的員工或設(shè)備通過監(jiān)測器的識別區(qū)域時候,監(jiān)測器將會被激活,并將該監(jiān)測器的標識信息發(fā)送給監(jiān)測器;
監(jiān)測器接受到個人信息后,經(jīng)處理發(fā)送到上層的讀卡分站;
讀卡分站實時地將數(shù)據(jù)信息通過防爆電纜傳輸?shù)骄希?/span>
監(jiān)控動態(tài)接收到各個井下電子監(jiān)測器的信息,提取數(shù)據(jù)庫中存儲信息。管理人員可以實時看到監(jiān)控目標的情況,對不同區(qū)域或待定目標進行鎖定式監(jiān)控,對受控人員與設(shè)備進行動態(tài)管理與調(diào)度。確保緊急情況下可以及時采取相應的應急措施。
煤礦安全信息監(jiān)控系統(tǒng)是一個集采集、輸入、存儲、檢索、查詢與分析空間數(shù)據(jù)于一體。通過賬號形式,可以給不同的客戶端進行,使各個相關(guān)部門能夠了解特定組成員的活動軌跡。
設(shè)備無線測溫系統(tǒng):
在每個需要監(jiān)測溫度值變化的設(shè)備和設(shè)備連接點上安裝溫度傳感器標簽
物聯(lián)網(wǎng)無線節(jié)點讀取該傳感器標簽的ID信息及溫度值,并通過無線方式傳遞給系統(tǒng)終端
系統(tǒng)終端將對溫度值進行記錄及比對,如超出界定值,系統(tǒng)將發(fā)出報警,告知管理員有異?,F(xiàn)象。