安全监控系统防爆交换机主备机双电源快速切换装置应用

  • 投稿葡萄
  • 更新时间2016-04-25
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 1.概况 
  海孜煤矿西部井2001年8月投产,设计生产能力30万吨/年。2007年皖经煤炭函[2007]269号文核定矿井生产能力为39万吨/年。2010年矿井扩建,设计生产能力为50万吨。 
  矿井使用的是北京瑞赛长城航空测控技术有限公司开发的KJ2000N矿井安全监控系统,于1996年投入使用,通讯方式为两线制无极性移频键控(FSK)数据传输,频率为2400波特率,巡检周期≤30S。西部井自2001年投产后,安装了独立的安全监控系统装置,并通过敷设架空线(通讯电缆)作为数据传输介质,与安全监控中心站系统数据服务器进行数据传输。 
  根据煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006),2008年8月份,对西部井安全监控系统进行改造,改造后通讯方式为:西部井混合井上井口设置1台FSK防爆交换机与监控中心站服务器进行通讯,西部井井下分站使用MHYVP四芯(使用两芯,备用两芯)通讯电缆,与防爆交换机进行数据传输。 
  2.存在问题 
  FSK交换机从2008年8月开始投入使用,服务年限已超过5年,现存在下列问题:设备老化,炎热夏季易出现瞬间中断现象,交换机后备直流电源老化,只能依靠交流供电,如交流电停电,易造成通讯中断,且生产厂家已停止生产此种类型FSK交换机,无法对整机或配件更新,一旦交换机故障,将造成西部井井下及地面风机在线8台分站、20台以上各类传感器传输中断,给矿井安全生产带来隐患。基于煤矿恶劣的供电和工业环境,为保证西部井监控系统的稳定运行,在对西部井监控系统进行大的改造之前,决定利用其它采区淘汰的FSK防爆交换机,设置备用交换机,并建立快速切换装置,在交换机出现故障时,快速切换到备用交换机运行。 
  3.改造方案 
  3.1FSK防爆交换机原理 
  交换机采用设备电源一体化结构,是以一块工业以太网传输接口为核心的信息交换设备,由隔爆外壳、一台工业级以太网交换机模块、一块以太网通讯板、一块FSK通讯板、一块通讯底板、两块电源板、一块充电断电板、一块电源底板、一块通讯接线板、一块电源接线板、一个线性变压器以及一组蓄电池等组成。和井下分站组合在一起,在中心站的管理下实现对全矿井环境参数及工况参数的监测与控制。 
  工业级以太网交换机模块用于以太网数据交换;以太网通讯板用于FSK通讯板和工业级以太网交换机模块进行连接;FSK通讯板用于与井下FSK设备的通讯连接;电源模块将外接的660V交流电转换为24VDC、12VDC和5VDC供系统设备使用。连接方式如图1所示。 
  3.2改造方案的实施步骤 
  3.21备用交换机配置模块及FSK通讯卡IP地址 
  备用交换机配置模块及FSK通讯卡均配置和主交换机一致的IP地址 
  3.22备用交换机通讯线连接 
  将井下分站与主交换机的通讯线用三通接线盒引出2条支线,各自接入主备交换机的FSK通讯板。 
  3.23备用交换机更换蓄电池 
  3.24为备用交换机供电 
  主备交换机均采用220V交流电源供电,且采用双回路。 
  3.25切换主备交换机,成功后为主交换机更换蓄电池。 
  4.运行效果分析 
  通过防爆交换机主备机双电源快速切换装置应用,提高了监控系统运行的安全性和可靠性,满足了矿井安全生产的要求,产生了良好的效果。 
  一是避免了因供电原因造成监控系统数据通讯中断。主交换机交流电源掉电后,内置的蓄电池可以提供不小于2小时直流供电。如果因供电故障影响大于2小时,可将主交换机停用后启用备用交换机,然后将光纤尾纤插头拔出,插入备用交换机模块光口,大大减少了通讯中断时间(影响时间小于1分钟)。 
  二是如果交换机故障,同样可以采用上述方法处理。 
  使用时应注意以下几点:由于主备交换机模块及FSK通讯卡IP地址相同,且通讯线同时接入主备交换机的FSK通讯板,所以两台交换机不能同时供电,避免因IP地址冲突造成数据传输故障;每月对备用交换机蓄电池进行一次充放电。