Комплексы являются многоканальными стационарными автоматическими измерительными системами непрерывного действия.

Способ отбора пробы - диффузионный.

Принцип измерений комплексов:

• - объемная доля метана в диапазоне от 0 до 2,5 % - термокаталитический;

• - объемная доля метана в диапазоне от 5 до 100 % - термокондуктометрический или оптический.

Комплексы представляют собой совокупность функционально законченных технических устройств, которые могут иметь различные модификации. Состав (количество и разновидности таких устройств) определяется конкретными горно-технологическими и горно-геологическими условиями. Комплекс обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• - непрерывное измерение содержания метана в зоне работы горной машины;

• - формирование диагностических параметров состояния технических средств комплекса;

• - отображение измеренных значений и диагностических параметров на средствах индикации;

• - передача в систему автоматического газового контроля (далее - АГК) измеренных значений и диагностических параметров;

• - фиксация в энергонезависимую память измеренных значений и диагностических параметров;

• - подача предупредительной и аварийной световой и звуковой сигнализации при достижении объемной концентрации метана в зоне работы горной машины заданных предельно допустимых значений;

• - автоматическая газовая защита (далее - АГЗ) горной машины с помощью блокировки ее работы при превышении объемной концентрации метана выше предельно допустимой концентрации.

Комплексы имеют следующую структуру технических средств:

• 1) уровень преобразования контролируемой величины (объемная доля метана) в измерительный сигнал, к которому относятся датчики комбайновые (далее - ДК), устанавливаемых на подвижной горной машине и датчики ИТС2 (рег. № 51279-12);

• 2) уровень передачи данных, сигнализации и индикации, к которому относятся ретрансляторы забойные (далее - РЗ), антенны забойные (далее - АЗ) и сигнализирующие устройства (далее - СУ-37.МТРД), устанавливаемые стационарно вблизи от зоны работы горной машины, и который обеспечивает передачу данных от ДК к СУ-37.МТРД и в систему АГК;

• 3) уровень инженерного обслуживания - устройство зарядное с цифровой электронновычислительной машиной (далее - ЦЭВМ), используемых для зарядки встроенных аккумуляторов ДК и их настройки.

Комплекс имеет следующую структуру измерительных каналов (далее - ИК):

• 1) [ДК с радиоинтерфейсом] >|РЗ с интерфейсом RS-485/ModbusRTU]- -|СУ-37.МТРД с интерфейсом RS-485/ModbusRTU]—;

• 2) [ИТС2 с интерфейсом RS-485/ModbusRTU]—[РЗ с интерфейсом RS-485/Modbus RTU]—[СУ-37.МТРД с интерфейсом RS-485/ModbusRTU]—;

• 3) [ИТС2 с интерфейсом (0,4-2,0) В / (1-5) мА]-[СУ-37.МТРД с интерфейсом RS-485/ModbusRTU]-,

при этом обеспечивается возможность передачи от [СУ-37.МТРД с интерфейсом RS-485/ModbusRTU] цифрового кода с результатами измерения по каждому ИК на ЦЭВМ диспетчерского уровня. Комплекс через СУ-37.МТРД обеспечивает передачу команды на блокировку работы горной машины на оборудование электроснабжения непосредственно или через систему АГК. Комплекс через СУ-37.МТРД обеспечивает передачу результатов измерения на диспетчерский уровень системы АГК, который состоит из ЦЭВМ, объединенных в локальную вычислительную сеть.

Электропитание ДК осуществляется от встроенных аккумуляторных батарей. Электропитание устройств сигнализирующих, ретрансляторов забойных и датчиков ИТС2 осуществляется от шахтных источников питания во взрывобезопасном исполнении.

Основой механической конструкции ДК служит прямоугольная металлическая защитная оболочка (кожух защитный), разделённая перегородками на три отсека с закрывающимися крышками, открывание которых возможно только с помощью специального инструмента. Первый отсек представляет собой клеммную коробку, оборудованную двумя кабельными вводами, в которой установлены клеммные разъёмы для внешних подключений. Во втором отсеке располагается блок радиосвязи и коммутации (далее - блок РК), на его крышке установлен разъём для подключения антенны. В третьем (аппаратном) отсеке, крышка которого является несъемной, размещены блок датчика и аккумулятора (далее - блок ДА). Электрическое соединение блоков РК и ДА осуществляется с помощью разъёмного соединения. ДК обеспечивает выполнение следующих функций:

• 1) преобразование концентрации метана в рудничной атмосфере в измерительный сигнал на выходе ДА: цифровой кодированный сигнал RS-485 / Modbus RTU; (0,4 - 2) В; (1 - 5) мА;

• 2) быстродействующую АГЗ - сравнение измеренного значения концентрации с заданными пороговыми значениями срабатывания и формирование управляющего (защитного) воздействия (изменение состояния выходного реле) для блокирования работы горной машины, а также включение предупредительной и предаварийной сигнализации на устройствах комплекса;

• 3) местную звуковую сигнализацию о превышении порога срабатывания со звуковым давлением не менее 95 дБ на расстоянии 1 м по оси излучателя (по ГОСТ 24032-80);

• 4) самодиагностику - диагностику узлов блока РК и блока ДА;

• 5) передачу по радиоканалу измерительного сигнала и диагностических данных на РЗ;

• 6) возможность проверки ДА по месту установки.

РЗ предназначен для приема радиосигнала от ДК и его передачи по проводной линии связи RS-485 в СУ-37.МТРД. Корпус РЗ представляет собой пластиковый корпус с защитным кожухом и присоединённым кабелем с разъёмом. В зависимости от исполнения к РЗ могут подключаться различные АЗ. РЗ обеспечивают выполнение следующих основных функций:

• 1) обмен цифровой кодированной информации с ДК по беспроводному интерфейсу;

• 2) обмен цифровой кодированной информации с датчиками ИТС2, другими РЗ и СУ-37.МТРД по проводному цифровому интерфейсу RS-485;

• 3) передачу цифровой кодированной информации о концентрации метана и самодиагностики от ДК на СУ-37.МТРД;

• 4) передачу цифровой кодированной информации о результатах измерения и самодиагностики от датчиков ИТС2 на СУ-37.МТРД;

• 5) самодиагностику РЗ и передачу ее результатов на СУ-37.МТРД;

• 6) отображения результатов самодиагностики и информации о состояния беспроводного и проводного интерфейсов;

• 7) звуковую и световую сигнализацию о превышении порогов концентрации метана.

АЗ предназначена для организации распределенной системы беспроводной передачи данных. Антенна забойная подключается к РЗ и в зависимости от исполнения представляет собой совокупность следующих устройств: антенны штыревые, кабели излучающие, адаптеры, кабельные сборки, терминаторы линии, элементы крепления к стенкам горных выработок, оборудованию.

СУ-37.МТРД представляет собой сборку из следующих устройств: устройство сигнализирующее СУ-30.ЖКД, устройство сигнализирующее СУ-37.ЗСО, ящик монтажный ЯСУ-09.2-B3.D3.E5-03.00. СУ-37.МТРД выполняет следующие функции:

• 1) опрос РЗ по RS-485/ModbusRTU;

• 2) получение цифровой кодированной измерительной информации о содержании метана от ДК и ИТС2, подключенных к РЗ, и результатов самодиагностики ДК, ИТС2 и РЗ;

• 3) контроль дискретных датчиков типа «сухой» контакт и датчиков с выходными сигналами (0/0,4-2,0) В; (0/1-5) мА, (0/4-20) мА, подключенных к его дискретным и аналоговым входам;

• 4) преобразование информации о входных дискретных, аналоговых и цифровых кодированных (от ведомых устройств) сигналах, данных о состоянии излучателей, дискретных и аналоговых выходных сигналах в цифровой код ModbusRTU;

• 5) сравнение данных о контролируемых параметрах с задаваемыми пороговыми уставками;

• 6) управление световым, цветосветовым и звуковым излучателями, дискретными (выходные реле) и аналоговыми выходами в зависимости от входных сигналов, прикладного программного обеспечения (далее - ПО), настроек СУ-37.МТРД и команд телеуправления (далее -ТУ). Световая и звуковая сигнализация о превышении порогов концентрации метана в соответствии с требованиями ГОСТ 24032-80;

• 7) АГЗ - управление аппаратами электроснабжения для блокирования работы горного участка;

• 8) управление другими устройствами с искробезопасными дискретными цепями управления через дискретные выходы при превышении порогов концентрации метана и/или в зависимости от собираемой информации о контролируемых параметрах, прикладного ПО, настроек СУ-37.МТРД и команд ТУ;

• 9) обмен информацией с ведущим устройством (ЦЭВМ, программируемый контроллер) через интерфейс RS-485/ModbusRTU: ретрансляция цифровой кодированной измерительной информации от ДК и ИТС2; передача результатов контроля входных аналоговых сигналов; передача данных о состоянии входных и выходных дискретных сигналов, излучателей и пр.; прием команд ТУ световыми и звуковыми излучателями и дискретными выходами;

• 10) отображение на дисплее результатов измерения и контроля, диагностической информации и данных о состоянии питания и интерфейсов связи;

• 11) оперативная по месту установки и дистанционная (через RS-485/ModbusRTU) настройка условий срабатывания световых, цветосветовых и звуковых излучателей и дискретных выходов в зависимости от результатов измерения и контроля, диагностической информации.

Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

Заводские номера наносятся на табличку на корпусах технических средств, входящих в состав комплекса.

Общий вид основных технических средств комплексов приведен на рисунке 1.

а) блок ДА

б) ДК

в) РЗ

г) ИТС 2

д) СУ-37.МТРД

Рисунок 1 - Общий вид основных технических средств комплексов автоматической газовой защиты горных машин «Метан-радио»

е) устройство зарядное

Таблица 6 - Комплектность комплекса

Таблица 2 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности газоанализаторов

¹⁾ в скобках указано время установления показаний ДК без учета времени задержки канала передачи и отображения информации.

Таблица 3 - Метрологические характеристики комплексов

Таблица 4 - Основные технические характеристики средств уровня преобразования контролируемой величины

Таблица 5 - Основные технические характеристики средств уровня передачи информации