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, автоматизированного рабочего места (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 имеет возможность изменения числа однотипных измерительных каналов в процессе эксплуатации.

Кроме функций, указанных в назначении, МИС обеспечивает:

• • автоматическую газовую защиту (АГЗ);

• • выдачу управляющих команд на основное и вспомогательное шахтное оборудование (системы вентиляции, транспорта, водоотведения, электро-, гидро- и пневмоснабжения и др.) при заданных значениях измеряемых или контролируемых параметров, с возможностью установления приоритета управляющих сигналов от АРМ;

• •  обнаружение ранних признаков пожаров и контроль состояния систем противопожарной защиты;

• •  маршрутизации и обмена информацией по каналам связи;

• •  отображение информации на подземных устройствах контроля и управления об их состоянии;

• •  отображение информации о контролируемых параметрах, работе технологического оборудования, результатах тестирования и выявленных неисправностях технических средств на АРМ в соответствии с требованиями действующей нормативной документации;

• •  обработку и хранение собранной информации на подземных и наземных вычислительных устройствах (серверах) и вывода текущей и архивной информации на бумажный носитель;

• •  формирование отчетов в электронном и бумажном виде об измеряемых и контролируемых параметрах, выявленных неисправностях оборудования.

В МИС предусмотрена возможность применения:

• • блоков питания автономных для питания датчиков и составных частей МИС;

• • постов управления кнопочных для подачи сигналов управления оборудованием;

• • датчиков дополнительных измерительных и логических каналов;

• • устройств соединительных для соединения искробезопасных цепей;

• • муфт тройниковых (соединительных) для соединения искроопасных цепей;

• • шкафов МКВЕ.Э033-30-00 для установки барьеров искрозащиты;

• • сирен аудиовизуальных для подачи сигналов оповещения и другого оборудования.

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 (ИК), входящие в состав МИС, указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Датчики, используемые в основных измерительных каналах МИС.

В шахтах в дополнительных измерительных каналах, должны использоваться датчики, имеющие разрешение на применение в подземных выработках рудников и угольных шахт.

• •  Диапазон измерения объемной доли метана в воздухе от 0 до 2,5 %.

• •  Пределы допускаемых абсолютных погрешностей ИК объемной доли метана в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 4.

• •   Время срабатывания автоматической газовой защиты по метану не более 15 с.

• •  Абсолютная погрешность 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 4 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли метана, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

• •  Диапазон измерения объемной доли оксида углерода в воздухе от 0 до 50 млн^-1.

• •  Пределы допускаемых абсолютных погрешностей ИК объемной доли оксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 5.

• •  В МИС предусмотрена индикация объемной доли оксида углерода в диапазоне от 50 до 200 млн^-1 без нормирования погрешности.

• •  Диапазоны измерения объемной доли диоксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 6.

• •  Пределы абсолютных погрешностей ИК объемной доли диоксида углерода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 7.

• •  Диапазон измерения объемной доли кислорода от 0 до 30 %.

• •  Пределы абсолютных погрешностей ИК объемной доли кислорода в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 8.

• •  Диапазон измерения скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 9.

• •  Пределы допускаемых погрешностей ИК скорости воздушного потока в зависимости от типа применяемого датчика соответствуют значениям, приведенным в таблице 10.

Таблица 5 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли оксида углерода, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

Таблица 6 - Диапазон измерения объемной доли диоксида углерода

Таблица 7 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли диоксида углерода, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

Таблица 8 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов объемной доли кислорода, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

Примечание:

* - С_вх - измеренное значение объемной доли кислорода, % ** - на каждые 3,3 КПа.

Таблица 9 - Диапазон измерения скорости воздушного потока

Таблица 10 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов скорости воздушного потока, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

Примечание: * - V - измеренное значение скорости воздушного потока, м/с

• •  Диапазон измерения массовой концентрации пыли от 0 до 1500 мг/м³.

• •  Пределы допускаемых погрешностей измерения массовой концентрации пыли - не более значений, приведенных в таблице 11.

Таблица 11 - Пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерительных каналов массовой концентрации пыли, включая погрешности, вносимые программным обеспечением

• 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.

• •  Количество линий связи для связи с модемами серии SBNI в одном контроллере (маршрутизатор на основе контроллера) - от 2 до 12.

• •  Длительность цикла автоматического опроса одного измерительного канала - 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 свои метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 500 Ом.

• •  Измерительные каналы МИС, включающие датчики с токовым выходным сигналом, сохраняют свои метрологические характеристики при максимальном петлевом сопротивлении аналоговых линий связи не менее 100 Ом.

• •  Время хранения контроллером информации об 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 контроллеров сервером, при этом максимальное значение времени цикла не должно превышать:

• - по основным параметрам (объемная доля метана, оксида углерода, диоксида углерода и кислорода, концентрация пыли в рудничном воздухе, 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 °С;

• - атмосферное давление (101,3 ± 3,3) кПа [(760 ± 25) мм.рт.ст].

• •  Составные части подземной части МИС, за исключением датчиков устойчивы к следующим климатическим воздействиям:

• - температура окружающей среды от 0 до 35 °С;

• - относительная влажность воздуха не более 98 % при 35 °С (с конденсацией влаги);

• - атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

• •  Датчики устойчивы к климатическим воздействиям, указанным в их эксплуатационной документации.

• •  Составные части наземной части МИС устойчивы к климатическим воздействиям нормальных областей значений климатических влияющих факторов.

• •  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 составных частей МИС осуществляется от электросети переменного тока частотой (50±1) Гц или от источников постоянного тока с напряжением не более значений, указанных в их эксплуатационной документации, или от внутренних резервных источников питания.

• •  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 значениям, указанным в их эксплуатационной документации.

• •   Средняя наработка на отказ - не менее 9000 часов.