程浩 高春礦

【摘要】建立安全監(jiān)控系統(tǒng)防爆交換機(jī)使用主備機(jī)快速雙電源切換裝置，在主交換機(jī)出現(xiàn)故障情況下，快速切換到備用交換機(jī)，縮短故障時間。

【關(guān)鍵詞】安全監(jiān)控系統(tǒng)；交換機(jī)；切換

1.概況

海孜煤礦西部井2001年8月投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力30萬噸/年。2007年皖經(jīng)煤炭函[2007]269號文核定礦井生產(chǎn)能力為39萬噸/年。2010年礦井?dāng)U建，設(shè)計生產(chǎn)能力為50萬噸。

礦井使用的是北京瑞賽長城航空測控技術(shù)有限公司開發(fā)的KJ2000N礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，于1996年投入使用，通訊方式為兩線制無極性移頻鍵控（FSK）數(shù)據(jù)傳輸，頻率為2400波特率，巡檢周期≤30S。西部井自2001年投產(chǎn)后，安裝了獨(dú)立的安全監(jiān)控系統(tǒng)裝置，并通過敷設(shè)架空線（通訊電纜）作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，與安全監(jiān)控中心站系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（AQ6201-2006），2008年8月份，對西部井安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后通訊方式為：西部井混合井上井口設(shè)置1臺FSK防爆交換機(jī)與監(jiān)控中心站服務(wù)器進(jìn)行通訊，西部井井下分站使用MHYVP四芯（使用兩芯，備用兩芯）通訊電纜，與防爆交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.存在問題

FSK交換機(jī)從2008年8月開始投入使用，服務(wù)年限已超過5年，現(xiàn)存在下列問題：設(shè)備老化，炎熱夏季易出現(xiàn)瞬間中斷現(xiàn)象，交換機(jī)后備直流電源老化，只能依靠交流供電，如交流電停電，易造成通訊中斷，且生產(chǎn)廠家已停止生產(chǎn)此種類型FSK交換機(jī)，無法對整機(jī)或配件更新，一旦交換機(jī)故障，將造成西部井井下及地面風(fēng)機(jī)在線8臺分站、20臺以上各類傳感器傳輸中斷，給礦井安全生產(chǎn)帶來隱患?；诿旱V惡劣的供電和工業(yè)環(huán)境，為保證西部井監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在對西部井監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行大的改造之前，決定利用其它采區(qū)淘汰的FSK防爆交換機(jī)，設(shè)置備用交換機(jī)，并建立快速切換裝置，在交換機(jī)出現(xiàn)故障時，快速切換到備用交換機(jī)運(yùn)行。

3.改造方案

3.1FSK防爆交換機(jī)原理

交換機(jī)采用設(shè)備電源一體化結(jié)構(gòu)，是以一塊工業(yè)以太網(wǎng)傳輸接口為核心的信息交換設(shè)備，由隔爆外殼、一臺工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)模塊、一塊以太網(wǎng)通訊板、一塊FSK通訊板、一塊通訊底板、兩塊電源板、一塊充電斷電板、一塊電源底板、一塊通訊接線板、一塊電源接線板、一個線性變壓器以及一組蓄電池等組成。和井下分站組合在一起，在中心站的管理下實(shí)現(xiàn)對全礦井環(huán)境參數(shù)及工況參數(shù)的監(jiān)測與控制。

工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)模塊用于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換；以太網(wǎng)通訊板用于FSK通訊板和工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)模塊進(jìn)行連接；FSK通訊板用于與井下FSK設(shè)備的通訊連接；電源模塊將外接的660V交流電轉(zhuǎn)換為24VDC、12VDC和5VDC供系統(tǒng)設(shè)備使用。連接方式如圖1所示。

3.2改造方案的實(shí)施步驟

3.21備用交換機(jī)配置模塊及FSK通訊卡IP地址

備用交換機(jī)配置模塊及FSK通訊卡均配置和主交換機(jī)一致的IP地址

3.22備用交換機(jī)通訊線連接

將井下分站與主交換機(jī)的通訊線用三通接線盒引出2條支線，各自接入主備交換機(jī)的FSK通訊板。

3.23備用交換機(jī)更換蓄電池

3.24為備用交換機(jī)供電

主備交換機(jī)均采用220V交流電源供電，且采用雙回路。

3.25切換主備交換機(jī)，成功后為主交換機(jī)更換蓄電池。

4.運(yùn)行效果分析

通過防爆交換機(jī)主備機(jī)雙電源快速切換裝置應(yīng)用，提高了監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，滿足了礦井安全生產(chǎn)的要求，產(chǎn)生了良好的效果。

一是避免了因供電原因造成監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊中斷。主交換機(jī)交流電源掉電后，內(nèi)置的蓄電池可以提供不小于2小時直流供電。如果因供電故障影響大于2小時，可將主交換機(jī)停用后啟用備用交換機(jī)，然后將光纖尾纖插頭拔出，插入備用交換機(jī)模塊光口，大大減少了通訊中斷時間（影響時間小于1分鐘）。

二是如果交換機(jī)故障，同樣可以采用上述方法處理。

使用時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：由于主備交換機(jī)模塊及FSK通訊卡IP地址相同，且通訊線同時接入主備交換機(jī)的FSK通訊板，所以兩臺交換機(jī)不能同時供電，避免因IP地址沖突造成數(shù)據(jù)傳輸故障；每月對備用交換機(jī)蓄電池進(jìn)行一次充放電。

圖1