173

У гольные шахты России испыты-вают трудности с надлежащим

воздухоснабжением, что, как правило, объясняется большой протяженностью выработок и их малым поперечным сечением. Ситуация усугубляется (что подтверждается ростом числа взрывов и опасных ситуаций в угольных шах-тах) несовершенством или отсутствием в шахтах информационно-измеритель-ных систем (ИИС) обеспечения без-опасности. Установка в шахтах совре-менного оборудования, позволяющего обеспечить постоянный автоматиче-ский мониторинг параметров безопас-ности, является высокоприоритетной задачей для угольной промышленно-сти. При этом цель заключается в том, чтобы сделать использование такого оборудования обычной практикой ра-боты угледобывающих предприятий. Наличие подобных систем в шахтах се-годня представляет собой стандартную международную практику и позволяет определять наличие опасных концен-траций газа, признаков пожаров на ранних стадиях, проблем с изоляцией электрических сетей и др. Подобные

© С.З. Шкундин, В.В. Стучилин, 2014

УДК 622:658.011.56

С.З. Шкундин, В.В. Стучилин

КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ РФ

Рассмотрены общие концепции построения информационно-измерительных си-стем обеспечения безопасности в угольных шахтах РФ. Проведен параметрический анализ таких систем. В результате исследования выделены наиболее важные пара-метры ИИС обеспечения безопасности. ИИС обеспечения шахтной безопасности, построенная на основе АСУТП, обладает доступом к оперативной информации, использует современные технологии интеграции систем и данных, открытую и мас-штабируемую систему, имеет оптимальное соотношение цены и функциональности, гибкое решение и современные компоненты интеграции, экономию при внедрении за счет активного привлечения специалистов предприятия.Ключевые слова: угольные шахты, информационно-измерительные системы, без-опасность шахт, горные работы.

системы существуют и в российских шахтах, однако, в большинстве слу-чаев являются морально устаревшими и не отвечают современным требо- ваниям.

Кроме того, на современном этапе развития угольная промышленность России и Кузбасса в частности, стре-мится к повышению производительно-сти труда.

В решении этих задач может помочь комплексная автоматизация шахт, как единого целого. На сегодняшний момент на шахтах Кузбасса наблю-дается разрозненная автоматизация важных технологических процессов. В основном это процессы аэрогазо-вого контроля и автоматизированной газовой защиты, управление электро-снабжением, конвейерным транспор-том, погрузкой угля. Эти системы в большинстве случаев функциониру-ют как изолированные. Из-за этого их эффективность снижается. Кроме того, эти системы обычно морально устаревшие, спроектированные в на-чале семидесятых годов и нуждаются в замене. Поэтому при эксплуатации

174

этих систем нередки аварии, которых можно было бы избежать при отсут-ствии ошибок в этих автоматизиро-ванных системах. В настоящей статье приводится структурный анализ дей-ствующих сегодня ИИС обеспечения безопасности угольных шахт.

Одним из центральных вопросов такого анализа, является вопрос вы-бора контроллера – мозгового центра системы.

Сейчас построение шахтных ИИС возможно по двум схемам: централизо-ванная схема; распределенная схема.

Централизованная схема – это ког-да один большой контроллер стоит на поверхности и обрабатывает инфор-мацию от всех датчиков и управляет всеми устройствами. Достоинством такой схемы является простота на-стройки и обслуживания контролле-ра, снижение требований к контрол-леру в плане защищенности. Недо-статки такой схемы также очевидны:

� большое количество линий связи (проводов);

� ограниченное расстояние до датчиков (малый радиус охвата);

� ограниченное количество точек контроля.

Возможно, такая схема подходит для маленькой шахты на начальном этапе. Но большинство шахт имеют большую протяженность выработок, и централизованная схема им не под-ходит по многим причинам. Поэто-му, почти все системы автоматизации представленные на рынке, использу-ют распределенную схему размеще-ния контроллеров.

При распределенной схеме разме-щения контроллеров, несколько кон-троллеров располагаются непосред-ственно в лаве или других выработках шахты и соединены специальной се-тью для передачи цифровых данных. Топология такой сети может быть раз-личной – звезда, кольцо, шина и т.п., это зависит от типа контроллера.

На данный момент выбор контрол-лера полностью определяет всю ин-формационную систему. От типа кон-троллера зависит тип используемых в системе датчиков и исполнительных механизмов. От типа контроллера за-висят линии связи и топология сети. От типа контроллера зависит тип SCADA-системы или программного обеспечения верхнего уровня. Поэто-му, выбирая контроллер, мы полно-стью определяем стратегию развития информационной системы.

Общая концепция построения си-стемы

Каждое предприятие заинтересо-вано в том, чтобы на основе инфор-мационной системы получить закон-ченное решение, представляющее собой совокупность аппаратных и программных средств, позволяющих решать наиболее актуальный круг за-дач за расчетное время с привлечени-ем заранее просчитываемых финан-совых и человеческих ресурсов.

В соответствии с этим в основу по-строения современной информаци-онно-измерительной системы должны быть положены следующие принципы:

� соответствие государственным, международным и корпоративным стандартам и требованиям безопас-ности;

� высокая надежность техниче-ских и программных средств;

� использование современных датчиков;

� повсеместное использование ме-тодов цифровой обработки и переда-чи информации;

� многоуровневость и распреде-ленность;

� работа в реальном времени; � гибкость (легкость в настройке и

внесении изменений); � совместимость вниз с существу-

ющими техническими средствами; � совместимость вверх с существу-

ющими перспективными информаци-

175

онными системами (включая глобаль-ные информационные сети);

� масштабируемость (возможность при необходимости распространить решение на удаленные объекты, пре-образовать систему в территориаль-но-распределенную);

� использование стандартных ап-паратных и программных средств, ин-терфейсов и протоколов связи;

� простота и непрерывность аппа-ратного, алгоритмического и программ-ного расширения и модернизации;

� возможность оперативного и ин-терактивного создания и изменения службой эксплуатации основных ха-рактеристик информационно-управ-ляющих систем;

� использование стандартного графического интерфейса.

Информационная система может иметь ограниченную функциональ-ность, что не дает задаче выйти за рамки целесообразности. При этом эксперты исходят из принципа, что если сложный продукт построен на верных принципах, то проблем с по-следующим наращиванием функцио-нальности быть не должно.

Требования к современным ИС: � открытость и гибкость архитек-

туры; возможность поэтапного нара-щивания;

� возможность интеграции и вза-имодействия между собой различных подсистем;

� возможность интеграции с су-ществующими и вновь создаваемыми подсистемами, в том числе других производителей.

При выборе ИИС на первый план выходит вопрос о соизмеримости цен-ности продукта и затрат, связанных с его приобретением, внедрением и использованием. При этом для полу-чения объективной картины необхо-димо рассчитать не только стоимость покупки программного обеспечения и затраты на его внедрение (видимые),

но и некоторые скрытые (невидимые) затраты, например, стоимость владе-ния, модернизации и утилизации.

Существует два основных способа снижения затрат для ИИС – техноло-гический и процедурный.

Технологический способ: � ориентация на технологии ми-

ровых фирм производителей ПО, что делает интерфейс системы и правила работы с ней дружественными к при-ложениям, которые находятся в мас-совом использовании;

� использование промышленных баз данных типа MS SQL Server или Oracle вместо специально разработанных под конкретную АСУ СУБД, что суще-ственно удешевляет их обслуживание;

� упрощенная процедура обновле-ний, что позволяет провести автомати-ческое сравнение обновленной систе-мы с рабочей версией и локализовать работу по переносу модификаций;

� возможность централизованного администрирования при инсталляции системы, что освобождает системного администратора от рутинной работы по поддержке версии и позволяет ему обслуживать больше аппаратуры.

Процедурный способ: � развитие внутренней экспертизы

по системе с целью самостоятельной отработки изменений в техпроцессе. В результате существенно снизятся расходы на дорогой консалтинг;

� создание единого центра дан-ных. Для разветвленных бизнес – структур эта мера позволит огра-ничиться одной версией системы, уменьшить потребность в технических ресурсах и обойтись единственным центром администрирования вместо того, чтобы организовывать свой ин-формационно-технологический де-партамент в каждом подразделении.

Обзор существующих аппаратных решений

В Российской Федерации в настоя- щее время внедрены и используются

176

Таб

лица

1

Срав

ните

льная

таб

лица

техн

иче

ских

пар

амет

ров

ком

мер

ческ

их

пред

лож

ений п

о к

ом

пле

ксу

монито

ринга

газ

ово

й с

ред

ы.

Наи

мен

ова

ние

си

стем

ыМ

икон I

P

(Инго

рте

х,

Све

рдл

овс

к)

ПР

ОМ

ТЕХ

(г

. М

оск

ва)

АН

АЛ

ИТ-

ПР

ИБ

ОР

(г

. С

моле

нск

)

«Гран

ч»

(г.

Ново

- си

бирск

)

EM

AG

(П

оль

ша)

BEC

KER

(Г

ерм

ания)

Dav

is D

erby

(Вел

ико-

брита

ния)

BA

LD

WIN

&

FR

AN

CIS

(В

елико-

брита

ния)

Кол

ичес

тво

об

служ

ивае

мы

х

подз

емны

х ус

трой

ств

одни

м к

омпл

екто

м

пове

рхн

остн

ого

об

оруд

ован

ия

до 9

032 0

00

2x1

4не

огр

ани-

чено

(4

000 0

00

000)

64

(в о

дном

ко

мпл

екте

)

1024

8

(в о

дном

кл

асте

ре)

12

7

Опе

рац

ионн

ая

сред

а си

стем

ыQ

NX

SC

AD

A f

or

WIN

DO

WS

WIN

DO

WS

2000

SC

AD

A f

or

WIN

DO

WS,

HT

ML

SK

MB

в О

С

WIN

DO

WS-

NT

SC

AD

A f

or

WIN

DO

WS

Min

eSC

AD

A

for

Win

dow

s-N

T

SC

AD

A f

or

WIN

DO

WS

Ком

андо

-кон

трол

лер,

на

имен

ован

иеП

ВУ

VA

L101P

TR

OLE

X

ТХ

2101

КС

ДG

RA

NC

H

SB

TC

-2К

онце

нтрат

ор

CC

D (C

CD

-1)

RT

U-3

CP

U

8051

Min

ewat

chP

C-

21

Bal

dwin

&

Fran

cis

BM

AC

Опе

рац

ионн

ая

сист

ема

конт

рол

лера

QN

XIn

touc

h D

evel

opm

ent

ASSEM

BLER

Lin

ux R

Tне

тP

LC

CA

N b

usIS

AG

RA

F ba

sed

cont

rol

logi

c

Стр

укту

ра

сист

емы

пове

рхно

сть

–ко

нтро

ллер

–да

тчик

(и

спол

ните

ль)

пове

рхно

сть

– ус

илит

ель

пе

реда

чи –

ст

анци

я уп

равл

ения

–

стан

ция

сбор

а да

нны

х –

да

тчик

(и

спол

ните

ль)

пове

рхн

ость

(К

УС

Д) –

ли

ния

связ

и ко

нтрол

лер

(КС

Д) –

да

тчик

(и

спол

ните

ль)

пове

рхно

сть

– ко

нтро

ллер

–

датч

ик

(исп

олни

тель

)

пове

рхно

сть

– ко

нцен

т-

рато

р –

да

тчик

(и

спол

ните

ль)

пове

рхно

сть

– из

луча

ющ

ий

кабе

ль –

м

одем

–

подз

емны

й ко

мпь

юте

р –

датч

ик

(исп

олни

тель

)

пове

рхно

сть

– ун

ивер

саль

-ны

й бл

ок

упра

влен

ия

(мод

уль

упра

в-ле

ния)

–

датч

ик

(исп

олни

тель

)

пове

рхно

сть

– ви

тая

пара

–

подз

емны

й ко

мпь

юте

р –

да

тчик

(и

спол

ните

ль)

Спо

соб

авто

мат

и-за

ции

техн

олог

иче-

ских

проц

ессо

в

прог

рам

мны

й,

подз

емны

йпр

огра

мм

ный,

с

пове

рхно

сти

прог

рам

мны

й,

подз

емны

йпр

огра

мм

ный,

с

пове

рхно

сти

прог

рам

мны

й,

подз

емны

йпр

огра

мм

ный,

с

пове

рхно

сти

прог

рам

мны

й,

подз

емны

йпр

огра

мм

ный,

по

дзем

ный

177

Наи

мен

ова

ние

си

стем

ыМ

икон I

P

(Инго

рте

х,

Све

рдл

овс

к)

ПР

ОМ

ТЕХ

(г

. М

оск

ва)

АН

АЛ

ИТ-

ПР

ИБ

ОР

(г

. С

моле

нск

)

«Гран

ч»

(г.

Ново

- си

бирск

)

EM

AG

(П

оль

ша)

BEC

KER

(Г

ерм

ания)

Dav

is D

erby

(Вел

ико-

брита

ния)

BA

LD

WIN

&

FR

AN

CIS

(В

елико-

брита

ния)

Лин

ия п

еред

ачи

данн

ых,

ком

анд

и

связ

и с

пове

рхн

о-ст

ью

четы

рех

- пр

овод

ная

лини

я св

язи

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

,

опто

воло

кно

2 п

ары

те

леф

онно

го

пров

ода

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

(опт

о-во

локн

о)

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

излу

чаю

щий

ка

бель

с

усил

ител

ями

и раз

ветв

ите-

лям

и

четы

рех

- ж

ильн

ый

ка

бель

вита

я па

ра

Нал

ичие

рез

ерва

ли

нии

связ

ине

тес

тьес

тьес

тьне

тне

тне

тне

т

Лин

ия с

вязи

меж

ду

подз

емны

ми

ко

нтрол

лерам

и

четы

рех

- пр

овод

ная

лини

я св

язи

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

2 п

ары

те

леф

онно

го

пров

ода

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

нет

излу

чаю

щий

ка

бель

с

усил

ител

ями

и раз

ветв

ите-

лям

и

четы

рех

- ж

ильн

ый

ка

бель

вита

я па

ра

Лин

ия с

вязи

меж

ду

конт

рол

лером

и

датч

иком

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

теле

фон

ного

ка

беля

вита

я па

ра

Мак

сим

альн

ое р

ас-

стоя

ние

от п

овер

х-но

сти

до к

онтр

олле

-ра,

км

20

210

8,6

10

100

с ус

илит

елям

и че

рез

350 м

10

10

Мак

сим

альн

ое

рас

стоя

ние

меж

ду

конт

рол

лерам

и, к

м20

210

8,6

100

с ус

илит

елям

и че

рез

350 м

0,5

10

Мак

сим

альн

ое р

ас-

стоя

ние

от к

онтр

ол-

лера

до д

атчи

ка, км

52

32,5

22

11

Нео

бход

имое

се

чени

е, м

м2

0,5

0,5

0,5

0,5

1,5

0,5

1,5

1,5

Ско

рос

ть п

еред

ачи

данн

ых,

кБ

/с0,6

115

1,2

2000

0,6

/1,2

9,6

15

01

9,2

178

Наи

мен

ова

ние

си

стем

ыМ

икон I

P

(Инго

рте

х,

Све

рдл

овс

к)

ПР

ОМ

ТЕХ

(г

. М

оск

ва)

АН

АЛ

ИТ-

ПР

ИБ

ОР

(г

. С

моле

нск

)

«Гран

ч»

(г.

Ново

- си

бирск

)

EM

AG

(П

оль

ша)

BEC

KER

(Г

ерм

ания)

Dav

is D

erby

(Вел

ико-

брита

ния)

BA

LD

WIN

&

FR

AN

CIS

(В

елико-

брита

ния)

Врем

я

запа

зды

вани

я, с

–1–2

–0,0

01–0

,110

–1

Врем

я ав

тоно

мно

й раб

оты

, ч

16

20

610

18

–1

2

Нап

ряж

ение

пит

ания

ко

нтро

ллер

ов, В

36, 127,6

60

127

36–1

27

30–2

80

Пит

ание

с

пове

рхн

ости

30–2

85

12

12

от

блок

а пи

тани

я

Нал

ичие

рез

ервн

ого

пита

ния

36 с

бло

ком

Б

АВ

Рне

тес

тьес

тьес

тьес

тьне

тес

ть

Нал

ичие

доп

олни

-те

льно

го б

лока

пи-

тани

я дл

я да

тчик

ов

обяз

ател

ьно

обяз

ател

ьно

обяз

ател

ьно

обяз

ател

ьно

нет

обяз

ател

ьно

обяз

ател

ьно

обяз

ател

ьно

Доп

олни

тель

ные

возм

ожно

сти

управ

лени

е ко

нвей

ерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

управ

лени

е ко

нвей

ерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

управ

лени

е ко

нвей

ерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

связ

ь, у

прав

-ле

ние

кон-

вейе

рам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

управ

лени

е.

конв

ейер

ами,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

управ

лени

е ко

нвей

ерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты,

рад

иосв

язь

управ

лени

е ко

нвей

ерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

связ

ь, у

прав

-ле

ние

кон-

ве

йерам

и,

управ

лени

е эн

ерго

- сн

абж

ение

м,

управ

лени

е м

ехан

изм

ами

шах

ты

Тип

ы д

атчи

ков

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

одит

е-ле

й с

выхо

-да

ми

0,4

–2 В

ил

и 4–2

0 м

А

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

оди-

теле

й лю

бых

диап

азон

ов

датч

ики

в

сост

аве

аппа

рат

уры

А

КМ

Р

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

оди-

теле

й лю

бых

диап

озон

ов

датч

ики

в

сост

аве

аппа

рат

уры

ЕМ

АС

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

одит

е-ле

й с

выхо

-да

ми

0,4

–2 В

ил

и 4–2

0м

А

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

одит

е-ле

й с

выхо

-да

ми

0,4

–2 В

ил

и 4

–20

мА

серти

фиц

и-ров

анны

е да

тчик

и (а

нало

говы

е и

циф

ров

ые)

вс

ех ф

ирм

- пр

оизв

одит

е-ле

й с

выхо

-да

ми

0,4

–2 В

ил

и 4

–20

мА

179

Наи

мен

ова

ние

си

стем

ыМ

икон I

P

(Инго

рте

х,

Све

рдл

овс

к)

ПР

ОМ

ТЕХ

(г

. М

оск

ва)

АН

АЛ

ИТ-

ПР

ИБ

ОР

(г

. С

моле

нск

)

«Гран

ч»

(г.

Ново

- си

бирск

)

EM

AG

(П

оль

ша)

BEC

KER

(Г

ерм

ания)

Dav

is D

erby

(Вел

ико-

брита

ния)

BA

LD

WIN

&

FR

AN

CIS

(В

елико-

брита

ния)

Кол

ичес

тво

ан

алог

овы

х вх

одов

14

8*8

вхо

дов/

выхо

дов

ан

алог

овы

х ил

и

циф

ров

ых

16

88

14 а

нало

го-

вых

или

ци

фров

ых

вход

ов и

ли

выхо

дов

14

ана

лого

-вы

х ил

и ци

ф-

ров

ых

вход

ов

+2

ана

лого

-вы

х вы

хода

12

(рас

шир

ение

до

40

)

Кол

ичес

тво

ди

скрет

ных

вход

ов16

16

16

16

16

(рас

шир

е-ни

е д

о 9

0)

Кол

ичес

тво

управ

-ля

ющ

их в

ыхо

дов

816

84

61

2 (р

асш

ире-

ни е

до

60

)

Фун

кция

изм

ерен

ия

и уч

ета

элек

тро-

энер

гии

нет

есть

нет

есть

нет

нет

нет

нет

Где

прим

еняе

тся

шах

та А

ба-

шев

ская

, Ю

биле

йная

, Еса

ульс

кая,

Л

иств

яжна

я

нет

ин

фор

мац

ииш

ахта

Оси

н-ни

ковс

кая

шах

та

Рас

падс

кая

шах

ты

Пол

ьши

шах

ты

ЮА

РВ

елик

о-

брит

ания

,

Исп

ания

,

Кит

ай,

Рос

сия

Вел

ико-

бр

итан

ия,

Авс

трал

ия,

ЮА

Р

Кол

ичес

тво

спец

и-ал

ьног

о ка

беля

, км

––

––

–33

24

Сто

имос

ть с

пеци

-ал

ьног

о ка

беля

и

соед

инит

ельн

ых

муф

т, т

ыс.

руб

22 1

64

93

4,3

Сто

имос

ть к

онтр

ол-

лера,

ты

с. р

уб.

150,0

242,1

148,7

238,0

вс

трое

нны

й Б

П

369,6

165,7

52

3,3

вст

ро-

енны

й Б

П

+ Б

П д

ля

датч

иков

77

2,2

с

БП

180

целый ряд ИИС обеспечения шахт-ной безопасности (на базе общешахт-ных АСУТП) в задачи, которых входит обеспечение безопасности ведения горных работ. Технические характе-ристики наиболее известных систем приведены в табл. 1.

Для выбора наиболее эффектив-ной ИИС были проанализированы три системы, которые имеют наибо-лее высокие показатели по надеж-

ности, функциональности, скоро-сти и т.д. (из систем приведенных в табл. 1). Технические параметры этих систем сведены в табл. 2. Выбор про-изводился с использованием метода экспертных оценок.

Таким образом, видно, что ИИС обеспечения шахтной безопасности, построенная на основе АСУТП ООО НПФ «Гранч» более предпочтительна и обладает следующими преимуществами:

Таблица 2

Параметрический анализ ИИС обеспечения безопасности угольных шахт

¹ Позиция Transmitton Микон-lP АСУТП «Гранч»

1 Страна-изготовитель Англия Россия Россия

2 Год изготовления 1994 2000 2004

3 Назначение Контроль АГЗ и защита

оборудования

Контроль АГЗ, за-щита оборудования, управление конвей-ерами, управление энергоснабжением управление меха-низмами шахты

Комплексная автомати-зация подземного шахт-ного технологического

процесса. Контроль АГЗ, защита оборудования.

Автоматизация техноло-гического процесса

поверхности

4 Фирма изготовитель Transmitton Ингортенх Гранч

5 Контроллеры Transmitton HD CRANCH SBTC2

6 Модульность Нет Нет Да

7 Питающее напряжение 127 В 36 В, 127 В, 660 В от 30..280 В

8 Диапазон датчиков 0,4–2 В 0,4–2 В любые

9 Энергонезависимая память

нет 32 КБ >=40 МБ

10 Поверхностное исполнение

нет нет да

11 Программная расширяемость

нет нет да

12 Аналоговые входы 14 14 до 56

13 Цифровые входы 16 16 до 112

14 Реле 4 8 до 56

15 Счетчики 4 – до 56

16 Частота процессора 20 МГц 6 МГц 400 МГц

17 Расстояние до датчика 800 м 5000 м 2000 м

181

18 Коэффициент исполь-зования каналов 30–50 % 70–90%

19 Стоимость 15 000£ 4600/1109$.. 6000/4000 $

18 FRONT END DRIVER МС40 SBNI12 (ОРС-сервер)

19 Протокол CanBus SAP V7 части 2 и З ModBus/Ethernet (ModBus/IP)

20 Скорость 300 бод 600 бод до 2 000 000 бод

21 Число колец 4 4 25

22 Растояние до станции 2000 м 20 000 м 8600 м

23 Число станций в кольце 14 22 4 000 000

24 Длина кольца 10 000 м 20 000 м неограниченно

25 Цена 230 000 руб. за 2 канала

передачи данных

3000 руб. за канал

26 Срок внедрения 5 мес. 6 мес. 8 мес.

27 Программное обеспечение

MineScada Davis Darby

QNX www-интерфейс, любая SCADA-система,

OPC-сервер

1. Функциональная полнота

Подсистемы Гранч Микон-1р

Электроснабжение да сопряжение с «Ветерок»

Теплоснабжение да нет

Проветривание да да

Водоотлив да нет

Газовый контроль да да

Воздухоснабжение да нет

Автотабельный учет да (сопряжение «Бородино-М») нет

План ликвидации аварий да нет

Связь да (сопряжение «Бородино-М») нет

Подъемные установки да нет

Взвешивание да нет

Промтелевидение да нет

Пожаротушение да да

Прогнозирование горных ударов, внезапных выбросов обрушений

да нет

Транспорт конвейерный да да

182

Транспорт рельсовый да нет

Контроль качества да нет

Снабжение расходными материалами

да (технология RFID) нет

Закладка выроботанного пространства или обрушение

да нет

Наземные объекты да нет

Коэффициент функциональ-ности (положительные оцен-ки суммируются и делятся на число параметров) 1 0,25

Нормированная оценка по 5-балльной шкале 5 1,25

2. Инструментальная технологичность

Параметры (оценка в баллах 0–5)

Гранч Микон-1р Примечание

Простота установки и настройки системы

4 3 Гранч в меньшей степени нуждается в отладке

Использование промышлен-ных баз данных (MS SQL или Oracle)

5 4 Кроме SQL сервера, в Микон, использу-ется специализированная база реального времени

Открытость (возможность добавления нового функционала, перепрограммирование)

5 1 Засчет модульной структуры и програм-мирования с поверхности Гранч вне конкуренции. Микон нужно перепро-граммировать через специальный про-громатор на поверхности, после этого тащить в шахту

Простота администрирования

4 3 Гранч имеет больше настроек и на поря-док сложнее Микона. У Микона нестан-дартное администрирование

Возможность централизован-ного администрирования и управления изменениями

5 2 Для администрирования Микона нужно спускаться в шахту

Разграничение прав доступа и защита информации

5 5 Защита реализована на уровне опера-ционной системы Linux или Qnx. Есть шифрование

Масштабируемость 5 3 Гранч – радио 10 км (32 кБит/сек), оптоволокно – 100 км (2 Гбит/сек), интернет – неограниченно. Микон – радио 25 км (1200 Бит/сек)

Производительность 5 1 Гранч – опрос 56 каналов за 1 милисекун-ду, Микон – опрос 14 каналов за 1 мин.

Требования к серверам 3 4 У Гранча 3 сервера высокой произво-дительности. У Микона 3 и больше сред-ней производительности

183

� оперативный доступ к оператив-ной информации;

� современные технологии инте-грации систем и данных;

� открытая и масштабируемая си-стема;

� оптимальное соотношение цены и функциональности;

� гибкое решение и современные компоненты интеграции;

� экономия при внедрении за счет активного привлечения специалистов предприятия;

� современный продукт, создан-ный в кооперации производственни-ков и специалистов по

� информационным индустриаль-ным системам.

По сравнению с другими система-ми, в «Гранч» заложена концепция от-крытой системы с максимальным на-бором функций. Система позволяет использовать любой датчик любого производителя. Кроме того, можно использовать широкий выбор про-граммного обеспечения сторонних фирм (практически любой ОРС-сервер, любую современную SCADA-систему) без риска несовмести- мости.

В заключении отметим, что про-веденный анализ современных ИИС шахт показал, что такие системы обе-спечивают:

� высокое качество диспетчерско-го управления;

Требования к рабочим станциям 3 3

Одинаковое для Гранч и Микон

Требования к производитель-ности компьютерной и технологической сети 5 1

У Гранча – 2 000 000 бит/сек, у Мико-на – 600 бит/сек. Скорость компьютер-ных сетей одинаковая – 100 Мбит/сек

Итого (сумма оценок делен-ная на число параметров) 4,45 2,73

3. Прикладная технологичность

Параметры Гранч Микон-1р Примечание

Коммуникабельность или интегрированность 5 1

Микон не интегрируется или требует больших затрат для интеграции

Сопровождение системы фирмой разработчиком 4 4

Телефонная поддержка. Возможен вы-езд представителя

Настройка системы на инди-видуальные нужды шахты 5 2

Гранч можно настроить под любую тех-нологию

Модульность 5 1 Гранч позволяет достигнуть 70–90% ис-пользования каналов данных. У Микона этот праметр достигает 30–50%

Технические ограничения 5 2 У Гранч технических ограничений на порядок меньше Микон-1Р

Итого 4,8 2

Итого общая оценка:

«Гранч»: (5+4,45+4,8)/3 = 4,75

«Микон-lP»: (1,25+2,73+2)73 = 1,99

184

UDC 622:658.011.56

CONCEPT OF CONSTRUCTION OF INFORMATION-AND-MEASUREMENT SYSTEMS FOR COAL MINE SAFETY CONTROL IN RF

Shkundin S.Z., Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Chair, e-mail: snkundin@mail.ru,Stuchilin V.V., Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: stuchilin@mail.ru,Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS».

General concepts of info-measurement systems for Russian coal mines safety delivering systems develop-ment are considered in the paper. The parametric analysis of such systems is given. As a result the most signifi-cant parameters of such systems are determined. Information-measuring systems software mine safety based on DCS, has access to operational information, uses modern technology integration of systems and data, open and scalable system that has an optimum ratio of price and functionality, flexible and modern integration com-ponents, saving in implementation due to active attraction of experts of the enterprise.

Key words: coal mines, information-measuring systems, safety of mines, mining operations.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Шкундин Семен Захарович – доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: snkundin@mail.ru,Стучилин Владимир Валерьевич – кандидат технических наук, доцент, e-mail: stuchilin@mail.ru,МГИ НИТУ «МИСиС».

� централизованный контроль и учет выработки и потребления энер-горесурсов;

� оперативное и наглядное предо-ставление информации в реальном масштабе времени;

� сигнализацию нарушений техно-логических режимов;

� оптимальное функционирова-ние технологических процессов;

� повышение качества продукции за счет большей ритмичности хода технологического процесса;

� увеличение выработки продук-ции за счет сокращения количества и длительности простоев оборудования

из-за несбалансированности производ- ства;

� уменьшение затрат материалов и энергоресурсов на выпуск единицы продукции при увеличении оператив-ного контроля за расходами.

� повышение эффективности дея-тельности предприятия на основе опе-ративной и достоверной информации;

� создание информационного ин-струмента для обнаружения и использо-вания источников экономии производ-ственных и непроизводственных затрат;

� снижение влияния «человеческо-го» фактора при подготовке и приня-тии управленческих решений.