RU85016U1

RU85016U1 - LOCAL OPTICAL-ELECTRONIC CONTROL AND ALARM SYSTEM

Info

Publication number: RU85016U1
Application number: RU2007135632/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Сергеевич Кубрин; Михаил Васильевич Хиврин; Василий Иванович Новичков; Андрей Геннадиевич Собеневский
Original assignee: РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ в лице ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНСТВА ПО ЭНЕРГЕТИКЕ
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-07-20

Abstract

Локальная оптико-электронная система контроля и сигнализации, содержащая многокомпонентный газоанализатор, состоящий из блока индикации, блока сигнализации, газовых датчиков и соединенного с линией связи блока контроллера, содержащего микроконтроллер, формирователь внешних интерфейсов и коммутатор, отличающаяся тем, что система снабжена дополнительным многокомпонентным газоанализатором, подключенным к линии связи, при этом в каждый из газоанализаторов введены датчик температуры и датчик давления, соединенные с микроконтроллером через коммутатор, реле аварийного отключения электрооборудования, соединенное с микроконтроллером.A local optical-electronic monitoring and alarm system comprising a multicomponent gas analyzer, consisting of an indication unit, an alarm unit, gas sensors and connected to a communication line of a controller unit containing a microcontroller, an external interface shaper and a switch, characterized in that the system is equipped with an additional multicomponent gas analyzer, connected to the communication line, while a temperature sensor and a pressure sensor connected to the microcontroller are introduced into each of the gas analyzers Through a switch, an emergency shutdown relay for electrical equipment connected to a microcontroller.

Description

Изобретение относится к области средств контроля параметров атмосферы, опасной для жизнедеятельности и взрывоопасной по составу газовых компонентов.The invention relates to the field of monitoring atmospheric parameters, hazardous to life and explosive in the composition of gas components.

Известны системы газового анализа рудничной взрывоопасной атмосферы, например, отечественные «Микон 1Р» [1], АКМР-М [2]. Каждая из этих систем состоит из центрального устройства, соединенного линиями связи со стационарными взрывозащищенными датчиками, измеряющими концентрацию отдельных газов рудничной атмосферы (метан, моноксид углерода, кислород и др.) и передающих эту информацию на центральный пункт. При величине концентрации газов, выходящей за пределы допустимой, датчики сигнализируют об опасности.Known gas analysis systems for a mine explosive atmosphere, for example, domestic "Mikon 1P" [1], AKMR-M [2]. Each of these systems consists of a central device connected by communication lines with stationary explosion-proof sensors that measure the concentration of individual gases in the mine atmosphere (methane, carbon monoxide, oxygen, etc.) and transmit this information to a central point. When the concentration of gases is outside the permissible limits, the sensors signal a danger.

Недостатком этих систем является ограниченность мест контроля, заранее определенных руководством предприятия, отсутствие мобильности при изменении аэрогазовой обстановки, отсутствие обмена информацией между точками размещения отдельных датчиков и необходимость размещения нескольких громоздких датчиков в случае, когда необходимо в одной точке горных выработок контролировать концентрацию нескольких газов.The disadvantage of these systems is the limited control places predetermined by the enterprise management, the lack of mobility when changing the aerogas situation, the lack of information exchange between the locations of individual sensors and the need to place several bulky sensors when it is necessary to control the concentration of several gases at one point of the mine workings.

В случае системы «Микон 1Р» возможна локальная связь между отдельными точками периферии, но для этого используются специальные устройства - маршрутизаторы.In the case of the Mikon 1P system, local communication between individual points of the periphery is possible, but special devices are used for this - routers.

Известна локальная система газового контроля «Ultimo Plus Diqital Network System» фирмы MSA (США). Основой системы является промышленная шина, к которой присоединяются децентрализованные устройства - датчики. Однако в системе отсутствует возможность получения на одном датчике информации с других датчиков, подключенных к общей шине.Known local gas control system "Ultimo Plus Diqital Network System" company MSA (USA). The basis of the system is an industrial bus, to which decentralized devices - sensors are connected. However, the system does not have the ability to obtain information on one sensor from other sensors connected to a common bus.

Известны многокомпонентные переносные рудничные оптоэлектронные газоанализаторы во взрывозащищенном исполнении, например «Solaris» фирмы MSA (США) [3], ТХ6522 компании «Тrоlех» (Великобритания) [4], GA2000 Plus фирмы ((Environmental Instruments» (Великобритания) [5], но эти газоанализаторы предназначены только для автономного использования и не предназначены для работы в системе газового анализа.Explosion-proof portable multicomponent mine optoelectronic gas analyzers are known, for example, Solaris from MSA (USA) [3], TX6522 from Trox (Great Britain) [4], GA2000 Plus from (Environmental Instruments (Great Britain) [5], but these gas analyzers are intended only for stand-alone use and are not intended to work in a gas analysis system.

Наиболее близким техническим решением является многокомпонентный газоанализатор ТХ 6522 [4], который может комплектоваться:The closest technical solution is a multicomponent gas analyzer TX 6522 [4], which can be equipped with:

четырьмя электрохимическими сенсорами илиfour electrochemical sensors or

тремя электрохимическими и одним инфракрасным илиthree electrochemical and one infrared or

одним термокаталитическим, двумя электрохимическими и одним инфракрасным.one thermocatalytic, two electrochemical and one infrared.

Инфракрасные сенсоры: СО₂ и СН₄.Infrared sensors: CO ₂ and CH ₄ .

Термокаталитические сенсоры: горючие газы.Thermocatalytic sensors: flammable gases.

Электрохимические сенсоры: СО, H₂S, SO₂, NO₂, Cl₂, О₂, NO, NH₃, Н₂, HCN, С₂Н₄О, РН₃, В₂Н₆, SiH₄, АsН₃, GeH₄.Electrochemical sensors: СО, H ₂ S, SO ₂ , NO ₂ , Cl ₂ , О ₂ , NO, NH ₃ , Н ₂ , HCN, С ₂ Н ₄ О, PH ₃ , В ₂ Н ₆ , SiH ₄ , AsН ₃ , GeH ₄ .

Газоанализатор содержит дисплей и интерфейсный выход.The gas analyzer contains a display and an interface output.

Корпус выполнен в защищенном исполнении IP66 или IP54.The housing is made in a protected version IP66 or IP54.

Никель-марганцевая батарея обеспечивает работу прибора в автономном режиме.The nickel-manganese battery provides the device in standalone mode.

Недостатком прибора является комплектация прибора только четырьмя сенсорами, а также невозможность организации на базе прибора системы, позволяющей контролировать параметры атмосферы на значительном удалении от места расположения оператора.The disadvantage of the device is the complete set of the device with only four sensors, as well as the impossibility of organizing a system based on the device that allows controlling atmospheric parameters at a considerable distance from the operator’s location.

Цель изобретения - расширение зоны контроля параметров опасной и взрывоопасной атмосферы с сохранением мобильности и увеличение функциональных возможностей.The purpose of the invention is the expansion of the control zone of parameters of a hazardous and explosive atmosphere while maintaining mobility and increasing functionality.

Система предназначена для обеспечения безопасности на предприятиях с опасной и взрывоопасной атмосферой и осуществляет контроль параметров атмосферы в аварийных, предаварийных ситуациях и при производстве различных работ, в том числе в горных выработках угольных шахт, опасных по газу, пыли и внезапным выбросам, не оборудованных шахтными приборами системы аэрогазового контроля.The system is designed to ensure safety in enterprises with a dangerous and explosive atmosphere and monitors atmospheric parameters in emergency, pre-emergency situations and during various operations, including in coal mine workings that are dangerous in gas, dust and sudden emissions, not equipped with mine devices airgas control systems.

На фиг.1 представлена блок-схема локальной оптико-электронной системы контроля и сигнализации.Figure 1 presents a block diagram of a local optoelectronic monitoring and alarm system.

Система состоит из двух идентичных многокомпонентных газоанализаторов (МГ) 1 и 2, соединенных линией связи 3.The system consists of two identical multicomponent gas analyzers (MG) 1 and 2, connected by a communication line 3.

Каждый из газоанализаторов 1, 2 состоит (фиг.2) из блока индикации 4, блока сигнализации 5, газовых датчиков 6 и блока контроллера 7. Блок контроллера 7 содержит микроконтроллер 8, формирователь внешних интерфейсов 9, коммутатор 10, соединенный с линией связи. Каждый из газоанализаторов дополнительно снабжен датчиком давления 11, датчиком температуры 12, реле 13 аварийного отключения электрооборудования, находящегося во взрывоопасной зоне. При этом датчик температуры 12 и датчик давления 11 соединены с микроконтроллером 8 через коммутатор 10, а реле 13 аварийного отключения электрооборудования соединен с микроконтроллером непосредственно.Each of the gas analyzers 1, 2 consists (Fig. 2) of an indication unit 4, an alarm unit 5, gas sensors 6 and a controller unit 7. The controller unit 7 contains a microcontroller 8, a shaper of external interfaces 9, a switch 10 connected to the communication line. Each of the gas analyzers is additionally equipped with a pressure sensor 11, a temperature sensor 12, a relay 13 emergency shutdown of electrical equipment located in the explosive zone. In this case, the temperature sensor 12 and the pressure sensor 11 are connected to the microcontroller 8 through the switch 10, and the relay 13 emergency shutdown of electrical equipment is connected directly to the microcontroller.

МГ контролирует семь параметров атмосферы: концентрацию пяти газов в расширенном диапазоне, значительно выходящем за пределы опасной и взрывоопасной концентрации (метан, углекислый газ, угарный газ, водород, кислород), а также давление и температуру.The MG controls seven atmospheric parameters: the concentration of five gases in an extended range that significantly goes beyond the dangerous and explosive concentrations (methane, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, oxygen), as well as pressure and temperature.

На лицевой панели прибора имеется световая и звуковая сигнализация о предаварийном и аварийном состоянии атмосферы.On the front panel of the device there is a light and sound signaling about the pre-emergency and emergency state of the atmosphere.

МГ 1, находящийся в безопасном месте, обслуживается оператором и является «ведущим» для другого, необслуживаемого МГ2, расположенного в опасной зоне.MG 1, located in a safe place, is serviced by the operator and is the “leader” for another, unattended MG2, located in the danger zone.

«Ведущий» МГ1, обслуживаемый оператором, может работать в ручном или автоматическом режимах и показывать состояние атмосферы по семи параметрам как в месте размещения оператора, так и в месте размещения «ведомого» МГ2.The “leading” MG1, operated by the operator, can operate in manual or automatic modes and show the state of the atmosphere in seven parameters both at the operator’s location and at the location of the “driven” MG2.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

После развертывания в зоне контроля и включения питания МГ сигналы от газовых датчиков блока газоанализатора 6 поступают на блок сигнализации 5, обрабатываются в блоке контроллера 7 и в виде цифровых значений представляются на жидкокристаллическом индикаторе блока индикации 4.After deployment in the control zone and turning on the power of the MG, the signals from the gas sensors of the gas analyzer unit 6 are sent to the alarm unit 5, processed in the controller unit 7 and presented in the form of digital values on the liquid crystal display of the indication unit 4.

При превышении допустимой величины какого-либо из контролируемых параметров атмосферы срабатывает звуковая и световая тревожная сигнализация на приборе.If the permissible value of any of the controlled atmospheric parameters is exceeded, an audible and light alarm is triggered on the device.

Кроме этого, при превышении предельно допустимой концентрации (ПДК) горючих газов срабатывают контакты специального реле, 13 предназначенного для отключения электрооборудования, находящегося во взрывной атмосфере.In addition, when the maximum permissible concentration (MPC) of combustible gases is exceeded, the contacts of a special relay 13 are designed to shut off electrical equipment in an explosive atmosphere.

Таким образом, использование дополнительного идентичного многокомпонентного газоанализатора МГ2 позволяет оперативно получать информацию на обслуживаемом МП о состоянии опасной для жизнедеятельности или взрывоопасной атмосфере в наиболее опасной зоне, находящейся на значительном удалении от обслуживаемого МГ1. При этом оператор получает информацию, находясь в безопасной зоне.Thus, the use of an additional identical multicomponent gas analyzer MG2 allows you to quickly obtain information on the serviced MP about the state of life hazardous or explosive atmosphere in the most dangerous zone, located at a considerable distance from the serviced MG1. In this case, the operator receives information while in a safe area.

Кроме этого, возможность автоматического отключения электрооборудования при превышении концентрации горючих газов выше ПДК позволяет уменьшить вероятность взрыва при наличии взрывоопасной атмосферы, т.е. увеличить безопасность проводимых в контролируемой зоне работ, а использование дополнительных датчиков давления и температуры позволяет получить более полную картину о состоянии опасной или взрывоопасной атмосферы.In addition, the ability to automatically turn off electrical equipment when the concentration of flammable gases is higher than the MPC can reduce the likelihood of an explosion in the presence of an explosive atmosphere, i.e. increase the safety of work carried out in the controlled area, and the use of additional pressure and temperature sensors allows you to get a more complete picture of the condition of a dangerous or explosive atmosphere.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении Заявки:Sources of information taken into account when filling out the Application:

[1] Статья «Опыт использования, тенденции и перспективы развития шахтных информационно-управляющих систем», журнал «Уголь», г.Москва, март 2003;[1] Article “Experience of use, trends and development prospects of mine information management systems”, “Ugol” magazine, Moscow, March 2003;

[2] Каталог ФГУП СПО «Аналитприбор », г.Смоленск, 2006, e-mail: ;[2] Catalog of FSUE SPO "Analitpribor", Smolensk, 2006, e-mail:;

[3] Проспект фирмы MSA, 2007, www. msa - / production;[3] MSA Brochure, 2007, www. msa - / production;

[4] Проспект компании TROLEX, 2007, http://www.promtex.ru/catalogue/trolex;[4] Prospectus of the company TROLEX, 2007, http://www.promtex.ru/catalogue/trolex;

[5] Проспект фирмы ENVIRONMENTAL INSTRUMENTS, 2007, http://keison.co.uk/geotechnical/ga2000_plus.htm.[5] Prospectus of the company ENVIRONMENTAL INSTRUMENTS, 2007, http://keison.co.uk/geotechnical/ga2000_plus.htm.

Claims

A local optical-electronic monitoring and alarm system comprising a multicomponent gas analyzer, consisting of an indication unit, an alarm unit, gas sensors and connected to a communication line of a controller unit containing a microcontroller, an external interface shaper and a switch, characterized in that the system is equipped with an additional multicomponent gas analyzer, connected to the communication line, while a temperature sensor and a pressure sensor connected to the microcontroller are introduced into each of the gas analyzers Through a switch, an emergency shutdown relay for electrical equipment connected to a microcontroller.