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通用技术方案
KJ280井下人员管理系统设计方案
Ø煤矿井下真正意义的人员定位安全管理系统
Ø矿山安全生产管理“以人为本”的优选方案
帮助您的企业更加安全地保障生产
是北京中矿集团的一贯追求
北京中矿华沃电子科技有限公司
2008-2-14
(一)金美笛矿人员管理系统设计依据
KJ280煤矿人员管理系统在设计过程中始终遵循系统应具备高可靠性,先进性,适用性,可扩展性及开放性原则,以满足煤矿用户在实际使用中的需要,设计依据为:
《煤矿安全规程》2004
《煤矿监控系统总统设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《爆炸环境用防爆电气设备本质安全型电路和电器设备要求》
《KJ280煤矿人员管理系统产品企业标准》
《煤矿安全监控系统通用技术要求》
《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》
《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》
(二)KJ280人员定位系统概述
1.系统功能概述及产品优势
KJ280煤矿人员管理系统是集计算机软硬件,信息采集处理,无线数据传输,网络数据通讯,自动控制等技术多学科综合应用为一体的信息技术产品,该系统是通过对煤矿坑道远距离移动人员进行非接触式信息采集,从而实现目标的自动化采集管理,使井下能够实现人员定位管理。
该系统由于集成了技术含量较高的无线射频识别技术,应用了目前传输速率最快的无线芯片,实现了可靠的无线数据通信,分站和人员卡等设备采用本质安全型设计,安装方便,作用距离远,具有识别无盲区,信号安全保密性高,对人体无电磁污染,环境适应性强等特点。
产品优势:
1.我公司KJ280井下人员定位系统是2006年度全国瓦斯工作会议唯一推荐产品。
2.KJ280井下人员定位系统由本公司和中国矿业大学(北京)联合开发,拥有煤炭行业唯一的国家级重点实验室,引进美国、德国、韩国等先进设备,产品技术先进,性能卓越。
3.中国矿业大学(北京)是井下人员定位行业标准的制定单位,我公司是制定井下人员定位行业标准参考单位之一。
4.公司已成功实施单矿产量全国最大的人员定位项目之一(600万吨山东兖洲煤业鲍店煤矿)。
5.公司KJ280井下人员定位系统产品已获专利证书,专利号200620021247.2。
产品特点:
v无线速率最快,抗干扰能力极强:
采用最新射频芯片,空中传输每秒1兆位(1Mbps),是目前人员定位芯片中最快的,这样大大地减少了空中碰撞和干扰,更有利于人员众多的场合应用,技术国内处于领先状态。
v每个分站都可独立判断人员进出方向:
采用特殊技术,使井下人员经过一个分站即可识别进出方向,而不是传统的需要经过两个分站才可识别人员进出。
(此技术已申请专利)
v分站具有无线中继的功能:
井下的分站与分站之间具有无线传输的功能。
总线可选择有线加无线的方式。
特别适用三岔口,拐弯处,信号转换十分方便。
开创了井下总线分布的新模式。
v图形化软件,功能丰富:
采用了地理信息系统GIS和SQLServer数据库相结合,图文并茂。
在分站设置,分站移动和线路布局等方面都有独到之处。
分站可任意拖动,根据矿井的生产进度方便显示分站(增加或减少)。
v具有双向呼叫功能:
井上可呼叫井下人员,井下人员有危险时可呼叫井上人员求救,对抢险救灾有十分重要意义。
v按最新安标标准认证:
系统采用了最新的人员定位标准进行的安标认证,功能按新要求编写并兼容人员考勤系统的功能。
v设备故障自捡:
有设备故障自动报警功能,维修十分方便。
2.系统无线射频识别技术的原理
本产品运用的是一款新型单片射频收发器件,可在物理时间内一个无线模块同时接收6个无线模块发出的信号,这个特性对于人员定位产品特别重要,利用芯片特性能够使多发一收实现不丢人,误码率极低,特别适用于井下人员众多,数度较快通过分站的情况。
该产品工作于2.4GHz~2.5GHzISM频段。
融合了增强型ShockBurst技术,其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置,功耗低,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
主要特性如下:
GFSK调制:
硬件集成OSI链路层;具有自动应答和自动再发射功能;片内自动生成报头和CRC校验码;数据传输率为lMb/s或2Mb/s;SPI速率为0Mb/s~10Mb/s;125个频道。
目前,这种2.4G的新型射频芯片集信息采集,存储,传递及处理的技术,将为煤矿井下人员定位监测,控制和监测起到非常重要的作用.
(三)金美笛矿人员定位系统组成及主要功能
煤矿人员管理系统由工控机1台(包括显示器)、系统软件1套,数据传输接口1个、读卡分站25台、隔爆兼本安型不间断电源25台、识别卡2000个,电脑检测仪1台,信号避雷装置1对(2台),接线盒100个、激光打印机1台,UPS电源1台,通讯电缆10000米等组成。
系统数据传输采用CAN总线方式(也可适应光纤及以太网)。
煤矿定位系统组成示意图
煤矿20台读卡分站具体安装位置图(其他5台可根据矿方要求调整)
设备功能简介:
1.KJ280-J数据传输接口(1台):
1).数据传输接口支持CAN总线,
光纤和以太网等传输方式;
2).数据传输接口与读卡分站等设备
具有双向通信及其指示功能;
3).数据传输接口具有故障诊断和指示功能。
2.KJ280-K识别卡(2000个):
发射唯一的人员编码信息,人员识别卡有腰式,灯绳式两种,本方案推荐灯绳式,不易换卡,便于人员携带,便于管理,用户可根据实际需要进行选择。
1).识别卡具有发送卡号的功能;
2).识别卡具有发送报警信息功能;
3).识别卡具有接收巡呼信息功能。
3.KJ280-F读卡分站(25台):
接收人员卡发出的无线编码信号,能够存储检测到
人员卡信息。
根据巷道实际情况,在人行巷的岔路口,
掘进头,工作面安装。
1).读卡分站具有与数据传输接口双向通信功能;
2).读卡分站具有自诊断和故障指示功能;
3).读卡分站与读卡分站之间具有双向无线数据通信的功能;
4).读卡分站具有与KJ280-K识别卡进行双向无线数据通信的功能。
4.KDW33隔爆兼本安型不间断电源(25台)
井下交流输入电压:
127V;
直流输出电压:
12V,1A。
具有停电自动切换电池供电的功能:
电池容量:
12V/3.5A/2h。
给读卡分站单独供电
5.通讯电缆(10000米)
主通信电缆型号参数
电缆型号
MHYV
主要参数
电缆直流电组≤12.8Ω/km
电缆分布电容≤0.06μF/km
电缆分布电感≤0.8mH/km
电缆对数
2芯
电缆线芯
7/0.52
6.工控机1台,激光打印机1台,UPS电源1台
1)工控机:
CPU:
2.8GHz以上,内存:
512M以上,硬盘:
80GB以上,显卡:
64M以上显存,串口:
2个以上,DVD光驱,配备17寸三星液晶显示器,建议中心站配备备用工控机,。
2)激光打印机:
A4MSWindows兼容的中文打印机;
3)UPS交流电源:
AC220V/1000VA/2h
7系统软件(1套)
系统软件具体实现的功能
1).系统根据矿井实际情况(矿方提供的系统通风图),模拟显示井下巷道、采区、掘进工作面图形,并在该图上显示基站及其范围内的人员动态分布;
2).查询井下任一指定人员在当班时间内的活动轨迹(所经历的各个基站)及当前所在位置和指定时间所处的位置;
3).查询任一指定基站内的人员情况,数量;
4).考勤情况查询,查询人员考勤记录,可生成日统计报表,可打印,数据可备份;
5).系统设备出现故障可自动报警,显示具体故障地点;
6).井下基站当线路出现故障,可以实现数据自动存储,线路通讯恢复后,再将数据上传;
7).超时记录查询,显示当前井下员工中所有超出规定时间,可以通过报表形式打印出来,可以通过超时纪录,来管理员工;
8).超员记录查询,对某个区域的超员情况进行管理,给出报警信息;
9).工作异常管理,对于特殊工种,以及某些员工在井下的异常工作状态进行汇总,如超时,超员等情况;
10).设备故障信息管理,检测井下基站及交换机的工作状态,通过实时的检测,保证系统正常运转,发现故障,及时维修,方便维护;
11).报表管理,可根据用户的不同要求,形成不同的格式,便于管理;
12).多台电脑数据共享功能,在矿局域网内,可实现多台电脑数据共享的功能,以利于其他领导和部门查询。
8)RFID电脑检测仪
功能:
近距离检测识别卡号码
也可用于人员搜救。
(四)系统主要技术指标及组成设备的特点
井下人员跟踪定位基站有效接收范围:
50—200m;
无线接收分站数量:
64台(系统最大容量:
999台);
无线中继站有效通讯范围:
50—200m;
总线传输速率:
4800bps;
人员信息卡:
系统最大容量:
9999;
系统的容量:
一个数传接口可带64台读卡分站;每个读卡分站可识别9999张识别卡;
系统传输误码率:
≤10-6;
系统的巡检周期不大于30s;
传输方式:
CAN总线,传输速率:
5Kbps;
系统的无线工作频率:
2.40GHz±0.010GHz;
无线发射功率最大:
≤-0dBm;
携卡人员的最大行进速度不小于5m/s;
并发识别数量大于90张识别卡;
每日连续工作8h的情况下,识别卡使用6个月;
在电网停电后,备用电源能保证系统连续运行时间≥2h;
主要特点:
1、读卡分站特点:
1)双向传输:
具有无线双向的通信功能,可由人员卡上传报警信息,也可由分站寻呼持卡人员;
2)自主定向:
采用先进独特的技术,可由一个分站决定人员的进出方向,而不是以往的需要经过两个分站才可识别人员的进出;
3)CAN总线:
采用CAN总线技术,驱动能力和抗干扰能力强,传输距离远,比485总线更胜一筹;
4)时钟存储:
具有时钟和存储功能,并可在现场通过跳线决定分站号码,使用及其方便;
2、人员识别卡特点:
1).双向功能:
人员卡具有单向和双向两种功能,可由用户选用;
2).休眠处理:
人员卡具有下井工作,上井休眠的功能,大大降低了功耗,延长了电池使用时间;
3).携带方便:
可与矿灯一起携带,减少了人员带卡时再穿皮带的麻烦;
4).高速无线:
采用最新射频芯片,空中传输每秒250K-1兆位(1Mbps),是目前人员定位中最快的芯片之一,这样大大地减少了空中碰撞和干扰,更有利于人员众多的场合应用。
3、数据传输接口特点:
1).多口兼容:
数据传输接口具有多种接口的选择,可选择CAN总线,光纤或以太网不同模式使用。
具有很好的实际应用价值;
2).双串组合:
数据传输接口可与两台工控机串口通讯。
可使备用计算机和工作计算机同时接收井下发来的信号,大大提高了备用机的切换速度。
4、软件管理系统特点:
1).图形平台:
GIS和CAD平台的结合,使软件功能丰富,图文并茂;另有SQLServer为数据库平台,管理数据功能强大;
2).最新标准:
系统采用了最新的人员定位标准来进行的安标认证,功能丰富,完全实现了新标准的要求;
3).拖移基站:
在计算机屏幕的画面上直接拖动鼠标,即可添加和减少基站,使系统维护更加方便快捷;
4).无线中继:
可通过无线中继建立新的CAN系统,组网方便,可扩展性强;
5).自动诊断:
具有自动诊断功能,并显示在屏幕上,自动报警。
更有利于维修
(五)KJ280井下人员定位系统组成表:
安装方式为培训指导安装,产品不带发票
序号
名称
型号规格
数量
1
人员定位服务器
高档工控机,服务器
1台
2
液晶显示器
17寸
1台
3
数据传输接口
KJ280-C
1台
4
人员动态管理软件
GIS数据库
1套
5
UPS电源
1.5KVA延时2小时
1台
6
激光打印机
HP
1台
7
RFID专用检测仪
ZKHW280(井上使用)
1台
8
人员识别卡
KJ280-K识别卡
根据矿上的人数确定
9
通讯分站
KJ280-F
具体实际确定
10
防爆不间断电源
KDW-33徐州华讯
台
11
主巷通讯电缆
1X2X7/0.37
M
12
电源电缆
1X2X7/0.43
M
13
接线盒
个
14
15
布线设备安装辅助材料
16
防雷系统
抚顺煤科院
1对
小计
17
培训、指导、调试费
总额*10%
(六).安标证书:
KJ280煤矿人员管理系统安标证书:
七建议
根据《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》,为落实和建立煤矿井下作业人员管理系统,提出以下二项内容。
虽然在合同中没有包括,但在实际应用中会迫切地需要,建议在二期工程中考虑进去,以便使该系统长期稳定的运行,为煤矿安全生产作出贡献。
1.建立独立式触摸屏电脑自检系统
为了方便携带信息卡的人员检测信息卡是否工作正常,反映的人员信息是否正确,建议在井上的休息大厅安放独立式触摸屏电脑自检系统。
便于携卡人员自己检查在系统中的各类信息是否正确。
2.井口LED大屏幕显示系统
在上井口处,即休息大厅入口处安装LED大屏幕显示系统,直接显示上井和下井的人员信息,一目了然,使携卡人员更方便地了解自身的信息正确与否。
达到考勤的目的。
北京中矿华沃电子科技有限公司
2008-2-14
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