1.封閉煤場環(huán)境監(jiān)測的必要性

在煤礦、火力發(fā)電廠、熱電廠等需要對煤炭進行存儲、周轉(zhuǎn)的場所，煤與空氣長期接觸會發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放熱量。煤堆外層的熱量雖然能夠得到散發(fā)，但由于煤堆內(nèi)部空氣流動緩慢、通風差、造成內(nèi)部熱量的積累，煤堆內(nèi)部的溫度越來越高，當溫度超過煤的自燃點時，就會產(chǎn)生自燃，對人員、設(shè)備造成極大的損害。同時，伴隨煤的自燃也會產(chǎn)生一氧化碳、甲烷等有毒有害氣體，在目前國家大力實施環(huán)境治理的形式下，對煤堆溫度進行實時有效的監(jiān)測具有巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，是實施“電子煤場”的重要組成部分，具有非常大的必要性。

2.現(xiàn)有煤堆溫度的監(jiān)測方式

1）人工巡檢：采用人工手持溫度計巡邏的方式。缺點：無法實施24小時實時監(jiān)測，達不到有效的測量密度，由于現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，大型設(shè)備多，給巡檢人員的安全性也帶來影響。

2）使用紅外熱成像儀，360°云臺旋轉(zhuǎn)，采集煤堆表面溫度變化，監(jiān)測范圍廣。

3）插入式測溫儀，插入式測溫儀探桿長度2米，內(nèi)置3個測溫點，通過無線方式將監(jiān)測到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C和上位機，實現(xiàn)24小時實時監(jiān)測。如現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備多或者環(huán)境惡劣可選擇485有線傳輸方式，檢測煤炭與墻面的之間的溫度，及設(shè)備依附在擋煤墻即可。

3.封閉煤場內(nèi)可燃氣體的監(jiān)測方式

引起煤塵和氣體爆炸的物質(zhì)往往混在空氣中呈懸浮狀態(tài),爆炸瞬時發(fā)生,因此,對于這種災(zāi)害事先作好預防非常重要。另外,對于工作中的料場,要采用水除塵裝置降低落料點粉塵濃度,并設(shè)置粉塵濃度檢測儀來監(jiān)測煤場內(nèi)粉塵的濃度。在自燃起火的初期,由于低溫氧化會產(chǎn)生一氧化碳,同時氧氣的濃度也發(fā)生變化,因此,需要設(shè)置一氧化碳和氧氣的檢測裝置,進行實時監(jiān)測,以便早期發(fā)現(xiàn),及時采取措施。由于煤發(fā)生氧化或通風系統(tǒng)故障會引起氧氣濃度降低,為了確保工作環(huán)境的安全,應(yīng)保證氧氣的濃度在 18%VOL以上；空氣中可燃氣體甲烷(CH4) 的含量應(yīng)在1.5%以下,利用甲烷比空氣易擴散的特性,在排氣流集中部位的煤場上部安裝甲烷濃度檢測儀,進行實時監(jiān)測。

4.封閉煤場環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)工作原理及產(chǎn)品簡介

4.1 封閉煤場環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

圖 1 封閉煤場環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)

4.2 封閉煤場內(nèi)環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖

圖2封閉煤場內(nèi)環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安裝

4.3設(shè)備簡介

4.3.1 XKCON-MT-W-156防爆型主控柜

圖3主控柜

產(chǎn)品描述

此款主控柜是本公司為具有防爆要求的應(yīng)用現(xiàn)場開發(fā)的一款多功能智能監(jiān)控主機。支持以太網(wǎng)、RS485、RS232、4-20mA、0-5V等多種通信方式，具有開關(guān)量輸入、繼電器輸出、聲光報警、歷史記錄追憶查詢、報警記錄查詢、數(shù)據(jù)打包傳輸?shù)裙δ堋?

主機控制板采用本公司自主研發(fā)的主控板，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利和軟件著作權(quán)證書。

• 主控板符合工業(yè)級設(shè)計標準，滿足各種工業(yè)現(xiàn)場使用條件

• 采用嵌入式實時操作系統(tǒng)，具有高可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性

• 集成PID、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卡爾曼濾波、多料位傳感器組合定位算法等各種工業(yè)先進算法庫

• 具有 2路485接口，均可配置成Modbus RTU主站或從站，可接入本公司所有類型的 485 變送器

• 具有1路 RJ45 網(wǎng)口，可將主機監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠端監(jiān)控軟件平臺

• 具有1路232接口，可以根據(jù)客戶需求解析報文

• 可自動識別RS485接口從設(shè)備是否工作正常

• 8路可擴展開關(guān)量隔離輸入接口

• 6路繼電器觸點輸出，支持常開、常閉輸出

• 6路模擬量信號輸入，支持4-20mA、0-5V信號

• 1路聲光報警器輸出接口

• 支持TCP/IP、UDP、Modbus RTU等工業(yè)通信協(xié)議

• 報文解析、控制功能開發(fā)可根據(jù)客戶需求量身定制

• 主機交互采用大尺寸彩色工業(yè)觸摸屏，分辨率高，刷新速度快，操作和瀏覽非常方便舒適。觸摸屏可設(shè)置報警閾值，如果數(shù)據(jù)超出閾值會發(fā)出聲光報警。支持歷史數(shù)據(jù)和報警記錄追憶查詢。操作界面和功能支持定制開發(fā)。

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• 圖4 主機顯示界面

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• 功能特點

• 1）220V AC供電，具有斷路器和保險絲保護

• 2）內(nèi)置工業(yè)級電源模塊，可提供24V/10A穩(wěn)定直流電源輸出

• 3）主機唯一ID號，易于管理識別，可搭配本公司提供的多種變送器及軟件平臺

• 4）具有 2路485接口，均可配置成Modbus RTU主站或從站，可接入本公司所有類型的 485 變送器

• 5）具有1路 RJ45 網(wǎng)口，可將主機監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至遠端監(jiān)控軟件平臺

• 6）具有1路232接口，可以根據(jù)客戶需求解析報文

• 7）可自動識別RS485接口從設(shè)備是否工作正常

• 8）8路開關(guān)量隔離干接點輸入

• 9）6路繼電器觸點輸出，支持常開、常閉輸出

• 10）6路模擬量信號輸入，支持4-20mA、0-5V信號

• 11）1路聲光報警器輸出接口

• 12）12寸彩色觸摸屏顯示，界面簡潔友好

• 13）內(nèi)置數(shù)據(jù)存儲，4G存儲容量

• 14）支持歷史數(shù)據(jù)追憶查詢、報警記錄查詢

• 15）支持報警閾值設(shè)置、報警現(xiàn)場和遠程確認

• 主要應(yīng)用

• 應(yīng)用于煤礦、電廠、石化等具有防爆要求的工業(yè)現(xiàn)場，用于采集、處理、顯示和傳輸現(xiàn)場環(huán)境變送器數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置的閾值實時報警。

• 4.3.2XKCON-TIS防爆監(jiān)控測溫型紅外熱成像儀

  

• 圖5 紅外熱成像儀

• 產(chǎn)品描述

• XKCON-TIS系列防爆監(jiān)控測溫型紅外熱成像儀是集紅外熱成像、可見光和嵌入式處理系統(tǒng)于一體的實時監(jiān)測、監(jiān)控設(shè)備，此設(shè)備可對運行中的設(shè)備進行自動巡檢，實時監(jiān)測，自動預警和實時獲取設(shè)備故障狀態(tài)熱信息，并自動生成相應(yīng)的溫度變化報表，內(nèi)置分析功能，自動發(fā)送分析結(jié)果，也可根據(jù)分析結(jié)果共享至現(xiàn)場主控柜，用于報警和控制外部設(shè)備，具有不停電、遠距離、安全可靠、檢測精度高等特點，是實現(xiàn)在線監(jiān)測和設(shè)備狀態(tài)檢修的非常有效的手段之一。

• 紅外熱成像儀具有以太網(wǎng)和485接口，可以通過網(wǎng)口或485口輸出現(xiàn)場最高溫度，方便連接安裝于現(xiàn)場的控制柜實時顯示溫度信息。

• 紅外熱成像儀采用非制冷型紅外探測器，主要用于夜間、雨霧天氣情形下及惡劣環(huán)境的監(jiān)控，可以全天候工作，在白天和黑夜及煙、霧、雨雪、灰塵等條件下也有較佳表現(xiàn)。

• XKCON-TIS系列防爆監(jiān)控測溫型紅外熱成像儀適用于具有ⅡA、ⅡB、ⅡC類可燃性氣體，引燃溫度組別為T1-T6組的1區(qū)、2區(qū)，可燃性氣體或蒸氣與空氣形成的爆炸性混合物的場所，也適用于引燃溫度組別為T1-T6組的20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)，含有可燃性粉塵混合物的場所。如：石油、化工、礦井、軍工、醫(yī)藥、油庫、輪船、鉆井平臺、加油站、花炮生產(chǎn)、糧食加工儲存等。

• 功能特點

• 24V DC供電

• 高等級防爆認證，適用于多種惡劣高危場所

• 耗電低，功耗小，機身內(nèi)部對流型散熱設(shè)計，可長時間不間斷工作

• 304不銹鋼材料制造，適合強腐蝕性環(huán)境使用

• 防爆、防水、防塵設(shè)計，適合室內(nèi)室外安裝，全天候使用

• 可通過以太網(wǎng)和485接口輸出最高溫度

• 主要應(yīng)用

• 應(yīng)用于石油、化工、礦井、軍工、醫(yī)藥、油庫、輪船、鉆井平臺、加油站、花炮生產(chǎn)、糧食加工儲存等具有防爆要求的視頻和溫度監(jiān)控現(xiàn)場。

• 4.3.3 XKCON-MT-W-001探桿式測溫儀

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• 圖 6 探桿式測溫儀

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• 具體參數(shù)：

• 1）工作電壓：24VDC

• 2）傳輸方式：RS485、無線傳輸

• 3）測溫范圍：-55℃~125℃

• 4）測溫精度：±1℃

• 5）測溫分辨率：0.1℃

• 6）溫度探桿長度：2米

• 7）單個探桿內(nèi)測溫點：3個

• 8）表頭為鋁制防爆外殼設(shè)計,探桿材質(zhì)為304不銹鋼

• 9）防爆等級：Ex ib IIC T4 Gb

• 4.3.5XKCON-G600-CH4-001甲烷濃度檢測儀

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• 圖 7甲烷濃度檢測儀

• 具體參數(shù)：

• 1）檢測方式：擴散式

• 2）量程：0-100%LEL

• 3）分辨率：0.1%LEL

• 4）輸出形式：RS485通訊

• 5）線性誤差：≤±2%

• 6）防護等級：IP65

• 7）防爆等級：Exd IIC T6 Gb

• 4.3.6XKCON-G600-CO-001一氧化碳濃度檢測儀

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• 圖8一氧化碳檢測儀

• 具體參數(shù)：

• 1）檢測方式：擴散式

• 2）量程：0-2000PPM

• 3）分辨率：1PPM

• 4）輸出形式：RS485通訊

• 5）線性誤差：≤±2%

• 6）防護等級：IP65

• 7）防爆等級：Exd IIC T6 Gb

• 4.3.7XKCON-G600-O2-001氧氣濃度檢測儀

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• 圖 9氧氣濃度檢測儀

• 具體參數(shù)：

• 1）檢測方式：擴散式

• 2）量程：0-30%VOL

• 3）分辨率：0.1%VOL

• 4）輸出形式：RS485通訊

• 5）線性誤差：≤±2%

• 6）防護等級：IP65

• 7）防爆等級：Exd IIC T6 Gb

• 4.3.8 GCG1000粉塵濃度檢測儀具體參數(shù)

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• 圖10 粉塵濃度檢測儀

• 1）測量范圍：（0-1000）mg/m3

• 2）輸出信號：RS485

• 3）測量誤差：±10%

• 4）分辨率：0.1 mg/m3

• 5）采樣流量誤差：≤2.5%

• 6）采樣流量穩(wěn)定性：≤±5%

• 7）采樣流量：2L/min

• 8）工作電壓：24V DC

• 9）工作電流：≤200mA

• 10）防爆型式：礦用本質(zhì)安全型