緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇安全監測系統范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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0 前言

目前，在整個電網中，燃煤火力發電占70%左右，電力工業以燃煤發電為主的格局在很長一段時期內難以改變。隨著環保要求的迅速提高，露天煤場封閉改造的市場存量巨大。由于電廠大部分位于城市邊緣，煤場粉塵的擴散極大的影響人民的身體健康。目前國家越來越重視公眾利益和環保問題，封閉煤場安全綜合治理將成為下一步的工作重點。而且由于大多數電廠的煤種來源非常復雜，很多煤種，如褐煤，揮發分很高，煤層內部溫度可控性差，隨著煤溫度的升高，極易自燃，煤的陰然產生的一氧化碳、甲烷、二氧化硫等有毒有害氣體對工人的健康和煤場安全產生很大威脅，還可能會引發火災。本研究就此方向進行深入研究，提出一種封閉煤場安全綜合治理的集成控制系統方案。

根據最新規程《火力發電廠運煤設計技術規程第3部分：運煤自動化》DL/T5187.3--2012第8.0.9條，“筒倉和封閉式煤場應設置安全監測系統。安全監測系統應具備溫度、可燃氣體（包括CH4和CO）、煙氣粉塵濃度檢測報警等功能。”

基于環保及安全等原因我們致力于封閉煤場安全監控系統及其輔助措施各項領域的技術研究和工程實踐，建立一套互聯互通，信息交互方便的智能安全防護系統。

1 系統的組成

封閉煤場綜合安全監控系統由紅外測溫子系統，可燃氣體監測子系統、壁溫監測子系統、全自動激光盤煤子系統、水炮控制子系統、噴淋控制子系統、通風照明控制子系統等組成。每個煤場可根據自身的實際情況可以選配全套或其中幾套子系統。

封閉煤場燃料安全信息平臺通過數據接口與各子系統進行命令交互、數據交換，并在后臺實現溫度數據的報表統計、分析及輔助決策，可燃氣體監測，封閉煤場燃料安全信息平臺具備實時溫度狀態可視、可燃氣體偵測、異常報警、三維顯示、系統用戶管理、歷史記錄查詢等主要功能。

封閉煤場共用兩臺操作員站計算機，布置于輸煤程控室內。操作員站計算機上還配有實時/歷史數據庫，用于煤場安全信息的自動采集、存儲和監視，可在線存儲每個工藝過程點的多年數據，可以提供清晰、精確的操作情況畫面，用戶既可瀏覽當前的煤場安全信息情況，也可回顧過去的生產情況。此外，操作員站計算機上還運行三維圖形展示應用軟件，動態顯示煤場3D表面形狀。

封閉煤場綜合安全監控系統采用完全的分層分布式結構，網絡由站控層、區域網絡控制層和現場設備控制層組成，系統結構如圖1所示。

2 封閉煤場安全性監測系統典型功能要求

2.1 紅外測溫子系統

紅外測溫子系統對整個煤場進行全方位監控，并在在線式紅外測溫儀旁搭載可見光攝像機，以便獲取可見光視頻圖像，對目標區域進行定位、放大全面地進行觀測分析。同時在監控中心上研制一套紅外圖像分析與處理軟件，自動或半自動的對獲得的紅外圖像進行分析，查找自燃隱患點。并在網絡上的查詢終端可以實時調出相關結果和狀態，操控站上還可以手工進行遠程的溫度測量和紅外圖像采集與控制。

2.2 可燃氣體監測系統

可燃馓逄講餛魈講獾礁澆煤場可燃氣體或有毒氣體的濃度達到報警值時，可燃氣體探測器發出報警信號，同時將氣體濃度值通過區域控制器上傳至封閉煤場安全監控系統，該系統根據氣體探測器的位置聯動通風照明控制子系統，開啟相應的通風風機，加速煤場內空氣的循環，降低氣體濃度，防止危險情況的發生。

2.3 明火煤檢測系統

明火煤監測子系統安裝在煤場帶式輸送皮帶上，紅外探測裝置安裝在輸煤皮帶上用來監視和發現煤炭在輸送過程中的溫度狀態，紅外探測器實時將煤炭監測數據傳送給控制單元，當皮帶上煤炭溫度超過系統報警溫度時，控制單元既可接受封閉煤場安全監控系統命令，也可直接指令控制噴淋電磁閥動作，由噴淋頭噴出消防水，實現滅火降溫的目的。同時當監測溫度達到預設的溫度閥值時通過封閉煤場安全監控系統可發出報警信息，最終達到消除煤炭因溫度過高引起設備損壞或發生火災的安全隱患。

2.4 盤煤系統

對于整個區域的盤煤，只需要將盤煤系統將整個料場掃描一遍，并根據x坐標實現對料場的區域劃分，自動區分和計算不同區域的體積。

對于部分區域的局部盤煤，只需要將盤煤系統掃描所需要盤存的局部位置，獲取對應的區域測量數據，并將局部數據導入之前測量的數據中，覆蓋同位置的數據，就可以實現煤場對取料數據的快速更新。

3 結束語

封閉煤場以其占地小、環保、造型美觀等特點逐步受到電廠的青睞，并在大型機組設計中得到廣泛應用。封閉煤場安全綜合監測系統的研究，加強了各分子系統之間的信息交互和聯鎖啟動，讓系統更智能，減少事故的發生率。

【參考文獻】

[1]張宏亮，林木松，陳剛，等.火力發電廠煤炭自燃現象分析及其防治措施[J].熱力發電，2007.

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礦井監測系統是由單一的甲烷監測和就地斷電控制的瓦斯遙測系統和簡單的開關量監測模擬盤調度系統發展而來。隨著傳感器技術、電子技術、計算機技術和信息傳輸技術的發展和在煤礦的應用，為適應機械化采煤的需要，礦井監測系統由早期單一參數的監測系統發展為多參數單方面監測系統，這些系統均針對某一方面的多參數監控。煤礦技工學校學生應當在原有知識點的基礎上更多地了解煤礦安全監測系統的組成及礦井通風專業安全監測系統所使用的設備及注意事項等常規知識，為今后的學習和工作奠定良好的基礎。

一、礦井監測系統的組成

礦井監測系統由環境安全監測系統、軌道運輸監測系統、膠帶運輸監測系統、提升運輸監測系統、供電監測系統、排水監測系統、礦山壓力監測系統、火災監測系統、水災監測系統、煤與瓦斯突出監測系統、大型機電設備健康狀況監測系統等組成。

二、環境安全監測系統

1.名詞解釋：用于監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、風速、風壓、溫度、濕度、煙霧、風門狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主通風機開停，并實現甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制的監測系統。

2.功能：具有模擬量、開關量、累積量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能。

3.組成：由主機、傳輸接口、分站、傳感器、斷電控制器、聲光報警器、電源箱、避雷器等設備組成。

（備注：主機：主要用來接受監測信號、校正、報警判別、數據統計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機對話、輸出控制、控制打印輸出、與管理網聯絡等。分站：用于接收來自傳感器的信號，并按預先約定的復用方式遠距離傳輸給傳輸接口，同時，接收來自傳輸接口多路復用信號的裝置。）

三、各傳感器的功能

1.甲烷傳感器：連續監測礦井環境氣體中及抽放管道內甲烷濃度的裝置，一般具有顯示及聲光報警的功能。

2.便攜式甲烷監測報警儀：具有甲烷濃度數字顯示及超限報警的功能。

3.風速傳感器：連續監測礦井通風巷道中風速的大小。

4.風壓傳感器：連續監測礦井通風機、風門、密閉巷道、通風巷道等地點的通風壓力。

5.溫度傳感器：連續監測礦井環境溫度的高低。

6.一氧化碳傳感器：連續監測礦井中煤塵自然發火及膠帶輸送機膠帶等著火時產生的一氧化碳的濃度的裝置。

7.煙霧傳感器：連續監測礦井中膠帶輸送機膠帶等著火時產生的煙霧的濃度。

四、甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測報警儀等的設置和報警濃度、斷電濃度、復電濃度

1、設置：甲烷傳感器應垂直懸掛，距頂板（頂梁、屋頂）不得大于300mm，距巷道側壁（墻壁）不得小于200mm，并應安裝維護方便，不影響行人和行車；一氧化碳傳感器應垂直懸掛，距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷道側壁（墻壁）不得小于200mm，并應安裝維護方便，不影響行人和行車；風速傳感器設在采區回風巷、一翼回風巷、總回風巷的測風站，應設置在巷道前后10米內無分支風流、無障礙、斷面無變化，能準確計算風量的地點；風壓傳感器是在主要通風機的風硐內設置；溫度傳感器應垂直懸掛距頂板（頂梁）不得大于300mm，距巷道側壁（墻壁）不得小于200mm，并應安裝維護方便，不影響行人和行車；煙霧傳感器設置在帶式輸送機滾筒下風測10米～15米處。

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水路運輸是現代交通運輸的重要部分，對社會主義建設、改善人民生活水平及促進文化交流都發揮著重要作用。隨著各國加快綜合利用與開發水資源的步伐，在水利工程中興建的通航建筑物日益增多。船閘作為通航建筑物的主要型式，為使船舶暢通過壩，充分發揮水資源的綜合利用效益。因此船閘的結構安全顯得尤為重要。由于船閘類型較多，其結構的設計較為復雜，不同船閘結構的受力狀態也各有不同。同時，結構的設計和施工直接影響建成后船閘的內力分布。因此，在施工過程中，加強船閘結構的監測與優化，在保障船閘結構的安全起著非常關鍵的作用。

一、船閘安全監測的概述

（一）船閘安全檢測的含義

現階段，我國船閘安全監測主要是由人工巡視檢查和儀器自動化監測組成，但隨著科學技術的發展，船閘的安全檢測技術也取得了長足的進步，逐步有傳統的人工巡查發展成為自動安全檢測。在相同的工作量之下，與自動化安全監測相比，人工觀測的周期長，觀測數據精確度和同步時間較長。如果遇到河流的汛期，在水位猛漲的條件下，以人工的能力做到及時監測與精確分析計算是比較困難的。因此，目前船閘的監測已經在逐步趨向自動化和系統化了。但是，受限于船閘的特點和目前自動化儀器監測水平有限，船閘安全自動化監測系統還不夠完善，因此在采用儀器對船閘進行自動化監測的過程中，同樣需要結合人工檢查的方式，對船閘進行巡視檢查，從而科學得出船閘安全監測所需要的數據，這樣才能保障船閘安全監測系統的職能健全。

（二）船閘安全監測的意義

第一是船閘的安全檢測可以讓人們及時有效地了解船閘的運行狀態和安全狀況，主要是通過獲取環境數據、水文信息、結構和滲流狀況等信息，進行分析、計算以及判斷等程序，最終對船閘的安全情況進行了解也為其穩定運行提供了支持。

第二是有助于根據觀測的數據和規律對船閘的結構進行計算和模擬，總結觀測數據的變化及其物理成因，及時發現隱患并采取適宜的措施，確保船閘的安全，延長船閘的使用壽命，提升運行效率。

第三是有利于反饋信息。因為船閘的工作環境較為復雜，但好在相關負載、計算模型及有關參數的確定總是帶有一定程度的相似性。因此利用船閘安全監測產生的數據進行正反分析，結合設計施工方案，對在建或擬建大現提出反饋建議，從而實現檢驗和優化設計、指導施工。

二、船閘水工建筑物觀測項目及測點布置

（一）視頻監測

安裝視頻監控的主要監控對象是：過閘船只航線軌跡、船閘檢測修理狀況，水文狀況，泥沙狀況通航水流狀況，船閘是否阻塞或其他事故情況，方便管理人員、技術人員以及維修人員通過實時監控對船閘工程的關鍵處運行狀況進行查看，同時也能對關鍵的結構部位和埋設的傳感器進行查驗。查看船閘閘門開啟關鍵部位的運行情況，以及重要部位的結構外觀及其位置處埋設傳感器的運行情況，安裝視頻監控系統。

（二）水位監測

水位監測是針對水工建筑物周邊水位的具體情況而進行，以此來評判該工程控制狀況和建筑物運行狀態的根據。其主要包括了閘室水位觀測和墻后地下水位觀測兩個部分，前者須在閘室內外水穩處設置自計水位計并定期觀測；后者須按規定距離設置觀測井。

（三）滲流監測

滲流監測主要是在翼墻后、閘底和閘體內三處加強監測和數據收集，且每個觀測點都需要選取至少三個斷面設置三個觀測儀器，還要能夠保障同時能收集上、下游水位的狀況。

（四）變位監測

船閘的監測主要是通過變位儀器而實現，該儀器需要固定在船閘的標點之上[1]。在監測之前，首先要確定船閘的垂直變化，這就需要測算出被測物的基點高程。為了確保船閘變位監測更為精確，除了需要監測其垂直變化之外，還需要檢測水平的變位情況，以及上下游的水位變化和混凝土的溫度、氣溫、濕度等變化情況。船閘竣工驗收之后，變位檢測每個月還需要至少監測一次，變位穩定之后，一年還必須要檢測超過8次，而在水位變化較為劇烈的時間里，就需要進行多次監測。

三、船閘結構監測項目及測點布置

（一）土壓力監測

土壓力監測主要在墻后和建筑物底部兩處進行監測。前者需選取不多于三個斷面，設置不少于三個測點，根據水頭作用和時間的變化進行墻后土壓力監測。后者的測量情況也比較相似，唯一的不同是后者的測量點須至少五個，監測點選在建筑底部。

（二）結構及鋼筋應力監測

在進行混凝土閘墻應力監測時，需要從施工期就在典型的閘段將監測器按照十二個斷面的不同截面上均設置35個監測點進行裝配，埋設應變計監測閘墻應力分布。此外，該監測點附近也應當設置無應力計用以監測混凝土在溫度、濕度及化學作用下的變形情況，后者則只需在彎矩最大處設置應力計，監測鋼筋應力。

（三）船閘地基與回填土的觀測

而這部分監測主要是為了應對沉降問題而設置的，主要是閘底板在澆筑過程中的沉降、墻后土體和地基沉降。均需要在固定標點處設置監測垂直變位[2]的儀器，測出高度，計算結果。

（四）船閘結構溫度場的監測

溫度場的監測也應當在混凝土結構施工時進行，且測點一般分布在應力監測的監測段內，測點在接近表面時加密，在特殊地點，應適當增加測點。溫度監測次數和時間應與應力監測一致。

四、自動化監測系統的架構

與自動化的監測系統相比，運用人力對工程運行實現管理存在一定不足。因此，為了更好的實現觀測的時效性，將盡可能的使用自動化系統來完成安全監測。而安全監測自動化系統的架構主要由以下四個方面組成。

（一）監測儀器

根據船閘的運行特點，自動化系統的監測儀器需要具備高穩定性、高靈敏度以及實用性強等功能特點。該部分的主要監測設備為引張線儀、靜力水準儀、滲壓計、水位計、應變計、土壓力計、鋼筋計和測縫計[3]。

（二）數據收集設備

數據的收集設備是自動化安全監測系統的重要組成，是整個數據收集網絡的節電裝置。它由密封機箱、智能數據采集器、供電設備、人工比測設備和防雷器等部分組成。數據收集設備的功能應當能夠實現測量控制、顯示打印、查詢測試及系統性能檢查的需求

（三）通信網絡

船閘安全監測系統的通信網絡一般采用光釬通訊的方式，由于其容量大、串擾小、傳輸質量高以及傳輸距離長和防雷等特點，可以實現安全監測系統的大量數據的穩定傳輸。

（四）監控主機及數據采集軟件、數據管理軟件

監控主機一般設在工程調度中心的控制室內，分別安裝數據采集軟件及數據管理軟件，通過接收各數據采集裝置的監測數據、存儲監測數據、繪制實時曲線等工作，并自發啟動警報裝置等。

結束語：

船閘結構安全監測是水工建筑物數字化建設管理的重要內容，本文在分析船閘結構安全監測系統的監測項目選擇、傳感器測點布置、數據采集與處理系統構成進行了設計分析的基礎上，對安全監測系統的自動化構建提供了一定的意見和參考。

參考文獻：

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關鍵字：變電站；運行環境；安全監測系統

中圖分類號：P624.8 文獻標識碼：A 文章編號：

在最近的幾年當中，隨著我國經濟的飛速發展，社會用電需求的也在不斷的提高，為了適應相關的發展要求，在各地區中變電站的建設不斷增多。變電站的運行環境受到電氣設備之間產生的磁場或是噪聲等影響，構成了比較復雜的運行環境，為了保證變電站運行時的安全性，設有一個高效的安全監測系統是十分必要的，這樣既能夠對變電站運行中的環境變化進行掌控，又能夠避免或是處理一些可能產生的事故。在本文中，就對變電站的運行環境進行了分析，同時對于環境基礎上所應用的安全監測系統也進行了相關分析。

一．變電站的基本運行環境

（一）電磁環境

由于在變電站的運行過程中涉及到很多的電氣設備，這就使其與相關配件之間形成了一個具有電場、磁場和無線電干擾等組成的復雜電磁環境。先是在變電站中電力設備周圍存在的工頻電場，存在于設備空間范圍內的電場有可能會被周圍的導電物質所削弱，像是電力設備周圍的樹木就會將其間的電場影響至畸變，或者是起到削弱作用。還有就是在電力設備的空間里存在的磁場，它的強度是隨著距離的增大而減小的，兩者之間呈反比。最后就是在變電站運行中存在的無線電干擾，這種環境主要產生于導線和高壓設備等的表面形成的電暈放電現象。

（二）噪聲

在變電站運行中存在的噪聲主要來源于電磁間的噪聲，還有各種電氣設備的自身噪聲。一般在變壓器或是風機等電力設備使用的時候，就會產生一定的噪聲。另外，在主變壓器周圍，其中冷卻器周圍存在著空氣動力性的噪聲。

（三）水環境

在變電站運行的時候，一般還會出現一些生活污水，還有含油的廢水。前者主要就是由在變電站中工作的人們排放的生活污水，后者主要是來自于變電站中的儲油設備，在發生泄漏時所產生的污染廢水。

（四）其它的人為制造環境

當前，在變電站的運行過程中，一般都是沒有管理人員在現場值守，這就給了一些不法分子可乘之機，進行偷盜等活動。再者，由于沒有人對變電站進行及時的管理，對變電站中的各種信息的變化的情況掌控變得十分重要，如有不注意，就有可能產生一些對安全有威脅的因素，造成一定的損失。所以，對變電站運行環境中采用安全監測系統顯得尤為重要。

二．變電站運行環境中的安全監測系統

從變電站的運行環境中分析得知，變電站與其周圍環境之間存在著互相影響的不利影響，從而帶來了一定的安全隱患。所以，利用相關的安全監測系統，對變電站的運行狀態和周圍的環境情況進行實時監控，以達到及時發現問題并且解決問題的目的。

（一）安全監測系統的工作內容

1.對變電站進行運行監視

當前，由于變電站所處的運行環境有著一定的復雜性，因此對于變電站運行過程中進行全方位的安全監測是十分必要的。其中不僅包括對變電站實際環境周圍的監控，還包括變電站中的各種電力設備運行時的狀態監控。從實際的周圍環境中出發，利用溫、濕度計等對區域環境的溫、濕度進行實時監測；另外，利用智能的圖像監測技術，對變電站所處范圍內進行監測，尤其是在門禁處加以監測，防止由于門衛人員的巡查不到位產生的漏洞。

從另外一個方面出發，對于變電站中各個電氣設備的監測工作也是尤為重要的，由于現代變電站中所涉及的設備種類繁多，加之各種不同零部件更是數不勝數，完全依賴于工作人員進行定期的檢查與維護是遠遠不夠的。設備環境中的檢測包括了像是溫度、燈光、風機和空調等一些安全要素，需要利用相關的計算機技術進行分塊的監測管理，從而在變電站的整體運行過程中，無論是那個部分出現問題，都能夠及時的被工作人員發現，實現了在運行過程中的實時監視。

2.對變電站中的事故處理

在變電站的運行過程中，對于各種有可能發生的事故是難以避免的，引發事故的原因也是多種多樣，能夠實現對變電站中出現事故的原因進行及時的分析與處理，是能夠保證變電站安全運行的重要保證，因此，在變電站中的安全監測系統在事故處理中所起的作用是非常重要的。

一般在變電站中出現的事故常見的有：由于所應用電氣設備的老化，電纜頭和絕緣的損壞，對于電氣設備的操作失誤，高壓斷路器的損壞，配電變壓器的的損壞，有繼電保護和相關的自動裝置引發的事故，還有就是由于外部環境因素對電氣設備的影響而導致的事故，例如受到雷擊或者是電線桿、塔的傾倒等引起的斷線事故，這些都是比較常見的事故。

一旦在變電站中發生了事故時，在短時間內，工作人員不能及時發現，這時變電站中的安全監測系統就發揮著作用，它可以在最短的時間內對所出現的事故進行報警等動作，使得工作人員第一時間發現事故，分析事故原因，對事故進行解決。另外，在安全監測系統中，一般都包括著一些自動化的保護設備，它們可以對一些小問題進行及時處理，對于較大事故的發生，也會最大限度的保障設備等的正常運行，為事故的分析處理提供更多的時間，還有能夠及時制止一些受損部件的運行，防止造成更大的損壞。

3.變電站中的倒閘操作

倒閘操作一直都是變電站運行中的重要環節之一，它是對輸電網中變電操作維護的一種方式。經過以往經驗證實，對于倒閘操作不能進行危險點的控制，就會產生一定的錯誤操作，從而給整個變電系統帶來很大的影響。

對于倒閘操作的安全控制具備一定的要求，這里不僅對相關的操作人員要求其具備清晰的操作思路，更重要的是對相關的控制工具的要求，在安全監測系統中，對于大型的倒閘操作系統中，安全監測系統能夠體現出正確的停、送電操作的順序，從而避免了由于臨時的調度改變而產生的大量費操作，又要重新進行停、送點操作。

（二）變電站運行環境中安全監測系統的相關技術

1.對于自動化模塊的視頻監測系統

在變電站中配備完整的顯示設備，同時在中控室中設置自動化的焦點組屏幕是很重要的，不多在沒有工作人員值班的變電站中則不需要進行設置。對于變電站中自動化設備，進行對設備狀態的監測，并能夠及時的將相應請求傳送給顯示單元，進而顯示在液晶顯示屏上。利用顯示模塊中的相關按鈕，顯示單元通過對按鍵操作反應與回應，將結果輸送到相關的設備中，最后進行編譯完成。

2.處理設備安全的在線檢測模塊結構

這種結構是對變電站中的相關設備信息實施修改等操作，并將打印設備的數據進行修改的。從而可以看出，通信網絡中的溝通手段有很多，包括一對一點的，一對多點或是多對多點的手段。在近幾年的發展中，現場總線技術因其具備的協議簡單性和可靠性，而被推崇。控制器局域網是一種高可靠性的，并且具備簡單設計和便于使用等優勢。

3.全人工智能技術的發展

在變電站中的電氣設備領域中，人工智能技術得到了全面的發展，從而實現了對變電站運行的自動化診斷監測，大大提高了安全監測的安全性。另外，人工智能的自動化技術還具備很高的準確性及感應度，能夠及時的向工作人員反映變電站的現場情況，使其做出相應正確且及時的判斷。總體來說，在變電站運行中的安全監測系統已經向著更安全、更高效、更智能的方向發展了，從而使得整個變電系統的管理變得更加智能化、自動化。

三．結束語

隨著當今科學技術發展速度的飛速向前，使其在電力系統中的應用將變的更為廣泛，在變電站運行環境中的安全監測系統中的應用更是大大提高，從而使得整個行業的技術水平有了層次上的提高，不但可以減少人為事故，甚至可以取代人工操作。由此，在變電站運行環境中的安全監測系統的應用中，實施全面智能化的監測系統，綜合性的監控方式將繼續發揮著重要作用，

參考文獻：

[1]張秀云.變電站自動化系統問題分析[J].中國高新技術企業,2008.(24):101.

[2]姚慧.談縣級供電企業變電站無人值班建設[J].商業文化(學術版),2008.(12):25.

[3]王耀輝.淺析變電站綜合自動化系統的應用[J]黑龍江科技信息,2008.(35)：6-7.

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前言

作為大量先進技術的綜合體，傳感器技術處于科學界的前沿，代表著現今最先進的安全監測技術。在大量的實際應用過程中，傳感器均能夠快速、準確的提供所需要的信息，替代了大量操作人員的實際操作，不僅保證了信息數據的采集精度，還保證了傳遞速度，以便更好地對生產中的各項參數進行測量、控制。現階段，傳感器技術已經廣泛應用在醫藥、冶金、電力能源、石油化工、礦山等相關行業，并在主要崗位或重要裝置上扮演著極其重要的角色。作為一個國家數字化、網絡化、智能化的重要標志，傳感器技術的成熟發展已經得到了各行各業的肯定，其在各行業發揮的作用還在不斷的迅速擴大。

1 傳感器技術

在現代工業生產中為了檢查、監督和控制某個生產過程或運動對象，使它們處于所選工況最佳狀態，就必須掌握描述它們特性的各種參數，這就首先要測量這些參數的大小、方向、變化速度等等。傳感器是感知被測量（多為非電量），并把它轉化為電量的一種器件或裝置。其通常由敏感元件和轉換元件組成。敏感元件是傳感器中直接感受被測量的部分，轉換元件是將敏感元件的輸出轉換為合適的電信號部分。傳感器組成如圖1：

2 傳感器技術在安全監測系統中的主要應用

2.1 傳感器在安全監測系統中應用的必要性

由于傳感器大多使用光纖，因此說具有抗干擾能力強、抗輻射性能好、體小質輕、易彎曲等特點，因此更適合在受限空間、易燃易爆區域以及強電磁干擾等環境中應用。因此說現階段傳感器適用于絕大多數的惡劣作業環境中，能夠提供高效、可靠的監測數據。例如，在石化企業成品油罐區這種高危環境中，可以通過傳感器來進行溫度、壓力、液位、氣體濃度等信息的采集，能夠迅速將信號上傳至主控室，繼而實現對生產的安全、高效控制。

2.2 安全監測系統地重要組成

現階段傳感安全監測系統主要由網卡、監測系統采集機、二次儀表以及傳感器等網絡部件組成，具體如圖2：

2.3 傳感器的工作方式

傳感器系統地工作流程是，先通過傳感器將采集到的參數轉化為光脈沖信號，并將其通過光纖傳輸到光電轉換器，光脈沖信號通過光電轉換器轉化成為點脈沖信號的同時，再進行放大整形，傳給二次儀表，通過二次儀表對電脈沖信號的線性化處理，進行儀表的靈敏度、量程調節，以數字的形式將被測數據顯示出來。

現階段絕大多數的二次儀表都采取串行通信方式與監測系統采集機相連的方式，監測系統采集機再對二次儀表傳送過來的信息進行加工處理，繼而實現被監測參數的@示、計量、處理以及報警等功能，從而實現自動監測的目的。最后，監測系統采集機還能夠通過網絡將監測數據傳輸到局域網中，進而實現相關數據、情況的信息共享以及自動匯報。

2.4 傳感器的安全機理

現階段傳感器的安全機理在于：先將傳感器以及傳感器的測量單元高水準安裝在監測現場，再將計算機系統、二次儀表以及光電轉換器安裝在儀表操作室內部，并使用光纜將各個部件之間有效連接，繼而再通過光電轉換器將傳感器與二次儀表連接起來，最后再通過隔離信號安全柵、電源安全柵將觀點轉換器與二次儀表連接起來，做到被測現場無電流、電壓等電信號，實現安全監測系統的無電監測，保證監測安全、高效。

3 傳感器技術的未來發展方向

3.1 新技術、工藝以及材料的應用

隨著大量先進技術的研發成功，傳感器制造過程中應用了更多的精密加工技術，大幅度提升了傳感器的性能，與此同時，由于微電子、微機械以及超精密加工技術的逐漸成熟，在傳感器的開發與制造過程中不斷普及，促進了傳感器的微型化方向發展。

作為傳感器性能提升主要依靠傳感器材料的改進，因此說要提高傳感器的技術水平離不開材料的研發。雖然現階段應用的半導體材料具有體積小、質量輕、靈敏度高、響應速度快等優點，并且在傳感器制造中占有很大比例，但是生物、高分子、智能材料、陶等新型材料的開發與應用，也改善了傳感器的性能與應用范圍，使其在實際應用中的頻率越來越高。

3.2 傳感器的多維化

現階段的傳感器只能進行單一點的數據測量，而未來的傳感器則會突破現有的監測方式，從空間上實現擴張，從時間上實現廣延，實現監測量的多元化以及監測方式的模糊識別。通過電子掃描技術的應用，我們可以將多個傳感器組合在同一設備中，繼而實現多維空間測量的突破。

3.3 傳感器的集成化

隨著監測技術的不斷發展，未來的傳感器必然會具有多點監測、多功能監測的功能，從而實現一個平面和空間的測量。此外，再通過半導體技術的應用，可以實現傳感器組成部分的集成化，也可以通過將后續電路以及傳感器集成化的方式，提高靈敏度，實現傳感器的生產自動化。

3.4 傳感器的多功能

由于現階段對生產監控的力度不斷提升，我們需要同時進行大量數據的采集與監控，因此我們就需要采用多種類型與數量的傳感器來實現監測目標。傳感器的多功能化就是要將多種信息的監測功能匯集在一種傳感器上，因此能夠在不影響系統正常運轉的前提下降低采購成本，并且實現傳感器可靠性與穩定性的提升。

3.5 傳感器的智能化

現階段智能化已經成為了一種發展趨勢，在傳感器的研發中也開始應用智能技術，創造出高度智能傳感器，并且已經取得了一定的成果。智能化傳感器能夠將信息數據的采集、處理、傳輸實現一體化，并且還通過自帶微型計算機的方式實現自我診斷、遠距離通信等功能。我們堅信未來智能化傳感器在企業生產中的應用必然會日趨廣泛，有效改善當前企業的安全生產狀況。

4 結束語

綜上所述，面臨日益嚴峻的安全生產現狀，我們必須提高安全監測系統的穩定性與可靠性，傳感器的應用對于安全監測系統來說至關重要。因此我們要加大對傳感器技術的研發力度，通過不斷應用先進技術、材料、工藝等方式，實現傳感器性能指標的不斷提升，提高安全監測效果，為企業的安全穩定發展提供充分保障。

參考文獻

篇（6）

中圖分類號TN492文獻標識碼A

A coal-mine safety monitoring system based on CAN bus

LuBin1LiQuan2Gao Wen-ping3

1(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)

2(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)

3(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)

【Abstract 】 At present the RS-485 field bus cannot meet the requests of the coal-mine safety monitoring system's correspondence. To ensure the communication quality of the monitoring system, a coal-mine safety monitoring system based on CAN bus is proposed. This paper has described the composition of the system、the software and hardware design and anti-interference measures in detail. The hardware interface circuit of the CAN communication node is also given in this paper. Practice has proved that the system can run reliably for a long time under the colliery.

【Key words】monitoring system; CAN bus; CAN communication node

0 引 言

近幾年來，基于對礦井安全生產監測的需要，國內外先后研制出多種類型的安全監測系統，其中CAN通信節點是礦井監測系統的重要組成部分，是井下各安全監控模塊與井上安全監控中心之間數據傳輸的樞紐，并且負責安全監控中心與安全監控模塊之間的數據采集與通信。這些節點能否有效地工作決定了礦井安全監測的質量，因此CAN通信節點在礦井安監中發揮著重要作用。而傳統的礦井安全監測系統信息傳輸廣泛采用的是RS485通信方式，這種傳輸總線技術在信息傳輸方面仍有許多無法克服的缺點，主要表現在：各種類型的監測系統均為主從式結構，網絡上只能有1個主節點，無法構成多主冗余系統，當主節點出現故障后，系統將無法運行；各種形式的分站雖然功能相似，但缺乏統一的規范和通信協議，所以系統是封閉的；波特率較低，傳輸距離短，可靠性和實時性滿足不了實時監測的要求。

相比較RS485串行通信系統，現場總線技術[1]的出現使得建設基于網絡的開放性礦井監測系統成為可能，而基于CAN總線的監測系統具有可靠性高、實時性高、抗干擾能力強、傳輸距離遠、自身具有差錯控制能力、協議規范等優點[2]。為此，本文設計了基于CAN總線的礦井開全監測系統。

1 系統方案的確定

系統方案的選擇是在滿足系統功能要求的基礎上必須保證系統的穩定工作，有利于系統后期的維護和功能的升級，同時在這個基礎上考慮系統的產品化。產品化要求系統具有較低的硬件成本，從而降低整個系統的生產成本，使產品具有較高的性價比。本文研究的井下安全監測系統工作于地面以下600米到1000米的深度，需要采集井下多個位置、不同種類的傳感器等測量元件的各種類型的數據。因此采用了分布式采集方式，即在不同位置配置多個數據采集設備。每個單獨的采集設備稱為一個CAN通信節點，每個節點配置有微處理器芯片及數據接口等元件。在全部數據采集節點中選擇一個設置為主節點，與其他各個節點相連組成網絡，接收這些數據采集節點傳來的數據，對數據進行打包處理后上傳給地面的監控中心；網絡中的其他節點稱為子節點。系統的整體結構如圖1所示。

圖1系統的整體結構圖

Fig.1 The system's overall structure

由圖可見，系統主要是由數據處理節點和節點間的通信網絡兩部分組成。系統通信網絡選用一主多從的形式[3]，在實際使用中，子節點的個數可以按照實際情況需要自由增減。主節點和子節點在系統中具體功能如下：主節點不但要從外接傳感器等測量元件采集數據，還要收集來自各子節點的數據，將其整理后發送給地面監控中心，以便地面的工作人員對數據進行分析、處理并根據結果掌握井下情況。此外，主節點還要接收由地面計算機發來的命令，并將地面的命令下發給各子節點。各子節點一方面要完成對來自傳感器測量得到的數據的采集和處理；另一方面，要及時把系統的實時數據傳輸給主節點，在收到主節點的命令數據后，還要根據發來的命令數據對節點參數進行修正。可見，各子節點僅負責將采集數據傳送給主節點，數據的傳輸只在主節點與子節點之間進行，而子節點彼此之間沒有數據的交換。

2 系統硬件設計

篇（7）

近些年來，輸油管線經人為的打孔盜油及南于腐蝕造成穿孔而泄漏的事故屢屢發生，嚴重干擾了正常社會生產生活，并造成巨大的經濟損失。據不完全統計，每年由于打孔盜油和腐蝕穿孔導致管線泄露造成的經濟損失可高達上千萬元。因此，對輸油管線防泄漏監測系統的研究及應用成為油田和管道輸油企業迫在解決的問題。

1.國內外輸油管道泄漏監測技術的現狀原始方法一種傳統的泄漏檢測方法

主要是用人或經過訓練的動物沿經管線行走來查看管道附件的異常情況、聞管道中釋放出的氣味、聽聲音等。這種方法可以做到直接準確，但實時性差，且耗費大量的人力。

1.1硬件方法

對于硬件方法，主要是通過直觀檢測器、聲學檢測器、氣體檢測器、壓力檢測器等檢測直觀檢測器利用了溫度傳感器測定泄漏處的溫度變化，如將多傳感器電纜鋪設在管線的附近周圍，通過溫度的變化得出采樣結果，通過對比歸納反饋得出新的信息，確知油氣泄露與否。聲學檢測器是當泄漏發生時，流體流出管道會自動發出聲音，利用聲波，按照管道內流體的物理屬性決定的速度傳播，通過聲音檢測器檢測出這種波而及時發現泄漏。

1.2軟件方法

SCADA的應用：

利用sCADA系統提供的流量、壓力、溫度等數據，通過流量或壓力變化、質量以及體積平衡、動力模型和壓力點分析軟件的方法檢測泄漏。今天的ScADA系統已超過了單一“監控與數據采集”的概念，經過scADA系統功能的擴展和專用功能軟件的開發和應用，使scADA系統己從早、中期的數據處理、報警、控制等功能發展到能滿足各公司生產、經營管理及未來發展的需要，成為具備更多功能的系統。

2.管道泄漏監測技術的研究

通過對國內外各種管道泄漏檢測技術的分折對比，結合輸油管道防盜監測的特殊要求，田油氣集輸公司和管道輸油企業等單位組織開展了廣泛深入的調查研究。防盜監測系統的技術關鍵解決兩方面的問題：一是管道泄漏檢測的報警，二是泄漏點的精確定位。針對這兩項關鍵技術而采用的技術思路是：以負壓波檢測法為主，和流量檢測法相結合。

首先.我們來看看負壓波法。

2.1系統硬件總體方案

（1）計算機系統：在管道的上下游兩端各安裝了套工業控制計算機，用于數據采集及軟件處理。

（2）一次儀表：壓力變送器、溫度變送器、流量傳感器。

（3）數據傳輸系統：兩套擴頻微波設備，用于實時數據傳輸。

2.2數據采集系統

數據采集系統中，壓力采樣是利用PCI818-HD的接口函數實現的。PcL818-HD為16通道l00kHz高增益DAS卡，具有16路單端或8路差分模擬量輸入，有100kHz12位A/D轉換能力，附有lK FIFO，可對每個通道的增益進行編程，可使剛帶JDMA的自動通道/增益掃描。PCI818-HD具有一個用于讀取微弱信號的高增益（最高1000）可編程放大器。此卡提供了5個最常用的測量和控制功能，即12位A/D轉換、D/A轉換、數字量輸入、數字量輸出和計數器/定時器。

2.3壓力傳感器

負壓波法泄漏撿測要求壓力傳感器具有非常高的分辨率以及靈敏度，并且具有很高的穩定性，可選用cYBl5系列藍寶石高溫壓力變送器，它采用進口高精度藍寶石壓力傳感器，并經過特定的信號提取及剝離等專利技術進行丁溫度及進行線性化補償，產品具有溫度范同廣精確度高、穩定性強、壓力范圍寬、耐磨、抗沖擊、防腐等顯著特點。

2.4數據傳輸通訊

通訊采用無線網橋，計算機采用網卡實現計算機與計算機之問的無線網絡連接。基于擴頻技術的計算機無線網具有抗干擾能力強、易于實現碼分多址、無須申請頻率資源、安全保密等特點。實現數據傳輸通訊的順利進行。

2.5網絡校時或GPs校時

2.6系統安全及防爆

其次，我們必須得注意流量檢測。

在管道正常運行狀態下管道輸入和輸出流量相等的，泄漏必然導致流量差，上游泵站的流量增大，下游泵站的流量則會減少。然而由于管道本身具有很強的彈性及流體性質變化等多種因素影響，首術兩端的流量變化是有一個明顯過渡過程，因此，這種方法精度不高，也不能確定泄漏點的具置。德國的TAL（阿爾卑斯管道公司）原油管道安裝使用了該系統，將超聲波流量計，夾合在管道外進行測量，然后根據管道壓力溫度變化，計算出管道內總量，一旦出現不平衡，就表明出現泄漏。日本在《石油管道事業法》中規定使用這種漏系統，且.規定在30s葉檢測到泄漏量在80L以上時報警。雖然流量差法不夠靈敏，但是可靠性很高，結合使用壓力波，可以大大減小報警的失誤率。

3.結論

（1）采用流量與負壓波相結合監測輸油管道泄漏的方法是可靠的、有效的。

（2）通過油田或管道輸油企業局域網進行實時數據傳輸可以提高泄漏監測系統的反應速度，能夠實現全自動的泄漏峪測定位與報警。

（3）在輸油管道上安裝管道泄漏監測系統可以確保管道安全運行，減少管道盜油漏油事故的發生，具有明顯的經濟敬益和禮會效益。

篇（8）

前 言

隨著社會發展，飲用水安全已成為政府、社會、公眾日益關注的焦點，獲得安全飲用水是人類生存的基本需求。近年來，盡管各地農村加大了改水改廁工作力度，部分農民喝上了安全水，但仍有部分農民無法飲用到安全水，嚴重影響了農村居民的身體健康和生命安全。

重慶市是一個大城市帶動大農村的直轄市，其農村飲用水安全問題在西南地區具有典型的代表性，因此加強農村飲用水源保護，保障農村飲水安全，已經成為當前重慶市社會主義新農村建設亟需解決的重要問題。

1.農村飲用水安全現狀

1.1我國農村飲用水安全現狀

飲用水是人類生存的基本需求，其安全問題直接關系到廣大人民群眾的生命安全及身體健康。飲用水污染事件是指因物理、化學、生物等因素污染飲用水，導致水質感觀性狀和一般化學指標、毒理學指標、細菌學指標、放射性指標發生改變，超過國家衛生標準和衛生規范的限值或要求，造成或可能造成公眾健康危害的事件。近年來，中國飲用水污染事件頻繁發生，如 2014年蘭州市局部自來水苯超標事件、2013年杭州自來水異味污染事件、2012年江蘇鎮江自來水污染事件等飲用水安全問題引起社會各界的廣泛關注。

1.2重慶農村飲用水安全現狀

重慶農村地區飲水不安全性主要體現在水質差、水量不足、取水不便、不能保證供給等方面。截至2009年底，重慶市近2350萬農村人口中，有近1063萬人飲水不安全，占農村總人數的45.2%左右。其中，水質超標問題導致飲水不安全人口為近235萬人，水量不達標導致飲水不安全人口略為354萬人。

王曉青，侯新等對重慶市農村飲用水現狀調查表明，除渝中區以外的39個區縣，飲水不安全人口達到992萬人，占總人口的41.86%。

2.水質在線監測系統國內外應用研究現狀

作為傳統實驗室檢測的一項重要補充手段，在線式飲用水水質在線監測系統應運而生。飲用水水質在線監測系統是一個集水質衛生指標監測傳感器、無線數據傳導設備和遠程監控平臺為一體，運用現代自動監測技術、自動控制技術、計算機應用技術并配以相關的專業軟件，組成一個從取樣、分析到數據處理的完整系統，實現了對飲用水水質的在線自動監測，可 24小時連續、準確地監測飲用水中余氯、渾濁度、pH 值等衛生指標及其變化狀況，并通過網絡實時將數據傳輸到監控管理平臺。

2.1國外水質自動監測系統的發展狀況

美國日本等國很早就開始對水質自動在線監測技術進行研究和應用了。美國在上世紀70年代就已經運用水質自動在線監測系統對河海以及湖泊等地表水進行了實時的監測。日本也同樣應用自動監測系統對城市排水系統以及污水處理排水進行了實時監控，實現了自動連續監測的有效利用。

目前在國外已廣泛采用GPS全球衛星定位系統，GPRS 無線通信網絡以及計算機技術，建立起了無線分布式自動監測系統。通過水質自動監測系統以及通訊功能，可以對各個監測點的水質進行控制。

2.2國內水質在線監測系統發展現狀

我國水質自動在線監測、快速分析等體系建設尚處于探索階段。目前國內市政各大型自來水廠，主要靠直接引進國外飲用水工程成套系統，水質監測設備。監控系統也主要靠從國外進口。我國的水質在線監測儀廠家雖然很多，但是多數為民營企業，技術水平參差不齊，儀器的穩定性和可靠性不足，難以滿足我國水體環境復雜的監測要求。可以預測，在未來的幾年，水質在線監測儀器儀表行業的主要增長點將在環保相關領域的應用。水質的在線監測系統分析將迎來新的市場機會。

3.建設水質自動監測系統的技術要求

3.1監測點的選擇

在生活飲用水水質進行在線監控時，要對其監測點進行合理的選擇，這樣才能保證監測的有效性，在線監測過程中所要選擇的監測點有：（1）水源水的在線監測點，在該種監測點的選擇過程中，應該考慮其供電條件、通信狀況、交通狀況、水深狀況、地理位置等各種因素；（2）出廠水的在線監測點的選擇，一般會將水質的監測點設置于出水泵房附近的位置；（3）在進行管網水水質的監測時，要選擇能夠反映出廠水水質變化的監測點來進行水質的監測。

3.2監測參數與儀器

根據水質污染特征和監督管理的需要，選擇具有代表性的參數；儀器設備的準確度、檢出限、重現性等主要檢測指標要與實驗室方法具有可比性，測定范圍應滿足監測評價的需要，最好具有方法比對校準的功能；應配備水質超標報警的自動采樣器；儀器性能要好，抗干擾能力要強，運行穩定，故障率低。

3.3系統控制平臺

要求運行速度快，內存容量大，并具有斷電保護的功能；要具有仿真操作界面，可隨時顯示自動站各主要設備和關鍵部件的工作狀態，并具有各種故障自動報警功能，具有監測參數值超控制限報警功能和設備控制輸入設置功能。

3.4數據處理與傳輸平臺

開發自動監測數據庫，自動接收傳送監測數據，并具有對數據庫檢索、查詢和顯示歷史數據等各種功能； 開發對數據進行分析計算、報表編制的應用軟件，可實時打印自動站傳送的數據，并按要求格式打印各種報表；建立先進的軟件操作系統，要求界面友好，兼容性強，易于修改，易于升級。

4.展望

在經濟社會不斷向前發展的新形勢下，自動水質監測系統作為水資源和水環境保護的重要手段受到各級領導的重視，積極穩妥地發展水質自動監測技術，已成為水質監測能力建設的重要任務。水質自動監測系統建成后，將在跨界河流水污染紛爭、水質評價、入河排污口監督管理、水功能區污染物總量控制、安全供水等方面發揮人工監測不可替代的作用。實現水質信息在線查詢和共享，為控制水質和治理水污染提供科學依據。

參考文獻

[1]羅翠琴. 水質自動監測系統的建設與管理[J]. 現代測量與實驗室管理， 2009， （2）：32-33.

[2]侯新， 龍訓建. 重慶市農村集中式飲用水源地安全評價[J]. 中國農村水利水電， 2011， （8）：96-99.

[3] 李怡庭. 全國水質監測規劃概述[J]. 中國水利， 2003， （14）.

[4] 王曉青， 侯新. 重慶市農村飲用水安全現狀及水源地保護規劃[J]. 水利水電技術， 2011， （7）.

篇（9）

高速鐵路全部是電氣化列車，接觸網在供電回路中起著十分重要的作用。接觸網作為一種露天、沒有“防護外衣”的供電設備，要經受風、雷電、污染、冰雪和溫度的考驗及環境污染對接觸網性能的影響，無備用特性決定了接觸網的唯一性、重要性和脆弱性［1］。高速列車需要獲取源源不斷的能量，供電設備的運行可靠性、接觸網日常檢修及故障后快速維修至關重要。接觸網的維護管理主要分檢測監測、日常養護、專業修理（簡稱檢測、養護、維修）3種業務類型［2］。檢測是接觸網設備設施科學養護和維修的重要前提，其重要性越來越突出。國鐵集團不斷強化技防安全能力，綜合運用物聯網、圖像識別、感知系統等先進技術全面推進高速鐵路供電安全（接觸網）檢測監測系統建設，打造全方位、全覆蓋、一體化的綜合供電檢測監測體系［3－4］，獲取海量高質量接觸網動態和靜態狀態檢測監測數據，信息收集完成后通過6C數據中心進行綜合數據分析，從而實時或及時掌握接觸網設備設施運行狀態，提前發現其存在的缺陷和安全隱患，為實現精調精修提供科學依據。

1檢測監測技術

高速鐵路供電安全檢測監測技術發展最早是德國，其次是英國、法國、日本。為提高工作效率及安全性，主要采用接觸式和非接觸式檢測技術。1．1接觸式檢測技術該技術需要受電弓與接觸線接觸，不同功能的傳感器布置在受電弓上，如在受電弓托架上安裝接觸壓力傳感器和加速度傳感器。1．2非接觸式檢測技術激光測量、高清攝像機、圖像識別處理技術被應用到高速鐵路供電安全檢測中，不需要與接觸線接觸，如定位器坡度確定是基于高速圖像處理實時對拍攝的視頻進行分析得到的。1．3測量補償系統不同的測量技術得到的參數都是用來指導接觸網維修，其中列車行進過程中檢測到的參數雖能真實反映運行中的弓網狀態，但是接觸網工對接觸網隱患或故障檢修都是在靜態下進行的，因此要對動態測量值進行補償，使其與靜態測量值相當。

26C系統介紹

6C系統為高速鐵路供電系統運行維修模式變革提供全方位技術支持，主要包括6個子系統，具體如圖1所示，其主要巡檢參數如表1所示。

2．1高速弓網綜合檢測裝置

（1C）該裝置是整個系統中檢測項目最多、精確度最高的裝置。它進行等速檢測，即綜合檢測車的運行速度和高鐵實際運行速度相同。檢測數據自動分析完成后生成檢測報告下發給相關鐵路局。該裝置通過高速綜合檢測列車上的接觸壓力、加速度、角位移導高、網壓等不同功能傳感器實現對弓網接觸力、硬點、導線高度、接觸網電壓的測量；采用紫外光電管、激光雷達、攝像機等裝備對離線、動態拉出值、定位器坡度等進行實時檢測。在聯調聯試和運行維護中應用可以實現以下功能：（1）接觸網工程靜態驗收合格后，評價和驗證其系統功能；（2）依據高速鐵路接觸網動態檢測評價標準檢驗接觸網系統的施工質量；（3）通過對采集的數據進行分析，指導接觸網系統進行優化、調整，同時對運營高速鐵路進行周期性檢測，其數據直接指導供電設備維護單位進行維修。

2．2接觸網安全巡檢裝置

（2C）該裝置主要是代替接觸網工步行巡視，提高效率和準確性。該裝置結構簡單，為便攜式設備，主要包括高清攝像機和圖像處理設備兩部分，將其放置在列車司機室，攝像機負責對接觸網外部環境錄像、圖像采集系統對數據進行存儲和分析。該裝置可以采用智能分析，工作人員也可以利用分區或參照分析輕飄物和危樹侵限、鳥窩、接觸網零部件松脫、斷裂等問題。2C檢測周期不固定，特殊情況時可以加密檢測次數，例如鳥害高發期。

2．3車載接觸網運行狀態檢測裝置

（3C）該裝置安裝在實際運營的高速列車車頂，距離受電弓2m左右的位置，供大部分功能與1C相同，例如拉出值、硬點、導高的測量等，還可以實現弓網受流狀態異常監測，例如弓網離線引起的電火花。此外，還可以非接觸檢測絕緣子的絕緣狀況，以及實現對1C采樣參數的加密采集，可以全天候（晝、夜、風、雨、雪、霧）及時反應高速鐵路接觸網與受電弓運行狀態。

2．4接觸網懸掛狀態檢測監測裝置

（4C）該裝置替代人工檢查，大大節省人力成本，提高檢查效率。大量的矩陣相機、高清攝像機、補光裝置等安裝在接觸網作業車或專用車輛車頂，可以對接觸網靜態幾何參數實現連續測量，并根據得到的接觸線高度及接觸線橫向偏移等參數判斷錨段關節、中心錨結處是否平順和跨中是否有負弛度等。它還可以利用清晰度極高的攝像機對定位裝置、接觸懸掛和附加懸掛涉及的零部件進行全方位成像檢測，其圖片清晰度足夠自動識別零部件的松動、斷裂、脫落等一系列故障，其補光裝置可以實現夜間“天窗”點檢測，從而提高運輸效率。它的擴展功能還包括定位器坡度檢測、接觸線探傷等。

2．5受電弓滑板監測裝置

（5C）該裝置以攝像機的形式安裝在局界、段界、車站咽喉區、動車段列車出入庫線等地點，采集的數據可以無線傳輸到視頻存儲系統。它可以實時監測高速列車滑動取流裝置（受電弓滑板）的技術狀態，及時發現異常，用于事故分析管理及故障責任區域劃分，便于指導基層單位進行接觸網隱患排查和故障維修。同時，高清成像攝像機可以實現車號識別，其擴展功能包括受電弓結構部件（含弓角、框架等）的缺陷自動識別、報警及受電弓動態性能監測。

2．6接觸網及供電設備地面監測裝置

（6C）為監測接觸網及供電設備運行狀態，在接觸網的特殊斷面分別設置接觸網張力補償在線監測、定位裝置振動特性監測、電連接線夾狀態在線監測、絕緣子狀態在線監測、設備視頻監控等裝置，不同的在線監測裝置實現分布式監測，分別完成以下功能：（1）線索張力監測；（2）線索振動及定位點抬升量監測；（3）線索溫度監測；（4）絕緣子、高壓電纜頭、避雷器、隔離開關等供電設備狀態監測。

3結語

近年來，6C系統已經在我國高鐵接觸網檢測監測中廣泛應用，并取得了較好效果。借助6C系統開展檢測監測數據收集、分析、挖掘，為及時發現接觸網缺陷、開展接觸網狀態修提供重要依據。

參考文獻

［1］李瑞．四跨非絕緣錨段關節的缺陷分析和應對措施［J］．鄭州鐵路職業技術學院學報，2018，30（3）：9．

［2］王保國，張可新，楊桉，等．高速鐵路基礎設施維護管理及綜合維修體系研究［J］．中國鐵路，2019（3）：10．

篇（10）

Abstract: network monitoring system along with the science and technology unceasing forward development, also in coal mine industry widely used, and made some good results, it shows the network monitoring system has broad application prospects and potential. With the increase of mining depth coal mine, the coal mine disaster will seriously affect the safety and efficiency of coal mine production, for example, has roof accident, water bursting accidents, gas accident harm, dust and so on several big disaster, including gas disaster is one of the most heavily affected a. Therefore, in view of kailuan linxi mining company raise the safety need, to the mine safety monitoring system design and installation, and the idea of monitoring system is discussed, and cohesion of a complete system are described. This mine gas monitoring system management model in coal mine production in the development of zhongzheng fast, to improve the economic efficiency and the social efficiency has a tremendous role.

Keywords: mine gas; Network monitoring system; KJ2000N system; Safety management

中圖分類號：TD76文獻標識碼：A 文章編號：

1、前言

眾所周知，網絡監測系統隨著科學技術的不斷向前發展，也在煤礦行業得到廣泛的應用，并且取得了一定的良好效果，這體現出了網絡監測系統具有廣闊的應用前景和潛力。在煤礦生產過程中，存在著很多災害直接影響煤礦的安全生產，比如有頂板事故、突水事故、瓦斯事故、粉塵危害等幾大災害，其中瓦斯災害就是其中影響最為嚴重的一種，因此，要保證煤礦生產安全高效的運行，必須有效防治瓦斯災害。淮浙煤電公司顧北煤礦現用KJ2000N型煤礦安全監控系統。這種礦井瓦斯監控系統的管理模式在煤礦生產中正快速的發展中，對提高煤礦的經濟效益和社會效益有著巨大的作用。KJ2000N系統在煤礦生產過程中對于煤礦瓦斯的治理有以下幾個主要作用：第一，由于在井上進行數據處理，其環境給操作者提供了簡潔易用的界面。第二，還可以對井下的設備參數進行自行處理和編輯，同時實現數據的共享。第三，在進行數據處理的時候，可以在井上處理，方便工程技術人員對通風系統的管理。第四，能夠實現遠距離的連續傳輸和對工作面的實時監測，也可實現超限報警，自動斷電。

2、網絡監測系統簡介

2.1 系統結構圖

KJ2000N系統由地面中心站、網絡傳輸接口、井下分站、井下防爆電源、各種礦用傳感器、礦用機電控制設備及KJ2000N安全生產監測軟件組成。地面中心站是整個系統的控制中心，安裝在地面計算機房。井下部分包括：KJ2007(F，G等)井下分站，KDW6B隔爆兼本質安全型電源，各種安全、生產監測傳感器，報警箱和斷電控制器等。井下分站和傳感器安裝在井下具有煤塵、沼氣、一氧化碳等危險氣體的環境中，對煤礦井下的各種安全、生產參數進行實時監測和處理，并將安全生產參數及時傳輸到地面中心站。各種數據由分站和中心站處理，并能按要求直接發出聲、光報警和斷電控制信號。地面中心站經過網絡傳輸接口采用光纜與井下分站聯結通訊。當前情況下，煤礦生產中所使用的監控設備已經在各個生產工作面、掘進面等一些主要的機電硐室均被廣泛應用，正是由于KJ2000N礦井安全監控系統在煤礦的廣泛使用，這樣使得煤礦傳統的單一的監控模式得到了徹底的改變，通過KJ2000N系統可以準確、全面地了井下安全情況和生產情況，實現對災害事故的早期預測和預報，并能及時地自動處理。這樣既提高了煤礦的生產效益，又彌補了由于井下瓦斯員的疏忽大意所導致的數據部準確等原因造成的定時定點匯報的不足，進行實時監測監控，并且可以利用監測數據庫進行安全趨勢分析研究，對井下災害進行預測預報，實現安全管理的雙保險。

圖一KJ2000N系統結構圖

2.2 注意事項及相關建議

（1）按照要求及時對傳感器進行調試、校正，保證監測數據的可靠性。

（2）及時捧除故障，加強系統維護，確保其正常運行。

（3）必須按照要求設置傳感器的位置。隨著工作面的推進，要及時調整傳感器的位置，使其真實反映井下的情況。

（4）備用監控系統的操作與功能。當由于人為或外界因素導致主監控服務器的監測應用程序停止工作或服務器斷電等原因正常監測不能進行的時候，備用監控服務器可在5 s內人為手動打開監測應用程序，保證監測的正常進行，保證了用戶應用程序的連續性。

（5）隨時和廠家聯系，及時解決安全監控系統運行中出現的新問題。

3、系統體系結構

該監測網絡系統是在各煤炭企業已形成的監測監控系統基礎上，整個系統將建立兩級數據監控中心，形成一個“三層四級”網絡體系結構。

(1)建立一級數據監控中心。

(2)在國有重點煤業集團建立二級數據監控中心。

(3)在煤炭管理部門設立二級數據監控中心。

4、監測系統的監管及意義

我們必須對一些高瓦斯礦井或者按照高瓦斯礦井管理的煤礦要有網絡式的監管方式，這樣才能實現對礦井的監測監控系統的有效管理，我們還必須要將這些數據上報到安全監管部門，這樣便于上級部門對煤礦瓦斯進行有效的監管。各監管部門的監管人員應該及時對數據進行處理，這樣可以更好的有效的對煤礦瓦斯進行監測和監控，病區要將數據處理結果上傳到網上，方便工程技術人員參考，這種監管模式對煤礦的安全高效生產能夠起到很好的監督和監控作用，同時這對煤礦安全生產形勢的穩定好轉具有積極的意義。只有有效的保證煤礦瓦斯網絡化實時監控項目的實施，這樣才能夠使得煤礦安全又了進一步的保證，電子警察的角色也就很好的扮演者，這樣對煤礦的多級管理也是一個很好的強化，這樣在煤礦生產中就形成了多級監管體系和安全生產綜合信息網絡, 如果在煤礦工作面出現了瓦斯超限等問題，礦監控中心將立即報警，并且將報警的數據直接上報到監控中心，便于煤礦領導部門更方便的查明超限原因和及時的采取有效的措施，將瓦斯事故消滅在萌芽狀態。對防止以瓦斯等惡性事故, 提高煤礦管理水平具有重要意義。這種監控系統-----KJ2000N系統，對煤礦的瓦斯治理具有以下幾點重要意義。第一，這項工程很好的改造了煤礦瓦斯的監控系統，對提高煤礦的安全管理和裝備水平都更好更快的提高。第二，以前對瓦斯實行的是填表上報，這樣有可能監測瓦斯人員偷懶活者其他原因，不檢測數據，而是對數據進行修改，然后上報，這樣使得數據極不真實, 多數情況下也無法追溯核實,這樣使得瓦斯事故在煤礦生產中高發的一個重要原因。第三，監控網絡不會改變煤礦的安全管理模式, 它為各級管理部門提供了實時監控的工具，提高了工作效率。第四，有助于對煤礦的各類監測數據進行宏觀分析, 微觀指導。

5、結論

綜上所述， KJ2000N系統在煤礦瓦斯監測系統中得到廣泛應用，這樣既增強了系統的穩定性和有效性，同時還對整個系統的功能也是一個很好的完善和補充，對協調我國礦井設備落后與高生產效率要求之間的矛盾也有一定的指導意義，并且使得網絡在礦井瓦斯監測系統中得到了充分的應用，這樣使得瓦斯監控系統的功能能夠發揮到極致，這樣有助于對煤礦的各類監測數據進行宏觀分析, 微觀指導。督促煤礦把問題和隱患消滅在萌芽狀態。KJ2000N系統，實行通過網絡對瓦斯進行監測，這種礦井瓦斯監控系統的管理模式在煤礦生產中正快速的發展中，對提高煤礦的經濟效益和社會效益有著巨大的作用。從而為提高煤礦安全和經濟效益，起到了積極作用。同時為井下工人的安全提供了進一步的保證，把公司的管理提高到現代化管理水平。

參考文獻：

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【2】 程德強，李世銀，等．礦井安全監測監控系統【J】，煤炭技術，2008；

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篇（11）

TSI在線監測保護系統的意義 隨著生產技術的發展，一種以狀態監測為基礎的故障診斷系統和預測技術在旋轉機械設備運行安全保護領域得到了廣泛的推廣和運用。 這種技術的運用和發展，將使得設備的維修方式從傳統的“事故維修”和“定期維修”過渡到現在的“預知性維修”，從而大大提高了設備的可利用率，減少停機維修時間，降低維修費用，同時也壓縮了備件的庫存量可以減少意外事故的發生和不必要的浪費、損耗，提高對機組設備的保護 它的重要意義在于當機組發生異常時，保護系統將提示報警信號，提醒操作者注意，當機組發生嚴重異常時，保護系統將自動使機組停止運轉，以免造成設備破壞性或災難性的嚴重毀壞。

1 貴港電廠2X630MW汽輪機安全監測系統（TSI）簡介

貴港電廠2X630MW機組采用的是上海汽輪機有限公司生產的N630-24.2/566/566超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機，汽輪機安全監測系統（TSI）為美國GE公司生產的BENTLY 3500系列產品對機組位移、轉速、軸振、差脹、瓦振、及偏心進行監測，其中位移、差脹、振動參與跳機保護。對汽輪機的振動保護為：汽輪機#1～#9瓦相對振動（X、Y方向）各一套，絕對振動各一套，共27套。每個瓦的絕對振動、X振動和Y振動各送一個模擬量信號到旋轉機械診斷監測管理系統（TDM），進行顯示和數據分析；軸向位移傳感器4支.推力盤左右兩側各裝2支；高、低壓缸傳感器各1支，轉速傳感器8支，裝在機頭調速座架；偏心、相位傳感器各1支，裝在機頭調速座架；缸脹傳感器2支，機頭兩側各1支。

2 3500系統的基本組成與工作原理

2.1 本特利3500系統在使用過程中以其實驗室級別的精度，組態調整的靈活性， 模件、前置放大器、探頭的可替換性，安裝后對細微偏差的可調整功能給調試、使用現場安裝使用提供了很多便利。該系統具有以下主要技術特點：

（1）單元模塊化結構，安裝于標準框架中，主要包括：電源模塊、接口模塊、鍵相模塊、監測模塊、通訊模塊等。

（2）各功能模塊都有一顆單片微控制器（MCU），用于實現各模塊的智能化功能，如組態設置、自診斷、信號測試、報警保護輸出、數據通信等。

（3）各模塊間通過RS232/RS422/RS485總線和MODBUS協議進行數據通信，最高通信速率115.2kbps。

（4）可通過上位機的組態軟件對各個模塊進行組態設置，并下載到各個模塊的非易失性存儲器中。

（5）雙重冗余供電電源模塊。

（6）支持帶電拔插功能。

2.2 3500監視系統所用電渦流探頭原理介紹

（1）電渦流傳感器電渦流傳感器電渦流傳感器電渦流傳感器 電渦流傳感器是通過傳感器端部線圈與被測物體（導電體）間的間隙變化來測物體的振動相對位移量和靜位移的，它與被測物之間沒有直接的機械接觸，具有很寬的使用頻率范圍（從0～10Hz）。電渦流傳感器的變換原理簡要介紹如下：在傳感器的端部有一線圈，線圈通以頻率較高（一般為1MHz～2MHz）的交變電壓（見圖1），當線圈平面靠近某一導體面時，由于線圈磁通鏈穿過導體，使導體的表面層感應出一渦流ie，而ie所形成的磁通鏈又穿過原線圈，這樣原線圈與渦流“線圈”形成了有一定耦合的互感，最終原線圈反饋一等效電感。而耦合系數的大小又與二者之間的距離及導體的材料有關，當材料給定時，耦合系數K1與距離d有關，K= K1（d），當距離d增加，耦合減弱，K值減小，使等效電感增加，因此，測定等效電感的變化，也就間接測定d的變化。

3 投產以來的發生的問題

貴港電廠機組2x630MW機組自2007年初先后投產試運以來，因大機振動邏輯不合理（X或Y向任一值到跳閘值跳機），嚴重影響機組的安全運行。具體是事列如下：2007年12月16日16時38分50秒。1機組鍋爐MFT動作，首出為“汽機跳閘”。檢查汽機ETS畫面首出為“軸瓦振動大”，AST電磁閥動作，汽機跳閘，機組橫向保護動作。鍋爐MFT，發電機跳閘.后結合DCS歷史曲線進行檢查發現該次跳機是因為#1機1瓦X向振動測點因前置放大器接頭松動造成的誤動作。2010年6月、2011年7月#1機9瓦X、Y向振動測點在有雷電氣候時出現壞點，兩次事件后經檢查都發現連接9瓦的3500/42 I/O模塊發生損壞，也給機組運行和設備安全帶來了不安全的因素。

4 問題原因分析

4.1 硬件分析

（1）目前，對機組的主保護的設計理念是傳感器（或一次檢測元件）信號三取二做為跳閘輸出保護設備.這樣設計的目的是既防止保護誤動.又防止保護拒動。而汽輪機TSI系統的振動傳感器為X方向軸振（電渦流傳感器）、Y方向軸振（電渦流傳感器）都只為1支，使保護誤動和拒動的幾率都增大。

（2）3500/32繼電器卡件無多余的通道，并且容量也較小只有64點的容量，并且無冗余功能一旦輸出的DO口出現故障，將使汽輪機振動保護拒動，對機組安全穩定運行埋下隱患。