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1、安全监控系统防爆交换机主备机双电源快速切换装置应用【摘要】建立安全监控系统防爆交换机使用主备机快速双电源切换装置，在主交换机出现故障情况下，快速切换到备用交换机，缩短故障时间。 【关键词】安全监控系统；交换机；切换 1.概况 海孜煤矿西部井 2001 年 8 月投产，设计生产能力 30万吨/年。2007 年皖经煤炭函2007269 号文核定矿井生产能力为 39 万吨/年。2010 年矿井扩建，设计生产能力为 50万吨。 矿井使用的是北京瑞赛长城航空测控技术有限公司开发的 KJ2000N 矿井安全监控系统，于 1996 年投入使用，通讯方式为两线制无极性移频键控（FSK）数据传输，频率为2400
2、 波特率，巡检周期30S。西部井自 2001 年投产后，安装了独立的安全监控系统装置，并通过敷设架空线（通讯电缆）作为数据传输介质，与安全监控中心站系统数据服务器进行数据传输。 根据煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006） ，2008 年 8 月份，对西部井安全监控系统进行改造，改造后通讯方式为：西部井混合井上井口设置 1 台 FSK 防爆交换机与监控中心站服务器进行通讯，西部井井下分站使用MHYVP 四芯（使用两芯，备用两芯）通讯电缆，与防爆交换机进行数据传输。 2.存在问题 FSK 交换机从 2008 年 8 月开始投入使用，服务年限已超过 5 年，现存在下列问题：设备老化，
3、炎热夏季易出现瞬间中断现象，交换机后备直流电源老化，只能依靠交流供电，如交流电停电，易造成通讯中断，且生产厂家已停止生产此种类型 FSK 交换机，无法对整机或配件更新，一旦交换机故障，将造成西部井井下及地面风机在线 8 台分站、20 台以上各类传感器传输中断，给矿井安全生产带来隐患。基于煤矿恶劣的供电和工业环境，为保证西部井监控系统的稳定运行，在对西部井监控系统进行大的改造之前，决定利用其它采区淘汰的 FSK 防爆交换机，设置备用交换机，并建立快速切换装置，在交换机出现故障时，快速切换到备用交换机运行。 3.改造方案 3.1FSK 防爆交换机原理 交换机采用设备电源一体化结构，是以一块工业以太
4、网传输接口为核心的信息交换设备，由隔爆外壳、一台工业级以太网交换机模块、一块以太网通讯板、一块 FSK 通讯板、一块通讯底板、两块电源板、一块充电断电板、一块电源底板、一块通讯接线板、一块电源接线板、一个线性变压器以及一组蓄电池等组成。和井下分站组合在一起，在中心站的管理下实现对全矿井环境参数及工况参数的监测与控制。 工业级以太网交换机模块用于以太网数据交换；以太网通讯板用于 FSK 通讯板和工业级以太网交换机模块进行连接；FSK 通讯板用于与井下 FSK 设备的通讯连接；电源模块将外接的 660V 交流电转换为 24VDC、12VDC 和 5VDC 供系统设备使用。连接方式如图 1 所示。
5、3.2 改造方案的实施步骤 3.21 备用交换机配置模块及 FSK 通讯卡 IP 地址 备用交换机配置模块及 FSK 通讯卡均配置和主交换机一致的 IP 地址 3.22 备用交换机通讯线连接 将井下分站与主交换机的通讯线用三通接线盒引出 2条支线，各自接入主备交换机的 FSK 通讯板。 3.23 备用交换机更换蓄电池 3.24 为备用交换机供电 主备交换机均采用 220V 交流电源供电，且采用双回路。3.25 切换主备交换机，成功后为主交换机更换蓄电池。 4.运行效果分析 通过防爆交换机主备机双电源快速切换装置应用，提高了监控系统运行的安全性和可靠性，满足了矿井安全生产的要求，产生了良好的效果。 一是避免了因供电原因造成监控系统数据通讯中断。主交换机交流电源掉电后，内置的蓄电池可以提供不小于2 小时直流供电。如果因供电故障影响大于 2 小时，可将主交换机停用后启用备用交换机，然后将光纤尾纤插头拔出，插入备用交换机模块光口，大大减少了通讯中断时间（影响时间小于 1 分钟） 。 二是如果交换机故障，同样可以采用上述方法处理。 使用时应注意以下几点：由于主备交换机模块及 FSK通讯卡 IP 地址相同，且通讯线同时接入主备交换机的 FSK通讯板，所以两台交换机不能同时供电，避免因 IP 地址冲突造成数据传输故障；每月对备用交换机蓄电池进行一次充放电。 图 1
