Автор: технический директор Akvarius PBE Group, Игорь Зальт
Система FLEXCOM используется и развивается на угольных шахтах и рудниках стран СНГ с 2003 года. В настоящее время система FLEXCOM в разных вариантах эксплуатируется на 47 предприятиях от Воркуты до Чукотки и Казахстана.
Изначально система FLEXCOM строилась на оборудовании канадской фирмы Mine Radio Systems (MRS). В настоящее время, после объединения нескольких компаний под именем PBE Group, система получила мощное развитие и за счет использования технических решений фирм Pyott-Boone и Akvarius. Традиционно особое внимание уделялось использованию системы во взрывоопасной среде на угольных шахтах, по этой причине подавляющее большинство оборудования системы спроектировано и сертифицировано под жесткие требования российских стандартов взрывобезопасности.
Исторически первой базовой функцией системы было обеспечение оперативной радиосвязью персонала, работающего под землей. Подсистема «Радиосвязь» базируется на использовании излучающего кабеля, прокладываемого в горно-подземных выработках и оконечных/выносных антеннах, обеспечивающих радиопокрытие на дистанциях до 300…400 метров от точки расположения антенны. Возможно также развертывание базовых станций системы и на поверхности. Подсистема обеспечивает радиосвязь персонала, оснащенного портативными радиостанциями, между собой, с диспетчером шахты и выход на сеть производственно-технологической связи. Каналы подсистемы «Радиосвязь» системы FLEXCOM обеспечивают работу как радиостанций VHF, так и цифровых стандарта DMR. Наличие оперативной устойчивой радиосвязи позволяет решать множество задач, как производственных, так и возникающих в аварийных ситуациях.
Наряду с функцией голосовой радиосвязи для обеспечения безопасности ведения подземных работ в системе FLEXCOM предусмотрены подсистемы «Позиционирование» и «Оповещение». Угольные шахты оснащаются такими подсистемами уже более 10 лет, а для рудников дооснащение такими подсистемами становится обязательным только сейчас. Оповещение персонала и точное знание, где находятся люди, является решающим фактором при проведении эвакуационных и спасательных работ. Данные подсистемы базируются на использовании радиометок, размещаемых, как правило, в индивидуальных светильниках персонала и на транспортных средствах. В подземных выработках устанавливаются считывающие устройства, образующие сеть контролируемых зон. Считывающие устройства подключаются к каналу передачи данных излучающего кабеля и пользуются всей готовой инфраструктурой излучающего кабеля, включая электропитание. В системе предусмотрены и автономные считыватели, не подключамые к системе передачи данных, но обеспечивающие накопление информации и выдачу квитанций-подтверждений о прохождении заданных мест.
Оповещение персонала может осуществляться как групповыми сигналами, например «Эвакуация», так и индивидуальными. Используются два канала передачи сигналов оповещения – через считыватели и пейджинговый. Это обеспечивает как резервирование, так и возможность зонирования, например, передача сообщения о необходимости связаться с диспетчером первому же работнику, оказавшемуся в заданной зоне.
Система позиционирования может также оснащаться считывателями меток других типов. Например, при слежении за маршрутами нескольких тысяч вагоненток использование на них обычных меток, требующих электропитания, практически нереально. В подобых случаях используются пассивные метки и соответствующие опциональные модификации считывателей. Считыватели также могут дооснащаться периферийными субконтроллерами, которые содержат гальванически развязанные дискретные входы-выходы и интерфейсы RS422/485. Такие субконтроллеры позволяют подключать шахтное оборудование и обеспечивать управление и отображение его состояния на рабочих местах на поверхности. Эти субконтроллеры также могут быть запрограммированы на самостоятельное выполнение функций, например управление весами, светофорами, блокировку конвейеров, откаток и т. д.
Каналы передачи данных, обеспечиваемые излучающим кабелем, могут быть предоставлены и для подключения стороннего оборудования через физические интерфейсы RS485/422/232.
Для работы в составе системы разработаны и выпускаются несколько типов радиометок позиционирования-оповещения. Они разрабатывались как под разные конструктивы головных светильников и траспортных средств, так и с разными функциональными возможностями. Кроме базовой функции позиционирования-оповещения на считывателях метки могут содержать пейджинговый приемник канала оповещения по всей зоне радиопокрытия, автономную батарею питания, узлы сопряжения с оборудованим сторонних производителей (передача данных с газоанализаторов, бортовых компьютеров траспортных средств,..). Метки транспортных средств также могут обеспечивать функции управления шлюзами, стрелочными переходами и т. п. Метка, расположенная в индивидуальном светильнике, также может иметь радиоинтерфейсы, работающие на ультранизких частотах 8/35 KHz, по которым обеспечивается с помощью специального поискового прибора SU Helian локализация человека в завале. Контроль исправности меток, находящихся в системе, а также их диагностику и привязку к персоналу обеспечивает подсистема «Ламповая».
Дальнейшим развитием системы FLEXCOM в сторону ее большего использования для целей, в том числе, и АСУ ТП явилсь интеграция в нее оптических каналов передачи данных. Система оптической передачи данных строится по топологии нескольких (типичный минимум – четыре) оптических колец. Такая топология позволяет иметь многократное резервирование, обеспечиваемое как дублированием колец, так и по причине того, что собственно кольцо при однократных повреждениях остается 100 % работоспособным.
Оптические соединения в кроссах выполняются на быстромонтируемых соединителях, не требующих ни сварочных работ, ни громоздкого оборудования. При этом обеспечивается срок службы соединения не менее 20 лет. А с учетом реализуемой топологии сети и проектных решений, ограничивающих максимумы длин сегментов до нескольких километров, что создает многократный запас по затуханию в линии, срок службы оптического соединения значительно больше.
Ключевым элементом подсистемы «Оптическая сеть» является мультиинтерфейсная точка доступа (MAP).
Она имеет в своем составе:
– оптический кросс;
– Ethernet-коммутатор c 100Base-FX WDM- (оптические) и 100Base-TX-интерфейсами;
– контроллер, содержащий расширитель 100Base-TX Ethernet-портов, преобразователи интерфейсов RS485/422, дискретные входы-выходы, периферийные модули (например, интерфейсы 0/4..20mA, радиоинтерфейсы и т. д.), табло индикации.
В рудничном исполнении мультиинтерфейсная точка доступа может быть также дополнительно оснащена:
– Wi-Fi-роутером/точкой доступа;
– VoIP-шлюзом для подключения телефонных аппаратов;
– двумя каналами усилителей громкоговорящего оповещения;
– оборудованием сторонних производителей, монтируемым на DIN-рейку и подключаемым по интерфейсам 100Base-TX, RS485, RS422, RS232.
Наличие высокоскоростных каналов передачи данных позволило не только организовать дублирование имеющихся в излучающем кабеле каналов передачи данных, но и обеспечить принципиально новые возможности. Одна из таких возможностей – использование в подсистеме «Видеонаблюдение» цифровых IP-видеокамер, работающих в форматах HD и FullHD, вместо ранее применяемых аналоговых видеокамер.
К оптической сети также подключаются и усовершенствованные считыватели системы позиционирования, которые, сохраняя совместимость с другим оборудованием, при подключении к оптической сети позволяют использовать возможности высокоскоростного доступа. Наличие на этих считывателях сменных радиоинтерфейсов и слотов для установки модулей расширения позволяет реализовать на их базе более сложные задачи. В частности, использование цифровых радиоинтерфейсов стандарта IEEE 802.15.4 обеспечит для подсистемы позиционирования персонала возможность за счет измерения сдвига фаз точно определять расстояние до считывателя. А для мобильных устройств это позволит организовать передачу данных c использованием протоколов BlueTooth, 6LoWPAN (Low power Wireless Personal Area Network) , ZigBee.
На аппаратной платформе FLEXCOM строятся также системы аэрогазового контроля, вентиляции, дегазации, водоотлива, электроснабжения, пожаротушения, управления конвейерным транспортом и другие системы, обеспечивающие контроль и управление различными технологическими процессами.
Одной из подсистем безопасности, входящих в состав системы FLEXCOM, является подсистема предотвращения столкновений (коллизий), позволяющая предупреждать водителей транспортных средств и персонал о сближении или приближении к опасной зоне.
Программное обеспечение верхнего уровня (ПО МСБ FLEXCOM) обеспечивает эффективную интеграцию всех подсистем, а также сбор, обработку, хранение и предоставление информации на рабочих местах диспетчеров, операторов, главных специалистов и инспекторов, предоставление данных для других информационных систем. С помощью ПО МСБ FLEXCOM можно организовать построение больших интегрированных автоматизированных систем управления технологическими процессами предприятия, обеспечить дистанционное управление, визуальное представление информации в реальном времени с формированием отчетов о состоянии технологических процессов. ПО МСБ FLEXCOM имеет модульную клиент-серверную архитектуру, объединяющую различные программные модули. Для большинства рабочих мест используются WEB-интерфейсы. Дополнительные функции могут разрабатываться и добавляться и по желанию заказчика в соответствии с его требованиями, а также под оборудование сторонних производителей.
