空气粉尘浓度在线监控系统应用方案

一、背景：

粉尘是指能较长时间悬浮在空气中的微小固体颗粒。人类各种生产活动和生活活动中可产生大量的粉尘，自然界的分化腐蚀随着气体的流动也会产生粉尘。由于粉尘粒度的大小不同，进入人体呼吸道部位不同，对人体的危害也不同，所以，又将粉尘分成总粉尘和呼吸性粉尘。

如果人长期吸入某些生产性粉尘，可引起以肺组织纤维性病变为主的全身性慢性疾病—尘肺，还可引起鼻炎、咽炎、支气管炎等疾病，对人体危害极大；而生产中形成的粉尘在飘落后，因空气流动或机械振动再次漂浮于空气中，则可形成二次扬尘，若它们的含量超过大气自净能力，无法被自然调节之后，就会出现雾霾。

因此近年来，国家先后发布了《中华人民共和国环境保护法》、《生态环境监测条例》、《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》等法律及条例，对不同行业的粉尘浓度及监测设备指标做出了明确规定。
二、系统简介

我司搭建的粉尘浓度在线式监控系统，由设备层、现场控制层、数据交换层与集中监控层组成，能够对总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度进行实时监测和远程管理。

三、 系统设计标准

粉尘浓度在线监控系统设严格按照以下国家标准、规范进行设计制造：

GB3836.1-2010《爆炸性粉尘环境 第 1 部分：设备通用要求》、

GB3836.4-2010《爆炸性粉尘环境 第 4 部分：本质安全型“i”保护的设备》、

MT163 - 1997《直读式粉尘浓度测量仪表通用技术条件》、

Q/XK 001-2022 《XKCON-GCG1000粉尘浓度检测仪》企业标准。
四、系统组成

粉尘浓度在线式监控系统主要由设备层粉尘浓度检测仪、现场控制层主控柜和监控调度中心组成，设备层和现场控制层为采集终端，监控层为软件调度系统。
1、硬件产品
（1）粉尘浓度检测仪（型号：XKCON-GCG1000）

XKCON-GCG1000粉尘浓度检测仪由采样头、检测装置、单片机系统及抽气系统组成，采用光散射原理对总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度进行检测，能准确及时地显示当前作业场所粉尘浓度，适用于煤矿等具有爆炸危险性的作业环境，建筑工地等具有环保要求及其它需要粉尘监测的场所。

XKCON-GCG1000型粉尘浓度检测仪通过红外遥控器校正及设置各种参数，操作简单；检测仪通过微处理器对粉尘质量浓度进行数据运算，设备自带液晶显示屏进行数据直读，同时提供远传接口以RS485、4-20mA等接口型式将数据上报至监控层的软件调度系统。

XKCON粉尘浓度检测仪的主要技术参数
型号	XKCON-GCG1000
环境温湿度	-20~ 40℃，≤95%RH	环境大气压	86 kPa~110kPa
测量范围	0mg/m³~1000 mg/m³（支持定制）
测量误差	≤±10%	采样流量	2L/min
输出信号	RS485或4-20mA电流输出
工作电压	12-24VDC(本安)	工作电流	≤100mA
尺寸	320x180x100mm	重量	1.6kg
防爆形式	本质安全型
防爆标志	Ex ib II C T6 Gb；Ex ibD 21 T80℃

（2）防爆型主控柜（型号：XKCON-TM-W-156）

XKCON-TM-W-156型主控柜是我司开发的具有防爆性的多功能智能监控主机；主控柜的主机控制板使用我司自主研发符合工业级设计标准，并拥有自主知识产权的专利和软件著作权证书（登记号: 2018SR382811）的XKCON-MC-B-V41主控板；可应用于煤矿、电厂、石化等具有防爆要求的工业现场，进行数据采集、处理、显示和数据传输，以及报警阈值设置进行数据异常报警。

型号	XKCON-TM-W-156
防爆标志	Ex d ⅡC T6 Gb ；Ex tD A21 IP68 T80℃
防护等级	IP68
温度范围	-40℃～60℃
相对湿度	≤95%（+25°C）
大气压力	80kpa～106kpa
供电电压	220V AC，具有断路器和保险丝保护
电流输出	24V/10A
功率	≤ 240W
安装方式	壁挂安装
重量	50kg

祥控防爆型主控柜XKCON-TM-W-156具有数据显示的功能，它通过自带的12寸彩色触摸显示屏，显示实时数据；设备内置4G容量数据存储器，支持数据存储，支持历史数据及报警记录的查询；内置工业级电源模块，安全性高；支持报警阈值设置，监测数据实时上传至远程监控软件，实现远程监控。
防爆型主控柜XKCON-TM-W-156的主要功能特点:

主机采用唯一ID号，易于管理识别，可连接我司的多种变送器及软件平台；

具有2路485接口，均可配置成Modbus RTU主站或从站，可接入我司所有类型的485型变送器，并自动识别RS485接口从设备是否工作正常；

具有1路 RJ45 网口，可将主机监测数据上传至远端监控软件平台；

具有1路232接口，可以根据客户需求解析报文；

支持8路开关量隔离干接点输入；

支持6路继电器触点输出，常开、常闭输出；

支持6路4-20mA、0-5V模拟量信号输入；

支持1路声光报警器输出接口，现场异常报警；
2、通讯方式

祥控防爆型主控柜XKCON-TM-W-156通过以太网、RS485、RS232、4-20mA、0-5V等通信方式与监控调度中心实现数据连接。
3、 监控调度中心

监控调度中心主要由中心服务器和系统软件组成，负责对现场各个粉尘浓度采集终端上传上来的各项粉尘数据进行分析、存储、发布，并对各监测站点下达各种控制指令或发布各种预警信息。
五、粉尘浓度在线监控系统具备的功能
1、工业防爆：祥控粉尘浓度检测仪XKCON-GCG1000为矿用本质安全型，防爆标志为Ex ib II C T6 Gb/Ex ibD 21 T80℃；祥控防爆型主控柜XKCON-TM-W-156防护等级为 IP68，防爆标志为Ex d ⅡC T6 Gb ；Ex tD A21 IP68 T80℃。

2、高精度监测：XKCON-GCG1000型粉尘浓度检测仪采用国外进口的测量单元，反应灵敏，对环境中的总粉尘浓度和呼吸性粉尘浓度进行高精度检测，测量误差≤±10%。
3、远程监测：XKCON-TM-W-156型防爆型主控柜通过通信线缆将数据发送至监控调度中心的系统软件，管理人员登录软件后，能够查看实时数据、历史数据、报警数据，并对各项粉尘数据进行分析、存储或发布。

4、异常报警：XKCON-TM-W-156型防爆型主控柜在触摸屏设置数据报警阈值，当实时数值超限时，检测仪和主控柜自带的声光报警器自动报警；监控调度中心的系统软件也会通过数值显示颜色的变化，提示数值超限。
5、智能联动：当出现数值异常时，监控调度中心对各监测站点下达各种控制指令，祥控防爆型主控柜XKCON-TM-W-156通过自带的6路继电器触点控制，自动联动如喷淋等系统，进行除尘降尘工作。
六、补充

粉尘在线式监控系统通过网络进行数据传输，监控调度中心能够实时、准确地获取终端监控数据，经过数据对比、分析并迅速做出判断，为企业安全生产提供精准的数值依据。

此外，我司搭建的粉尘在线式监控系统支持设备本地操作、功能定制开发、报文解析及各种功能的量身定制，更多信息可拨打电话0531-61360166、61360266进行咨询。