福兴煤矿皮带集控系统设计方案110620.docx

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福兴煤矿皮带集控系统设计方案110620

山东省枣庄市峄城区福兴煤矿

地面皮带集控系统

技

术

方

案

徐州上若科技有限公司

二O一一年六月

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

一、总则

本方案是针对煤矿地面皮带运输及工业电视监视系统技术要求,并充分考虑其先进性、安全性、可靠性及安装、使用和维护的方便而设计。

（一）设计依据

（1）MT209煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求

（2）MT571.1煤矿用带式输送机监控系统

（3）MT817煤矿用带式输送机电控装置

（4）MT872煤矿用带式输送机保护装置技术条件

（5）《煤矿安全规程》

（6）《福兴煤矿皮带运输系统工艺流程图》

（二）设计原则

（1）控制系统由地面集中控制中心、现场PLC监控主站、就地控制分站和视频监视系统组成。

（2）解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。

实现就地无人操作，仅设巡检人员。

（3）本系统采用分布式控制（DCS系统），结构合理，信息共享，实现提高指挥效率和生产率，达到减人提效的目的。

（4）系统能与矿井综合自动化系统无缝集成。

（5）保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便和修改灵活。

（6）系统具有灵活和可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面友好，充分考虑现场运行、检修要求。

（7）系统具有自诊断功能，报警时可以语音、图像显示等功能实现。

（8）系统具有实时数据采集、处理及多种显示功能。

（9）系统结构合理，为系统今后的完善、提高留有充裕的扩展容量。

（三）达到的技术水平和实现的目标

（1）实现地面集中控制、可视化和语音通话三位一体的自动化控制系统体系。

（2）立足于高起点、高技术和高质量，将计算机控制系统和工业电视相结合，实现以“集中控制为主，就地操作为辅”的控制模式，保证系统的连续性和可靠性。

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

（3）系统技术达到国内领先水平。

提高开机率和管理水平，减少操作人员和工人的劳动强度，并无缝接入矿井现有的综合自动化系统。

（4）实现地面运输胶带机运输的长距离、多点位信息传输和集中监测监控。

具有在线监测、分析及完善的保护和报警功能。

（5）通俗易懂的梯形图编程语言，现场技术人员可在最短的时间内掌握编程技术。

（6）采用国际先进的的组态软件INTOUCH，动态画面美观，修改灵活，数据保存时间长。

（7）与视频监视相结合，有机的完成可视化管理的先进理念。

（四）承诺

（1）系统技术达到国内领先水平。

（2）实现地面皮带运输机的远程集中控制、可视化和语音通话。

（3）保证系统安全可靠运行。

最终实现矿提出的各项技术指标和要求。

（4）免费培训现场工程技术人员，最终达到基本掌握系统硬件的组成和基本原理。

（5）当系统出现故障时，技术人员可在24小时内到达现场。

（6）对矿提供优质的售后服务。

二、系统概述

根据现场实际使用要求，达到安全可靠运行以及减人提效目的，由徐州上若科技有限公司采用以太网通信技术、现场总线技术，通过集中控制和工业电视相结合，对相关设备进行监控监测。

三、系统结构

针对矿井地面煤流运输生产系统的特点，按照以“集控室集中监控为主，现场就地控制箱操作为辅”的原则，提出以下设计方案。

（一）控制设备

根据现场实际分布情况，利用光纤、电缆组成混合现场总线，实现对矿井地面主煤流运输系统及视频的监测监控。

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

监测监控系统主要由集控室监控中心，传输线路，就地控制分站和给煤机、煤仓煤位、保护传感器信号等构成。

（二）控制系统组成

地面运输皮带集中控制系统结构如图1所示：

地面运输皮带集中控制系统1图

（1）地面控制中心

地面控制中心设置在集控室，主要通过计算机和监视微机对胶带运输机监视和集中控制。

主要设备和设施包括工业控制计算机、22`显示器、42吋视频监视显示器、网络通信、不间断电源等。

（2）远距离通讯传输系统

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

工业现场总线由光纤、双绞线、集线器和网络连接器等组成。

（3）地面控制及信号采集装置

地面控制及信号采集装置由两部分组成，KJC-6型胶带输送机集中控制柜。

该装置控制核心部分采用德国西门子公司生产的S7-300可编程控制器，其他主要元件均采用进口元件。

KJC-6型胶带输送机集中控制柜结合相应配套的传感器、控制器、网络组件等完成对胶带机和给煤机的就地、远程控制。

（4）保护和检测装置

①堆煤保护

②低速打滑保护

③跑偏保护

④烟雾保护

⑤超温洒水保护

⑥煤位连续测量

⑦电流和电压

（5）工业电视

本系统主要由工业摄像设备、控制设备、显示设备、传输设备、光缆等组成。

主要包括摄像机、监视器、转换器、光纤和控制器等。

工业摄像设备采用常州裕华低照度低噪声KBA121B矿用本安型光纤摄像仪。

配备12台矿用摄像仪，把地面皮带运输系统的重要部位的实时图像通过光缆传到集控室，在集控室安装一台数字液晶显示器和一台IBM视频服务器，完成传来的视频信号处理。

12路视频信号经过视频服务器处理后，分别显示在42吋液晶显示器上。

四、控制系统主要功能与特点

（一）地面控制中心

1.冗余功能

地面控制中心采用主、从计算机实现双机热备用，当其中一台计算机出现故障时，可自动切换到另一台计算机，以防止数据丢失或控制失控。

2.系统容量

系统输入/输出点位能够满足可采集500个以上的监控点；巡检周期符合行业

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

规定。

3.扩展功能

选择的计算机和系统软件留有备用容量和接口，可以很方便地进行扩展（如增加胶带机的保护装置）；分布式系统结构具有良好的扩展性，（如胶带机随生产的发展增多，可方便的增加胶带机监控分站）。

4.打印功能

能实时或按时间段打印各胶带机和相关设备的运行参数（如运行时间、电。

机电流等）和运行状态（如胶带机开停状态、故障类型、故障发生时间等）5.控制功能

具有远程启动、停止、复位功能，并可进行地面远程编程、故障（保护）屏蔽及控制方式转换、给煤机点动操作等功能控制。

6.显示功能

能实时显示各胶带机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切换；当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后，给出语音、文字告警提示。

7.系统软件

系统平台为WINDOWSXP操作系统，应用软件采用INTOUCH组态软件，人机界面友好，便于系统程序员修改和维护。

控制软件采用西门子公司的STEP7V5.4编程软件。

8.数据统计、汇总

对数据进行综合处理，满足报表统计、曲线图、柱状图显示并能打印输出。

9.网络功能

无缝纳入全矿计算机局域网，供矿调度室、矿领导及有关部门随时掌握地面煤流运输系统工况。

10.掉电保护

为防止系统突然断电造成系统数据的丢失以及控制失控，采用3KVAUPS供电，保证系统不间断运行。

UPS能够为系统提供2小时的连续供电要求。

（二）控制模式

为了满足日常运行、检修、故障处理等需要，具备四种控制模式：

远方自动、远方手动、就地和检修。

操作人员可采用不同方式控制各条胶带机的启动和

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案:

停止。

控制方式有五种1.集中控制在这种方式下，主要有以下二种操作模式：

（1）远方自动这种控制方式下，操作人员通过地面集控室的工控机或者通过设置在现场在相应的皮带组无报警的集中操作台发送控制指令，实现各皮带组的顺序控制。

实现皮带的顺序启动和停止。

这种控制方式为主要控制方式，正常情况情况下，下，系统都以集中自动控制方式对皮带进行控制。

皮带运输集中操作台

（2）远方手动

这种控制方式为单台皮带或相关设备的启停，皮带组或给煤机的闭锁关系无效，主要是在检修时在地面集控室通过工控机或者设置在现场的集中操作台对皮带机试运行。

在这种控制方式下，给煤机在皮带不运行的情况下仍可以起动，皮带在受煤皮带不运行时也可以起动。

因此，操作人员必须保证相应给煤机或皮带处于无煤状态，否则会发生堆煤事故。

2.就地控制

操作人员可分别在各条胶带机头通过就地控制箱控制胶

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案带机的起、停。

皮带组的闭锁关系及皮带和给煤机的闭锁关系有效。

检修3.

皮带组的闭锁关这种方式为单台皮带、给煤机和振动筛及相关设备的启停，主要用于皮带系及皮带和给煤机的闭锁关系无效，它是在分站对皮带进行控制，否则检修。

在这种方式下，操作人员必须保证相应给煤机和皮带处于无煤状态，会发生堆煤事故。

4.控制方式变换切换开关进行转换，使得三集控就地//检修可以通过胶带机就地控制箱种控制方式互为备用、互相闭锁，提高系统的可靠性、安全性和灵活性。

5.后部闭锁具有同煤流方向相互闭锁功能，实现逆煤流开，顺煤流停。

6.启动方式以上胶带电机采用软启动方式。

30KW现场（三）显示功能工况图显示1.

工况图动态显示整个系统所有胶带机、给煤机、转载胶带运行的工况，以及主要保护有关参数信息。

2.信息图显示

实时显示胶带机、给煤机开/停状态和煤仓煤位高度。

如胶带机开停状态、检修状态及运行速度，拖动电机电压、电流、开机时间、停机时间等参数。

3.故障及保护显示

同时实时显示胶带机和各种保护传感器的工作状态，显示胶带机的故障类型，分站之间通信是否异常。

4.历史查询

电机电流、电机温度、带速历史趋势图查看、相关数据报表显示和历史数据查询。

（四）保护功能

符合煤炭安全规程对皮带机保护的六项措施。

系统具有胶带机低速打滑、机头堆煤，满仓，超温洒水，烟雾，滚筒超温，沿线急停和跑偏保护。

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

当任一胶带机出现紧急停车故障时，如打滑、超温、闭锁、堆煤、重跑偏或按下急停按钮等，则该分站将紧急停车，同时将信号传给主站；主站接收到该分站急停后，自动将与该皮带有闭锁关系的设备停止运行。

五、生产系统主要控制监测设备、IO统计表、皮带保护

（一）受控设备

皮带运输系统纳入集控的设

皮带参电机参受控设备名30K380V倾14.长150.41原煤皮4K380V1长11.52手选矸石皮倾30K72.312块煤皮倾10.7380V长55K3380V末煤皮长123.51，倾14.17.5K4长可逆皮16380V倾2

1.5K5可逆皮带行走电动2380V

矸石仓电液动扇形16

17块煤仓电液动扇形18末煤仓电液动扇形1

92末煤仓电液动扇形1

矸石10120T

块煤11400T1

12末煤114000T

113末煤24000T

1永磁除铁14

圆振动115台套16

空气炮1

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福兴煤矿地面皮带运输系统方案

（二）IO统计表

皮带运输系统IO统计表

数类D

设备

受控设备名称

量

说明型

说明O

集控/就地/检修、运行、故障、

启动

原煤皮带

°原煤皮带50.4m/14.3

1

18拉线、轻跑偏、重跑偏、堵塞、

停止5预告

就地

台

DI撕裂、速度、洒水开、洒水关、

洒水开