KTC150通讯控制保护可视一体化系统1.docx
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KTC150通讯控制保护可视一体化系统1
KTC150通讯控制保护可视一体化系统
（一）、产品技术介绍（KTC150）
KTC150井下通讯、控制、保护系统是我公司在KTC101工作面及胶带机通讯、控制一体化系统基础上，重新开发研制的新一代产品。
可实现综采、综掘工作面；顺槽、固定胶带机等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。
系统采用的是嵌入式技术，上位机采用工业计算机，并配有3路以太网接口、6路USB接口和5路RS486接口，可以与外界计算机或其他通讯方式的设备配接实现信息共享。
从工作面到顺槽；从单条运输胶带到整个矿井的所有固定胶带机运输系统；从简单的头尾搭接到“丁”字型、“山”字型搭接；从设备启、停控制到工作电流、电压显示、皮带速度检测和显示、煤仓煤位检测、显示、高低煤位停机；油温、油压、轴温等的检测和显示及计算机远程传输通信；故障自诊断；顺煤流起车；变频调速等等，KTC150可以为您提供全套的节能降耗解决方案。
具有如下特点：
ØKTC150系统单控制器可同时控制工作面和多条皮带。
能实现对煤矿井下皮带运输系统、综采工作面三机、工作面负荷信息、泵站的集中控制和就地控制，能实现工作面沿线的启车预警、语音通话、急停闭锁、远停等功能，同时可以实现开关电流检测等，有“集控”、“就地”、”检修”、“点动”等方式。
Ø
Ø单沿线无中继时达到4公里。
（每增加一个中继器，可扩展4公里）。
如采用枝状控制，无中继可达8公里。
Ø
Ø可以监测沿线十路以上模拟量或数字量视频信息，做到无人化和可视化控制。
Ø
Ø可以监测其它设备运行状态，并在画面上实时显示。
Ø
Ø可以通过数据通信监测其它设备运行状态，并打包整体上传给调度室。
Ø
Ø采用19寸彩色液晶显示屏，以彩色图形、动画、汉字的形式给出设备的运行状态，无论是参数设定还是故障显示，都非常直观和生动，极大提高了现场故障排查的速度。
Ø
Ø内置高性能工业控制计算机，配有3路以太网接口、6路USB接口和5路RS485接口。
Ø
Ø带有本安键盘和鼠标触摸区，可以运行组态现场绘制人机交互界面，完成“二次开发”。
Ø
Ø隔爆兼本质安全型电源模块采用外置结构，输入输出采用快插式，模块易于更换；每个电源模块带有工作指示灯，便于故障处理及分析。
Ø
Ø组合扩音电话、急停闭锁和输入输出全部采用不锈钢材质。
Ø
Ø组合扩音电话闭锁按钮及急停开关闭锁按钮无机械微动开关，触点于闭锁模块内置。
Ø
Ø矿用通信电缆插头护套采用不锈钢材质防护，使插头不易折断。
Ø
Ø无线通信技术，可连接无线跑偏传感器。
Ø
同时，KTC150通讯控制系统，包含KTC101通讯控制系统全部功能和特点，并且KTC150-Z主控制器与KTC101系统的组合扩音电话和电缆完全兼容。
KTC150-Z主控制器与KTC101-Z控制器中的中位机模块完全相同，沿线输入输出中的下位机组件、控制器和组合扩音电话里的语言处理模块也完全相同，只是闭锁模块不同，不可互换。
（二）、KTC150系统主要设备
1．KTC150型井下集中控制中心（隔爆兼本质安全型；防护等级IP54）
●主控为防爆计算机（Win-XP），19吋彩色液晶屏动画、图形、汉字显示，内嵌亚控组态软件。
●主控器箱内输出20路，输入48路；两条沿线上输出120路，输入120路。
●单沿线控制、通讯距离4公里；（两条沿线控制、通讯距离8公里）。
●具有系统自检、故障语言报警和位置显示功能。
●具有强制闭锁、报警和位置显示功能。
●计算机带有RS2485串行接口和RJ45网口（ModbusTCP）的连接，与全矿井监控系统无缝连接。
●带有远控、就地、检修、点动等方式。
●单控制器可同时控制工作面和多条胶带机。
●输入：
AC127V（＋10%～－25%）；160W
●输出：
2×DC18V（780mA）；2×DC12V（1A）；2×DC5V（1.2A）；
●尺寸：
长*宽*高（750*550*900mm）
●安装位置：
区域控制皮带机头或关键点、区域控制工作面变电列车
2．KTC101-Z型控制器（本质安全型；防护等级IP54）
●主控为嵌入式计算机（PC340），10.4吋彩色液晶屏动画、图形、汉字显示。
●主控器箱内输出20路，输入48路；两条沿线上输出120路，输入120路。
●单沿线控制、通讯距离4公里；（两条沿线控制、通讯距离8公里）。
●具有系统自检、故障语言报警和位置显示功能。
●具有强制闭锁、报警和位置显示功能。
●计算机带有RS232/485等串行接口的连接，与全矿井监控系统无缝连接。
●带有远控、就地、检修、点动等方式。
●单控制器可同时控制工作面和多条胶带机。
●安装位置：
皮带机头或关键点、工作面变电列车。
3．KDW101型电源箱（隔爆兼本质安全型）
●输入：
AC127V（＋10%～－25%）；160W
●输出：
2×DC18V（780mA）；2×DC12V（1A）；2×DC5V（1.2A）；
●安装位置：
配套KTC101-Z主控制器使用放置在皮带机头或关键点、工作面变电列车
4．KTK101-2型系列扩音电话（本质安全型；防护等级IP54）
●工作电压：
DC18V（＋10%～－25%），工作电流≤35mA。
●电池充电电流：
15~30mA；电池容量：
500mAh。
●失真度：
不大于8%。
●功率：
1.6W；声强107dB（双向放音）。
●安装位置：
皮带沿线，皮带安装架，每200米设置一台。
5．KHJ15/18-1-H型组合急停闭锁开关（本质安全型；防护等级IP54）
●额定工作电压：
18V。
●额定工作电流≤5mA。
●沿线急停闭锁。
●安装位置：
皮带沿线，皮带安装架，每200米设置一台。
6．MHYBV-7-1/2-XX煤矿用聚乙烯绝缘镀锌钢丝编织铠装聚氯乙烯护套通信电缆（本质安全型；接插件防护等级IP54）
●额定工作电压：
18V。
●额定工作电流≤5mA。
●7芯电缆，将音频、闭锁、拉线急停、数字通信、系统供电融为一体。
7．KFD101型智能终端（本质安全型；防护等级IP54）
●额定工作电压：
18V。
●额定工作电流≤15mA。
●接收、发送系统通讯信息。
●安装位置：
系统沿线末尾电话或闭锁按钮装置。
8．KJS101型本质安全型输入输出（本质安全型；防护等级IP54）
●额定工作电压：
18V。
●额定工作电流≤45mA。
●智能分站，带有输入输出（4、8、12路三种规格）。
●输出：
控制信号。
●输入：
传感器信号，反馈信号等。
●安装位置：
皮带机头位置,配合本质安全型就地按钮实现皮带就地控制。
9．系列传感器（本质安全型；防护等级IP54）
●额定工作电压：
18V/12V（堆煤、烟雾、速度、张力、物位、红外温度、雷达物位仪、油位、油温）；无源（跑偏、环境温度、纵撕）。
●输出：
无源开关量或模拟量。
10．音频服务器及调度台
●适用于建立30路以下电话调度的小型多媒体调度系统
●录音1500小时
●标准1U高机箱/2个1000M网口/嵌入式Linux通信主板，内置64G固态硬盘
●集成了高灵敏度的麦克风
●LED来电显示，人性化的拨号键盘设计，可单独与某一区域皮带通话
●用于指挥调度、广播喊话
●无手柄设计解放了调度员双手，为专业调度员而设计
●安装位置：
服务器安装在皮带集控调度室，终端设备安装在井下区域控制中心附近
（三）、典型应用场景
3.1工作面顺槽集中控制
很多矿工作面和顺槽皮带各采用1套KTC101系统控制，那么如果想在工作面控制器对顺槽皮带进行集中控制，单纯KTC101系统是无法做到的。
KTC150问世之后解决了这个问题，我们把KTC150-Z控制器放在工作面列车上控制器三机，然后顺槽仍然采用KTC101系统。
KTC150-Z控制器可以通过串口或光纤以太网采集KTC101系统数据，利用组态二次开发的功能，将顺槽的显示和控制绘制到KTC150控制器的交互界面上，从而通过通信方式实现了顺槽的启停控制。
3.1.2区域控制防爆计算机
KTC150控制器的通信接口是十分丰富的，包括3路以太网、6路USB和5路RS485接口。
利用这些通信接口我们可以将KTC150控制器当做一台“区域主机”与下属KTC101系统互连，从而实现在一台KTC150主机检测和控制区域内所有KTC101系统下属设备，同时由KTC150系统在将数据汇总，通过光纤环网传输给地面的监控主机。
当然，我们还可以在KTC150控制器上加入一些控制逻辑，像顺煤流起车、变频速度给定等。
（四）、典型配置方案说明
一．XX矿通讯控制系统配置方案
关于XX煤矿皮带加工作面系统的通讯、控制系统，我公司采用我公司最先进也是国际领先的KTC150通讯、控制系统，现就系统的配置进行如下说明：
1.现场概况：
总计3条皮带，长度分别是1号皮带75米,2号皮带195米,3号皮带300米；工作面设备破碎、转载、平巷运输机、前溜、后溜。
煤流方向是从工作面前/后溜到平巷运输机到转载到破碎到3号皮带到2号皮带再到1号皮带。
2、井下通讯控制系统配置：
1）、方案整体描述
根据实际的现场及矿上要求，我公司采用1套KTC150系统,双沿线控制，实现对3条胶带机和工作面设备通讯控制保护以及可视一体化系统的最优化配置，其中控制器（KTC150）安装在设备列车上，用CS1沿线来控制工作面的设备，用CS2沿线控制3条皮带。
2）、系统配置说明
主控制器作为整个系统的控制、检测、显示与预警中心；作为控制中心，它通过与胶带机开关的远控回路进行硬接线连接，再通过软件来实现对开关的控制，进而控制胶带机的启动和停止；作为检测中心，胶带机机头的皮带保护（速度、温度、烟雾、堆煤、跑偏、超温洒水）信号和电机开关的反馈信号都接入到控制器当中，系统还可以检测电机轴承温度、绕组温度、电机电流等（选配）；作为显示中心，它带有19寸的彩色的彩色液晶显示屏，显示界面友好，内容丰富，显示被控设备的运行状态、闭锁的位置、故障点、皮带保护状态等；作为预警中心，每个被控设备的启动和停止，主控制器都会发出预警信号，并且预警的时间与预警次数可灵活调整;电源箱是为系统供电的，电压等级为煤矿井下通用的AC127V。
本系统是采用单线快速接插件快速连接，主控制器与电源箱位置固定后，需要做的就是用我们公司特制的七芯矿用通信拉力电缆（MHYBV-7-X）与组合扩音电话连接起来，都是采用快速接插件的，安装非常方便、快捷，从控制器引线出来，CS2沿线：
控制3条皮带。
一台KTK101-2（HA）型组合扩音电话（此扩音电话具有语音通话、闭锁、拉线急停功能）和一台KHJ15/18-1-H型拉线急停闭锁开关（此闭锁开关具有闭锁、拉线急停功能）交替安装，台间距为100米，组合扩音电话具有通话、急停闭锁和拉线急停闭锁功能，拉线急停闭锁开关有急停闭锁和拉线急停闭锁功能，这样就实现了每100米一个拉线急停闭锁点，每200米一个通话点，在沿线各皮带机头安装KHJ15/18-1-IT按钮，分别实现在各机头对该皮带机就地启停的控制；在每个皮带机头安装1台KJS101-8矿用本质安全型输入输出，用于接皮带控制线及保护，在皮带机机尾安装跑偏和撕裂传感器的位置安装KTK101-2（AI）型组合扩音电话,该电话除了具有通话、闭锁和拉线急停闭锁功能外，还具有输入输出功能，用于接入跑偏和撕裂传感器信号；CS1沿线：
控制工作面设备。
工作面每隔15米用7芯电缆将扩音电话和闭锁交替安装。
在每条沿线的最末端安装智能终端，系统配置完成。
3）、视频安装配置：
在皮带搭接处安装3个防爆摄像头，防爆显示器和KTC150主机放在一起。
3.按照上述配置实现的功能：
1）3条皮带构成的运输线上的皮带机的集中控制，通过控制器上的键盘按键，一键顺序启动所有设备：
（逆煤流启动），一键顺序停止所有设备（顺煤流停止）各个设备直接具有联锁功能，下设备不启动，上设备不能启动，下设备停止，上设备必须停止。
2）
3）分布式控制，各皮带的就地、就近控制。
4）
3）系统具有详细的设备运行状态、故障信息、闭锁位置的显示功能，其中故障信息显示要精确到点，利于现场维护，设备运行状态显示要求具有动画和文字双重显示；
4）要求每条胶带机的机头机尾配置有煤安规程要求的八大保护（超速、欠速、断带、温度、烟雾、堆煤、撕裂、跑偏），且系统需具有超温或烟雾保护的自动洒水功能，每条皮带机头机尾安装一对跑偏传感器；对于长度较短的皮带保护可以根据需要决定是否安装。
5）预警功能：
被控设备的启动和停止前，系统都会发出语音预警，提醒现场工作人员注意安全，同时预警的时间与预警次数可调。
6）语音通话：
本系统无论是控制器还是扩音电话都带有半双工的通话功能，声强大于107分贝，信号异常清晰。
7）
8）急停闭锁功能：
每100米一台拉线急停闭锁，当发生突发事件需要紧急停车时，打下闭锁按钮，全线立即停车，这是对安全的一种保障，同时，如果有人在检修设备，为防止他人启动设备而造成人身伤害，此人仅需要打下就近的急停按钮，这时设备就启动不了，直到闭锁被恢复方可启动。
且该系统靠自身的7芯电缆可实现拉线急停。
9）
10）系统数据将来可通过矿上光线或者环网上传至调度室，在调度室显示井下设备的运行状态、故障信息，并能实现集中远程控制。
11）
12）在主机跟前可以看到皮带搭接处的煤流情况。
13）
10）天津华宁KTC150系统接收摄像信号为-TCP/IP网络信号。
11）天津华宁KTC150采集3个摄像仪上传的图像信息，可以在本机显示；
12）天津华宁KTC150可以提供视频输出接口。
13）一般情况下，KTC150显示组态画面。
14）特殊情况下，可以通过键盘切换将KTC150切换至视频显示模式。
二．XX矿运输系统配置方案
1.XX矿主运输自动化控制系统配置说明：
●该主运输自动化系统分为四层控制结构：
设备层（底层传感器）；本机控制层（KTC101控制器或KJS101智能下位机）；区域控制层（KTC150控制中心及集成控制软件）；监控调度控制层（井上工控机及集成控制软件）。
设备层和本机控制层通过电信号硬接线连接；本机控制层和区域控制层通过本系统扩展网络连接；区域控制层和监控调度层通过矿井工业环网网络连接。
因此网络结构是此系统的桥梁。
2．集控系统配置
3.系统配置说明：
◆运输皮带区域头部皮带机头设置一台KTC150型区域控制中心（西胶带配置一台；东、北区胶带配置一台；南区胶带配置一台。
均放置在南区配电控制室），用于完成四个运输区域皮带的井下集中控制、监测、数据显示。
数据通过RS485接口或以太网接口上传至地面监控室，用于地面监控。
（数据传输：
通过RS485或RJ45接口连接到环网交换机）
◆
◆井下运输区域其它皮带机头（西胶带二、三部皮带配置一台；东七1.2米皮带配置一台；南区二部皮带配置一台；北胶带机头配置一台）放置KTC101-Z本质安全型主控制器控制顺槽单条皮带沿线，通过RS485（备用接口）数据连接KTC150上位系统用于监测皮带机保护、启停状态、急停闭锁。
一台KDW101矿用隔爆兼本质安全型电源给主控制器及沿线电话供电。
其余皮带机头配置KJS101型智能下位机并配置就地启停按钮实现设备就地启停和保护采集。
具体配置详见配置示意图。
（数据传输：
通过RS485或RJ45接口连接到环网交换机）
◆
◆KTC150或KTC101系统的CS1或CS2沿线从本质安全型主控制器引出并且贯穿整个皮带沿线和工作面沿线，皮带沿线每100米安装一台KHJ15/18-1（H）型急停闭锁按钮和一台KTK101-2（HA）型组合扩音电话（安装位置：
皮带机安装架）用于完成每条运输皮带机沿线设备的启/停预警以及通话、闭锁、拉线急停功能。
◆
◆运输皮带机机头、中间、机尾、落煤点处、煤仓口设置皮带保护，机头（跑偏、堆煤、烟雾、温度、速度、超温洒水、张力——配合张紧装置）；机尾（跑偏、纵撕）；落煤点（堆煤、跑偏）；中间（跑偏）；煤仓口（雷达物位仪、堆煤）；入仓皮带（100米处设置防乘人保护）。
◆
3.XX矿系统配置：
系统配置说明：
◆工作面转载机机头设置一台KTC150型区域控制中心，用于完成工作面设备的集中控制、监测、数据显示。
数据通过以太网接口连接至环网交换机。
◆
◆顺槽皮带机头放置KTC101-Z本质安全型主控制器控制顺槽单条皮带沿线，通过RS485（备用接口）数据连接环网交换机。
◆
◆KTC150或KTC101系统的CS1或CS2沿线从本质安全型主控制器引出并且贯穿整个皮带沿线和工作面沿线，皮带沿线每100米安装一台KHJ15/18-1（H）型急停闭锁按钮和一台KTK101-2（HA）型组合扩音电话（安装位置：
皮带机安装架）用于完成每条运输皮带机沿线设备的启/停预警以及通话、闭锁、拉线急停功能。
◆
◆顺槽皮带机机头、中间、机尾设置皮带保护，机头（跑偏、堆煤、烟雾、温度、速度、超温洒水、张力——配合张紧装置）；机尾（跑偏、纵撕）；中间（跑偏）。
◆
◆工作面采面设置4台网络摄像机，采集工作面视频信号，通过光纤连接至环网交换机。
◆
◆顺槽皮带沿线在机头、机尾、中间设置3台网络摄像机，采集皮带机视频信号，通过光纤连接至环网交换机。
◆
◆KTC150通过环网交换机采集胶带机控制器KTC101信号、网络摄像机视频信号、采煤机、组合开关、变频控制等系统的信号，统一显示在19寸画面中，使KTC150成为井下工作面的一个控制中心，方便工人了解各个位置的实时状态。
◆
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