福興煤礦皮帶集控系統(tǒng)設(shè)計方案110620要點

1、福興煤礦地面皮帶運輸系統(tǒng)方案-15-山東省棗莊市嶧城區(qū)福興煤礦地面皮帶集控系統(tǒng)技術(shù)方徐州上若科技有限公司二 O 一一年六月一、總則本方案是針對煤礦地面皮帶運輸及工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)要求，并充分考慮其先進性、安全性、可靠性及安裝、使用和維護的方便而設(shè)計。（一）設(shè)計依據(jù)（1）MT209煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求（2）MT571.1煤礦用帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)（3）MT817煤礦用帶式輸送機電控裝置（4）MT872煤礦用帶式輸送機保護裝置技術(shù)條件（5）煤礦安全規(guī)程（6）福興煤礦皮帶運輸系統(tǒng)工藝流程圖（二）設(shè)計原則（1）控制系統(tǒng)由地面集中控制中心、現(xiàn)場 PLC監(jiān)控主站、就地控制分站和視

2、頻 監(jiān)視系統(tǒng)組成。（2）解決就地控制存在的事故隱患，減少各設(shè)備之間相互脫節(jié)、無法充分發(fā)揮 效率的缺點。實現(xiàn)就地?zé)o人操作，僅設(shè)巡檢人員。（3）本系統(tǒng)采用分布式控制（DCS系統(tǒng)），結(jié)構(gòu)合理，信息共享，實現(xiàn)提高指揮 效率和生產(chǎn)率，達到減人提效的目的。（4）系統(tǒng)能與礦井綜合自動化系統(tǒng)無縫集成。（5）保證整個系統(tǒng)運行可靠、故障率低、維護方便和修改靈活。（6）系統(tǒng)具有靈活和可靠的控制功能，簡單實用，易于掌握，人機界面友好， 充分考慮現(xiàn)場運行、檢修要求。（7）系統(tǒng)具有自診斷功能，報警時可以語音、圖像顯示等功能實現(xiàn)。（8）系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)采集、處理及多種顯示功能。（9）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，為系統(tǒng)今后的完善、提高留有

3、充裕的擴展容量。（三）達到的技術(shù)水平和實現(xiàn)的目標（1）實現(xiàn)地面集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動化控制系統(tǒng)體系。（2）立足于高起點、高技術(shù)和高質(zhì)量，將計算機控制系統(tǒng)和工業(yè)電視相結(jié)合， 實現(xiàn)以“集中控制為主，就地操作為輔”的控制模式，保證系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠 性。（3）系統(tǒng)技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。提高開機率和管理水平，減少操作人員和工 人的勞動強度，并無縫接入礦井現(xiàn)有的綜合自動化系統(tǒng)。（4）實現(xiàn)地面運輸膠帶機運輸?shù)拈L距離、多點位信息傳輸和集中監(jiān)測監(jiān)控。具 有在線監(jiān)測、分析及完善的保護和報警功能。（5）通俗易懂的梯形圖編程語言，現(xiàn)場技術(shù)人員可在最短的時間內(nèi)掌握編程技 術(shù)。（6）采用國際先進的的組

4、態(tài)軟件 INTOUCH動態(tài)畫面美觀，修改靈活，數(shù)據(jù)保 存時間長。（7）與視頻監(jiān)視相結(jié)合，有機的完成可視化管理的先進理念。（四）承諾（1）系統(tǒng)技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。（2）實現(xiàn)地面皮帶運輸機的遠程集中控制、可視化和語音通話。（3）保證系統(tǒng)安全可靠運行。最終實現(xiàn)礦提出的各項技術(shù)指標和要求。（4）免費培訓(xùn)現(xiàn)場工程技術(shù)人員，最終達到基本掌握系統(tǒng)硬件的組成和基本原 理。（5）當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，技術(shù)人員可在 24小時內(nèi)到達現(xiàn)場。（6）對礦提供優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)。二、系統(tǒng)概述根據(jù)現(xiàn)場實際使用要求，達到安全可靠運行以及減人提效目的， 由徐州上若 科技有限公司采用以太網(wǎng)通信技術(shù)、 現(xiàn)場總線技術(shù)，通過集中控制和工業(yè)電視

5、相 結(jié)合，對相關(guān)設(shè)備進行監(jiān)控監(jiān)測。三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)針對礦井地面煤流運輸生產(chǎn)系統(tǒng)的特點， 按照以“集控室集中監(jiān)控為主，現(xiàn) 場就地控制箱操作為輔”的原則，提出以下設(shè)計方案。（一）控制設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場實際分布情況，利用光纖、電纜組成混合現(xiàn)場總線，實現(xiàn)對礦井 地面主煤流運輸系統(tǒng)及視頻的監(jiān)測監(jiān)控。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要由集控室監(jiān)控中心，傳輸線路，就地控制分站和給煤機、 煤倉煤位、保護傳感器信號等構(gòu)成。（二）控制系統(tǒng)組成地面運輸皮帶集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:防畑視嵋癥鋌圖1地面運輸皮帶集中控制系統(tǒng)（1）地面控制中心地面控制中心設(shè)置在集控室，主要通過計算機和監(jiān)視微機對膠帶運輸機監(jiān)視 和集中控制。主要設(shè)備和設(shè)施包括工業(yè)控

6、制計算機、22顯示器、42吋視頻監(jiān)視顯示器、網(wǎng)絡(luò)通信、不間斷電源等。（2）遠距離通訊傳輸系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場總線由光纖、雙絞線、集線器和網(wǎng)絡(luò)連接器等組成。（3）地面控制及信號采集裝置地面控制及信號采集裝置由兩部分組成，KJC-6型膠帶輸送機集中控制柜。 該裝置控制核心部分采用德國西門子公司生產(chǎn)的S7-300可編程控制器，其他主要元件均采用進口元件。KJC-6型膠帶輸送機集中控制柜結(jié)合相應(yīng)配套的傳感器、控制器、網(wǎng)絡(luò)組件等完成對膠帶機和給煤機的就地、遠程控制。（4）保護和檢測裝置 堆煤保護 低速打滑保護 跑偏保護 煙霧保護 超溫灑水保護 煤位連續(xù)測量 電流和電壓（5）工業(yè)電視本系統(tǒng)主要由工業(yè)攝像設(shè)備、控制

7、設(shè)備、顯示設(shè)備、傳輸設(shè)備、光纜等組成。主要包括攝像機、監(jiān)視器、轉(zhuǎn)換器、光纖和控制器等。工業(yè)攝像設(shè)備采用常州裕華低照度低噪聲KBA121B礦用本安型光纖攝像儀。配備12臺礦用攝像儀，把地面 皮帶運輸系統(tǒng)的重要部位的實時圖像通過光纜傳到集控室，在集控室安裝一臺數(shù) 字液晶顯示器和一臺IBM視頻服務(wù)器，完成傳來的視頻信號處理。12路視頻信號 經(jīng)過視頻服務(wù)器處理后，分別顯示在42吋液晶顯示器上。四、控制系統(tǒng)主要功能與特點（一）地面控制中心1. 冗余功能地面控制中心采用主、從計算機實現(xiàn)雙機熱備用，當(dāng)其中一臺計算機出現(xiàn)故 障時，可自動切換到另一臺計算機，以防止數(shù)據(jù)丟失或控制失控。2. 系統(tǒng)容量系統(tǒng)輸入/輸出

8、點位能夠滿足可采集500個以上的監(jiān)控點；巡檢周期符合行業(yè) 規(guī)定。3. 擴展功能選擇的計算機和系統(tǒng)軟件留有備用容量和接口， 可以很方便地進行擴展（如 增加膠帶機的保護裝置）；分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的擴展性，（如膠帶機隨生產(chǎn) 的發(fā)展增多，可方便的增加膠帶機監(jiān)控分站）。4. 打印功能能實時或按時間段打印各膠帶機和相關(guān)設(shè)備的運行參數(shù)（如運行時間、電 機電流等）和運行狀態(tài)（如膠帶機開停狀態(tài)、故障類型、故障發(fā)生時間等）。5. 控制功能具有遠程啟動、停止、復(fù)位功能，并可進行地面遠程編程、故障（保護）屏 蔽及控制方式轉(zhuǎn)換、給煤機點動操作等功能控制。6. 顯示功能能實時顯示各膠帶機、相關(guān)設(shè)施及所有信號狀況，并能

9、方便地進行多畫面切 換；當(dāng)被測參數(shù)超限、保護動作及設(shè)備運行狀態(tài)改變后，給出語音、文字告警提 示。7. 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)平臺為 WINDOWS XP作系統(tǒng)，應(yīng)用軟件采用INTOUC組態(tài)軟件，人機 界面友好，便于系統(tǒng)程序員修改和維護?？刂栖浖捎梦鏖T子公司的STEP7V5.4 編程軟件。&數(shù)據(jù)統(tǒng)計、匯總對數(shù)據(jù)進行綜合處理，滿足報表統(tǒng)計、曲線圖、柱狀圖顯示并能打印輸出。9. 網(wǎng)絡(luò)功能無縫納入全礦計算機局域網(wǎng)，供礦調(diào)度室、礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門隨時掌握地面 煤流運輸系統(tǒng)工況。10. 掉電保護為防止系統(tǒng)突然斷電造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失以及控制失控，采用3KVAUPS供電，保證系統(tǒng)不間斷運行。UPS能夠為系統(tǒng)提供2小時的

10、連續(xù)供電要求。（二）控制模式為了滿足日常運行、檢修、故障處理等需要，具備四種控制模式：遠方自 動、遠方手動、就地和檢修。操作人員可采用不同方式控制各條膠帶機的啟動和停止?？刂品绞接形宸N：1集中控制在這種方式下，主要有以下二種操作模式：（1）遠方自動這種控制方式下，操作人員通過地面集控室的工控機或者通過設(shè)置在現(xiàn)場的集中操作臺發(fā)送控制指令，實現(xiàn)各皮帶組的順序控制。在相應(yīng)的皮帶組無報警 情況下，實現(xiàn)皮帶的順序啟動和停止。這種控制方式為主要控制方式，正常情況 下，系統(tǒng)都以集中自動控制方式對皮帶進行控制。皮帶運輸集中操作臺（2）遠方手動這種控制方式為單臺皮帶或相關(guān)設(shè)備的啟停，皮帶組或給煤機的閉鎖關(guān)系 無

11、效，主要是在檢修時在地面集控室通過工控機或者設(shè)置在現(xiàn)場的集中操作臺對 皮帶機試運行。在這種控制方式下，給煤機在皮帶不運行的情況下仍可以起動， 皮帶在受煤皮帶不運行時也可以起動。 因此，操作人員必須保證相應(yīng)給煤機或皮 帶處于無煤狀態(tài)，否則會發(fā)生堆煤事故。2就地控制操作人員可分別在各條膠帶機頭通過就地控制箱控制膠 帶機的起、停。皮帶組的閉鎖關(guān)系及皮帶和給煤機的閉鎖關(guān)系有效。3. 檢修這種方式為單臺皮帶、給煤機和振動篩及相關(guān)設(shè)備的啟停， 皮帶組的閉鎖關(guān) 系及皮帶和給煤機的閉鎖關(guān)系無效， 它是在分站對皮帶進行控制，主要用于皮帶 檢修。在這種方式下，操作人員必須保證相應(yīng)給煤機和皮帶處于無煤狀態(tài)， 否則

12、會發(fā)生堆煤事故。4. 控制方式變換可以通過膠帶機就地控制箱 就地/集控/檢修 切換開關(guān)進行轉(zhuǎn)換，使得三 種控制方式互為備用、互相閉鎖，提高系統(tǒng)的可靠性、安全性和靈活性。5. 后部閉鎖具有同煤流方向相互閉鎖功能，實現(xiàn)逆煤流開，順煤流停。6. 啟動方式現(xiàn)場30KW以上膠帶電機采用軟啟動方式。（三）顯示功能1. 工況圖顯示工況圖動態(tài)顯示整個系統(tǒng)所有膠帶機、給煤機、轉(zhuǎn)載 膠帶運行的工況，以及主要保護有關(guān)參數(shù)信息。2. 信息圖顯示實時顯示膠帶機、給煤機開/停狀態(tài)和煤倉煤位高度。如膠帶機開停狀態(tài)、 檢修狀態(tài)及運行速度，拖動電機電壓、電流、開機時間、停機時間等參數(shù)。3. 故障及保護顯示同時實時顯示膠帶機和各

13、種保護傳感器的工作狀態(tài)，顯示膠帶機的故障類 型，分站之間通信是否異常。4. 歷史查詢電機電流、電機溫度、帶速歷史趨勢圖查看、相關(guān)數(shù)據(jù)報表顯示和歷史數(shù) 據(jù)查詢。（四）保護功能符合煤炭安全規(guī)程對皮帶機保護的六項措施。系統(tǒng)具有膠帶機低速打滑、機頭堆煤，滿倉，超溫灑水，煙霧，滾筒超溫，沿線急停和跑偏保護。當(dāng)任一膠帶機出現(xiàn)緊急停車故障時，如打滑、超溫、閉鎖、堆煤、重跑偏或 按下急停按鈕等，則該分站將緊急停車， 同時將信號傳給主站；主站接收到該分 站急停后，自動將與該皮帶有閉鎖關(guān)系的設(shè)備停止運行。五、生產(chǎn)系統(tǒng)主要控制監(jiān)測設(shè)備、10統(tǒng)計表、皮帶保護（一）受控設(shè)備皮帶運輸系統(tǒng)納入集控的設(shè)備序 號受控設(shè)備名稱數(shù)

14、 量單 位皮帶參數(shù)電機參數(shù)1原煤皮帶1臺長度50.4m,傾角14.3 30KW 380V2手選矸石皮帶1臺長度11.5m，傾角04KW 380V2塊煤皮帶1臺長度72.3m，傾角10.72 30KW 380V3末煤皮帶1臺長度 123.5m,傾角 14.11 55KW 380V4可逆皮帶2臺長度16m傾角07.5KW，380V5可逆皮帶行走電動機2 :臺1.5KW，380V6矸石倉電液動扇形門1 I扇7塊煤倉電液動扇形門1扇81#末煤倉電液動扇形門1 1扇92#末煤倉電液動扇形門1 1扇10矸石倉1座20T11塊煤倉1 :座400T121#末煤倉1 I座4000T132#末煤倉1座4000T1

15、4永磁除鐵器1 :臺15圓振動篩1 I臺16空氣炮1套（二） 10統(tǒng)計表皮帶運輸系統(tǒng)10統(tǒng)計表設(shè)備受控設(shè)備名稱數(shù) 量類 型說明D0說明原煤 皮帶 就地 控制 箱原煤皮帶 50.4m/14.3 1臺18DI集控/就地/檢修、運行、故障、 拉線、輕跑偏、重跑偏、堵塞、 撕裂、速度、灑水開、灑水關(guān)、 煙霧、啟動、停止、預(yù)告、急停5啟動 停止 預(yù)告 灑水開灑水關(guān)永磁除鐵器1臺4DI運行、故障、啟動、停止2啟動 停止手選 矸石 皮帶 就地 控制 箱手選矸石皮帶11.5m/0 1臺9DI集控/就地/檢修、運行、故障、 啟動、停止、預(yù)告、急停3啟動 停止 預(yù)告圓振動篩1臺2DI運行、故障2啟動 停止矸石倉電

16、液動扇形門1扇5DI開到位、關(guān)到位、開、關(guān)、 故障2開 關(guān)塊煤 皮帶 就地 控制 箱塊煤皮帶 72.3m/10.72 1臺18DI集控/就地/檢修、運行、故障、 拉線、輕跑偏、重跑偏、堵塞、 撕裂、速度、煙霧、灑水開、灑 水關(guān)、啟動、停止、預(yù)告、急停5啟動 停止 預(yù)告 灑水開灑水關(guān)塊煤倉電液動扇形門1扇5DI開到位、關(guān)到位、開、關(guān)、故障2開 關(guān)塊煤倉1座1AI煤位-末煤 皮帶 就地 控制 箱末煤皮帶123.5m/14.1 1臺17DI集控/就地/檢修、運行、故障、 拉線、輕跑偏、重跑偏、堵塞、 撕裂、速度、煙霧、灑水開、灑 水關(guān)、啟動、停止、預(yù)告、急停5啟動 停止 預(yù)告 灑水開灑水關(guān)可逆皮帶1

17、6m 0 2臺6DI啟動、停止、故障4啟動 停止可逆皮帶行走電動機2臺4DI啟動、停止4啟動 停止末煤倉電液動扇形門2扇10DI開到位、關(guān)到位、開、關(guān)、故障4開 關(guān)末煤倉2座2AI煤位-空氣炮1部1DI開1開（三）皮帶保護對于長度超過30米的膠帶輸送機設(shè)拉繩開關(guān)、跑偏開關(guān)保護，長度超過80米的膠帶輸 送機設(shè)兩級跑偏開關(guān)保護； 對于長度超過70米，頃角大于14度的膠帶輸送機設(shè)速度保護及 打滑檢測裝置。單條皮帶基本配置圖1）在原煤皮帶、塊煤皮帶、末煤皮帶機頭處設(shè)置速度傳感器，用以檢測皮 帶速度，當(dāng)皮帶發(fā)生打滑、超速等故障時，發(fā)出聲光報警并控制停車。2）在每條皮帶轉(zhuǎn)載點落煤處設(shè)置堆煤傳感器，用以對皮

18、帶進行堆煤保護， 當(dāng)發(fā)生堆煤故障時發(fā)出聲光報警并控制停車。3） 沿原煤皮帶、塊煤皮帶、各設(shè)置1臺急停閉鎖開關(guān)，沿末煤皮帶設(shè)置 2 臺急停閉鎖開關(guān)，當(dāng)發(fā)生異常時，在皮帶任何地方拉動拉繩，發(fā)出聲光報警并控制停車；每條皮帶至少在機頭機尾各設(shè)一個急停閉鎖開關(guān)。4） 沿原煤皮帶、塊煤皮帶、各設(shè)置 2對跑偏開關(guān)，沿末煤皮帶設(shè)置4對跑 偏開關(guān)，1級跑偏報警，2級跑偏停車。5）煙霧報警裝置煙霧保護裝置是當(dāng)帶式輸送機周圍有煙霧生成，并達到一定濃度時，保護器 自動發(fā)出聲光報警，并自動停機。懸掛于皮帶漲緊段，距上皮帶上方0.60.8m， 同時在風(fēng)流下行方向距驅(qū)動滾筒 5m內(nèi)的下風(fēng)口處。6）預(yù)警裝置皮帶沿線設(shè)置聲光報

19、警器，作為起動、停止預(yù)告信號表1設(shè)備傳感器配置序號設(shè)備名稱長度（m）拉繩開關(guān)皮帶跑偏堆煤開關(guān)速度預(yù)告電鈴煙霧開關(guān)超聲 波煤 位溫 度1原煤皮帶50.412111122手選矸石皮帶11.50000123塊煤皮帶72.312111124末煤皮帶123.524111125可逆皮帶116126可逆皮帶216127矸石倉（1座）18塊煤倉（1座）19末煤倉（2座）210小計289.7483363412（四）就地控制箱現(xiàn)場設(shè)備配置就地控制箱，主要作用是提供靈活的控制功能， 控制箱上有工 作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在“集控”位置時，該設(shè)備由集控系統(tǒng)控制，現(xiàn)場 不可以開車；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在“就地”位置，設(shè)備由崗位

20、操作人員就地控制；當(dāng)轉(zhuǎn) 換開關(guān)在“檢修”位置時，這種方式為單臺皮帶、給煤機和振動篩及相關(guān)設(shè)備的 啟停，皮帶組的閉鎖關(guān)系及皮帶和給煤機的閉鎖關(guān)系無效，它是在分站對皮帶進行控制，主要用于皮帶檢修。在這種方式下，操作人員必須保證相應(yīng)給煤機和皮 帶處于無煤狀態(tài)，否則會發(fā)生堆煤事故。表：2就地控制箱配置名稱安裝位置數(shù)量（個）原煤皮帶就地控制箱（單設(shè)備）原煤皮帶機頭1手選皮帶就地控制箱（單設(shè)備）手選矸石皮帶機頭1塊煤皮帶就地控制箱（單設(shè)備）塊煤皮帶機頭1末煤皮帶就地控制箱（單設(shè)備）末煤皮帶機頭1可逆皮帶就地控制箱（單設(shè)備）末煤倉上部2可逆皮帶行走電動機（單設(shè)備）末煤倉上部2圓振動篩就地控制箱（單設(shè)備）圓振

21、動篩1電液動扇形門（正反轉(zhuǎn)設(shè)備）相應(yīng)煤倉4空氣炮就地控制箱（單設(shè)備）相應(yīng)煤倉1除鐵器（單設(shè)備）原煤皮帶機頭1七、設(shè)備清單序號名稱規(guī)格和型號數(shù)量單位生產(chǎn)廠家A、集控室設(shè)備1工控機雙核2.0G/2G/250G/雙網(wǎng)卡/22LCD/ 音箱2套研祥2液晶顯示器42吋1臺三星3視頻服務(wù)器1臺IBM4操作系統(tǒng)Win dows XP2套微軟5監(jiān)控軟件1套徐州上若6組態(tài)軟件INTOUCH 9.52套Won derware7不間斷電源UPS3KVA1臺山特8數(shù)據(jù)光端機DC24V2只東土9以太網(wǎng)交換機1臺D-Li nk10打印機HP laser A41臺HP11防雷插座DXH06-Z5/7K1個r*. 曰天12附件水晶頭、網(wǎng)線、網(wǎng)線鉗、萬用表、 電工工具包、尾纖等1套徐州上若B、PLC控制臺（主站）1集中控制臺KJC-6 （帶進口觸摸屏）1臺徐州上若C、現(xiàn)場設(shè)備1地面控制箱（單設(shè)備）11臺2地面控制箱（正反轉(zhuǎn)設(shè)備）4臺3急停閉鎖開關(guān)4臺4塑料護套鋼絲繩$ 30.4Km5跑偏開關(guān)8臺6堵煤開關(guān)3套7速度傳感器3只8擴音電話6個9電鈴6個10煤倉煤位傳感器（雷達）LR2604臺SIEMENS11電磁閥3只12水幕噴頭3套13溫度傳感器PT0012根14煙霧傳感器3只15電機軟啟動保護裝置施耐德3套16電動機綜合保護器12臺17防爆攝像儀K