皮帶機(jī)集控系統(tǒng)方案

1、 煤礦井下皮帶集控系統(tǒng) 技術(shù)方案 上海躍爾自動(dòng)化科技有限公司 2014年01月15日 煤礦井下皮帶集控系統(tǒng)技術(shù)方案 一、項(xiàng)目概述為了提高礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，提高其安全性、可靠性，協(xié)調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)中各系統(tǒng)之間的關(guān)系，提高機(jī)械和電氣設(shè)備的利用率，提高安全生產(chǎn)和管理水平，需要對(duì)礦井生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行集中控制。該方案采用工業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和顯示，應(yīng)用PLC控制技術(shù)對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，采用視頻監(jiān)控技術(shù)對(duì)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況監(jiān)測。從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集中協(xié)調(diào)控制和節(jié)能的目的。二、 皮帶機(jī)集控系統(tǒng)集中控制主要設(shè)備清單：名稱技術(shù)參數(shù)備注井口1號(hào)主皮帶 800米 75KW 1臺(tái) 直接啟動(dòng)井口2號(hào)主

2、皮帶 1000米 75KW 1臺(tái)直接啟動(dòng)主井3號(hào)皮帶450米 55kw 1臺(tái) 直接啟動(dòng)右翼1號(hào)皮帶500米 55kw1臺(tái)直接啟動(dòng)右翼2號(hào)皮帶500米 55kw1臺(tái)直接啟動(dòng)左翼1號(hào)皮帶900米 55KW 2臺(tái)直接啟動(dòng)左翼2號(hào)皮帶700米 55kw 1臺(tái) 直接啟動(dòng)皮帶機(jī)井下布局圖根據(jù)以上動(dòng)力情況和設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件，設(shè)計(jì)控制方案 ，生產(chǎn)設(shè)備具備集中控制和手動(dòng)控制功能。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 2、設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求1、煤礦安全規(guī)程2005年版2、煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50215-943、可編程邏輯控制器編程語言標(biāo)準(zhǔn) IEC61131-34、國際可編程控制組態(tài)語言標(biāo)準(zhǔn) IEC11

3、31-35、電子設(shè)備用圖形符號(hào)GB/T5465-19968、工業(yè)控制用軟件評(píng)定準(zhǔn)則GB/T13423-19929、工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性GB/T13926-9210、可編程序控制器GB/T1596911、GB 3836.4-2000爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè)備要求12、爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求GB 3836.1-200013、煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT 209-9014、礦山電力設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50070-9415、調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng) 第2部分：一般要求低壓交流變頻電氣傳動(dòng)系統(tǒng)額定值的規(guī)定GB/T 12668.2-2002 16、煤礦

4、井下用電器設(shè)備 通用技術(shù)條件MT/T661-1997 17、調(diào)速電氣傳動(dòng)系統(tǒng) 第3部分：產(chǎn)品的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)及其特定的試驗(yàn)方法GB12668.3-2003 18 、電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-1993 四 系統(tǒng)功能1） 、設(shè)備間能實(shí)現(xiàn)集中控制，手動(dòng)、檢修功能。 集中控制方式下分為全自動(dòng)啟動(dòng)和半自動(dòng)啟動(dòng)方式。全自動(dòng)啟動(dòng)順序：按下全自動(dòng)啟動(dòng)按鈕（主井1號(hào)皮帶啟動(dòng)-主井2號(hào)皮帶啟動(dòng)-主井3號(hào)皮帶啟動(dòng)-右翼1號(hào)皮帶啟動(dòng)-右翼皮帶2號(hào)啟動(dòng)-左翼皮帶1號(hào)左翼皮帶2號(hào)啟動(dòng)），按下全自動(dòng)停機(jī)按鈕順序?yàn)轫樏毫魍C(jī)。 半自動(dòng)啟動(dòng)順序：按下半自動(dòng)啟動(dòng)按鈕（主井1號(hào)皮帶啟動(dòng)-主井2號(hào)皮帶啟動(dòng)-主井3號(hào)皮

5、帶啟動(dòng)），再按下右翼皮帶啟動(dòng)按鈕（右翼1號(hào)皮帶啟動(dòng)-右翼2皮帶啟動(dòng)），再按下左翼皮帶啟動(dòng)按鈕（左翼皮帶1號(hào)啟動(dòng)-左翼皮帶2號(hào)啟動(dòng)）。半自動(dòng)統(tǒng)計(jì)順序，按下左翼皮帶停止（左翼皮帶為順煤流停機(jī)），按下右翼皮帶停止按鈕（右翼皮帶為順煤流停機(jī)），按下半自動(dòng)停機(jī)按鈕（設(shè)備按照全自動(dòng)停機(jī)順序停機(jī)）、保護(hù)起作用。手動(dòng)控制方式下：皮帶機(jī)按照逆煤流順序單臺(tái)啟動(dòng)，按照順煤流單臺(tái)停止，保護(hù)有作用。檢修控制方式下：單條皮帶間沒有關(guān)聯(lián)作用，可任意啟停每條皮帶機(jī)，保護(hù)不起作用。2）、 能實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備、皮帶的狀態(tài)信息的監(jiān)控。3）、 具有故障記錄功能。4）、監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示并保存各種參數(shù)及狀態(tài)，對(duì)于模擬量參數(shù)可進(jìn)行圖形曲線

6、顯示，可隨時(shí)查看一段時(shí)期內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)。5)、系統(tǒng)具有通訊和故障報(bào)警功能。6）、系統(tǒng)留有通訊接口，可方便的與 全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 7）、地面中心計(jì)算機(jī)的圖表功能豐富，界面友好操作簡單。 五 電控系統(tǒng)組成及配置整個(gè)系統(tǒng)由就地控制箱、操作臺(tái)、工業(yè)監(jiān)控平臺(tái)、PLC集中控制箱 、防爆攝像儀、傳感器、通訊擴(kuò)音電話六部分組成，協(xié)調(diào)運(yùn)行，共同完成皮帶機(jī)系統(tǒng)集中控制。系統(tǒng)設(shè)備間關(guān)系：1） 就地控制箱就地控制箱由PLC模塊、電源模塊、7寸觸摸屏顯示、傳感器組成，控制箱具有檢修、手動(dòng)、自動(dòng)功能，對(duì)單條皮帶和轉(zhuǎn)載機(jī)、給煤機(jī)等進(jìn)行檢修控制，并與PLC集中控制箱實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。2） 操作臺(tái) 操作臺(tái)由按鈕、10寸觸摸

7、屏顯示、聲光報(bào)警、指示燈等組成，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)測，觸摸屏可直觀的對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示，按鈕等科對(duì)現(xiàn)場所有設(shè)備進(jìn)行集中控制，并與PLC集中控制箱進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。 3）PLC集中控制箱PLC集中控制箱由西門子PLC200、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等組成，完成對(duì)所有設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集，并與操作臺(tái)、就地控制箱、工業(yè)監(jiān)控平臺(tái)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，PLC集中控制箱是完成所有功能的核心部分，邏輯處理、數(shù)據(jù)分析等都在PLC集中控制箱中進(jìn)行。4） 傳感器該系統(tǒng)傳感器包括：跑偏傳感器、拉線急停傳感器、堆煤傳感器、煙霧傳感器、撕裂傳感器、打滑傳感器、速度傳感器、灑水電磁閥等組成。跑偏傳感器：50

8、米一對(duì)，當(dāng)皮帶跑偏后經(jīng)過延時(shí)確定后自動(dòng)停車。拉線急停傳感器：50米一對(duì)，在巡視員發(fā)現(xiàn)緊急狀況時(shí)，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行緊急停車，需要手動(dòng)復(fù)位。沿線閉鎖進(jìn)行對(duì)位顯示。堆煤傳感器：在機(jī)頭卸載處和放煤點(diǎn)設(shè)置一個(gè)堆煤傳感器，當(dāng)出現(xiàn)堆煤情況時(shí)觸動(dòng)堆煤傳感器經(jīng)延時(shí)可實(shí)現(xiàn)停車控制。 5）通訊擴(kuò)撥電話 在個(gè)設(shè)備就頂控制點(diǎn)配置一臺(tái)擴(kuò)撥電話，實(shí)現(xiàn)設(shè)備各設(shè)備間檢修人員對(duì)話功能并可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟停預(yù)警和故障報(bào)警。8） 單條皮帶觸摸屏顯示界面六、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)說明5.1 控制部分本方案的控制系統(tǒng)由PLC集中控制箱來完成。其控制核心采用西門子的S7-200可編程控制器(PLC)，通過PLC控制器采集傳感器的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)集中控制。

9、PLC集中控制箱還裝電源和繼電器等。功能和特點(diǎn)：a) 可編程控制器（PLC）PLC作為整套系統(tǒng)的控制核心（數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理）我們選用進(jìn)口名牌產(chǎn)品（西門子）。PLC具有：模塊化結(jié)構(gòu)：各I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時(shí)便于維修和更換；具有故障自診斷功能：PLC的掃描器和適配器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報(bào)警；PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)通過I/O模塊的狀態(tài)位偵測到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警；數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理：PLC可配置多種I/O輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、PT100溫度模塊、速度處理模塊、通訊模塊等，控制系統(tǒng)通過各種PLC模塊把驅(qū)動(dòng)設(shè)備、沿線

10、保護(hù)、煤倉倉位、皮帶速度、電機(jī)電流、電機(jī)溫度（電機(jī)內(nèi)置TP100時(shí)）等的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)采集顯示并加以處理，從而實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的起停、驅(qū)動(dòng)裝置的順序控制、皮帶保護(hù)和閉鎖及沿線報(bào)警等功能。b)工業(yè)計(jì)算機(jī)工業(yè)計(jì)算機(jī)作為整套系統(tǒng)的顯示核心我們選用進(jìn)口名牌產(chǎn)品，具有各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)顯示及其視頻顯示功能，包括生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行、停止、電機(jī)電流、故障保護(hù)（煤倉煤位、跑偏、拉線、打滑等）、控制方式狀態(tài)、溫度、傳動(dòng)裝置運(yùn)行各參數(shù)及其視頻信號(hào)顯示 、運(yùn)行時(shí)間等幾十個(gè)參數(shù)和多達(dá)50個(gè)故障及報(bào)警信息，并且可以追溯。c) 為沿線保護(hù)及傳感器提供電源；d) 為保護(hù)PLC核心部件，設(shè)計(jì)時(shí)采用中間繼電器隔離、電源濾波等多種

11、方式，避免了PLC模塊的損壞。5.2 操作部分 操作部分也為TH1-24型操作臺(tái)控制，操作臺(tái)上裝有就地/集控/手動(dòng)/檢修控制方式選擇開關(guān)、設(shè)備起停按鈕、各種輔助設(shè)備用按鈕等。就地方式：在就地工作方式下，通過操作臺(tái)上的起停按鈕實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備的起停控制，配合PLC控制柜，自動(dòng)完成啟停，及輸送機(jī)的功能，同時(shí)實(shí)行生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制。輸送機(jī)和機(jī)尾給煤機(jī)以及搭接皮帶之間遵循閉鎖關(guān)系，輸送機(jī)沿線所有保護(hù)均投入使用。集控方式（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和通訊方式互相冗余）在集控方式下能實(shí)現(xiàn)多條膠帶機(jī)的聯(lián)動(dòng)及閉鎖。當(dāng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)時(shí)，可以通過幾組控制及閉鎖接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)幾條膠帶機(jī)的監(jiān)控；當(dāng)以通訊方式控制時(shí)，利用以太網(wǎng)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)幾條膠帶機(jī)的數(shù)

12、據(jù)交換及數(shù)據(jù)監(jiān)控，并把所有數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到地面，首先把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào),達(dá)到遠(yuǎn)距離傳送的目的，傳送至地面上位機(jī)并與地面局域網(wǎng)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。手動(dòng)方式可以在操作臺(tái)上手動(dòng)單臺(tái)操作膠帶機(jī)系統(tǒng)的各臺(tái)設(shè)備（如主電機(jī)、閘電機(jī)等），此控制方式主要是系統(tǒng)調(diào)試或系統(tǒng)檢修時(shí)用。檢修方式當(dāng)膠帶機(jī)部分傳感器有故障時(shí)（非主要傳感器），為不影響生產(chǎn)，可以以檢修方式控制運(yùn)行，滿足用戶生產(chǎn)需要。5.4 傳感器說明1） 礦用跑偏傳感器跑偏傳感器的本身不易損壞；探桿上裝有滾動(dòng)護(hù)套，避免探桿和膠帶間摩擦。 膠帶正常運(yùn)行時(shí)，跑偏開關(guān)的探桿在豎直位置。當(dāng)膠帶跑偏時(shí)，膠帶碰到跑偏開關(guān)的探桿并帶動(dòng)探桿軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)探桿偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)

13、，撥動(dòng)跑偏開關(guān)內(nèi)的行程開關(guān)，發(fā)出跑偏信號(hào)。用作帶式輸送機(jī)膠帶跑偏檢測和保護(hù)。2） 拉線急停 適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，也適用于冶金、化工、建材、礦山及選煤廠、鋼鐵廠、熱電廠、港口等惡劣環(huán)境，與膠帶輸送機(jī)電氣控制裝置配套時(shí)，用作膠帶機(jī)沿線拉繩急停閉鎖保護(hù)和作沿線本安電纜接線盒使用。3） 堆煤傳感器 本傳感器為機(jī)械式。采用了凸輪機(jī)構(gòu)和力距放大原理，無方向性、動(dòng)作靈敏，可以在干煤、水煤和淋水的場所正常工作。當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)埋機(jī)頭、滿倉、滿煤漏斗時(shí)，煤觸及煤位傳感器的觸頭并推動(dòng)觸桿偏離中心線之間的動(dòng)作擺角大于30°±3°時(shí)，傳感器動(dòng)作，本傳感器能自動(dòng)切斷運(yùn)輸機(jī)

14、的電源實(shí)現(xiàn)煤位保護(hù)4） 礦用語音通訊聲光信號(hào)裝置 本通迅聲光信號(hào)器主要用于煤礦井下含有煤塵及爆炸性氣體的工作場所。電源電壓為127V。通過電源連線實(shí)現(xiàn)載波對(duì)講通迅。由礦用防潮揚(yáng)聲器和高亮發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)聲光信號(hào)。5）撕裂傳感器撕裂傳感器為本質(zhì)安全型，采用壓敏式原理，當(dāng)皮帶縱向撕裂，有1200克物料漏在100Cm²面積上時(shí)，控制系統(tǒng)保護(hù)裝置主機(jī)切斷皮帶機(jī)電源,實(shí)現(xiàn)撕帶保護(hù)。防止事故擴(kuò)大。傳感器總面積3000cm²。防爆型式：礦用本質(zhì)安全型，標(biāo)志ExibI。撕裂傳感器規(guī)格型式：壓敏式傳感器撕裂傳感器輸出方式：無源型,開關(guān)量6）煙霧傳感器礦用本安型煙霧傳感器為礦用本質(zhì)安全型，適用于

15、煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中，與皮帶機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)配合使用，用于煤礦井下皮帶輸送機(jī)膠帶因摩擦發(fā)熱或其它原因產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測保護(hù)。7）速度傳感器礦用本質(zhì)安全型磁控傳感器適用于煤礦井下含有煤塵和爆炸性氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中作為位置或膠帶輸送機(jī)的膠帶運(yùn)行速度的檢測用，可以實(shí)現(xiàn)膠帶輸送機(jī)的超速及打滑保護(hù)。七 地面生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備配置清單序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單價(jià)單位數(shù)量價(jià)格備 注1就地控制箱6.8萬臺(tái)7 47.6萬PLC控制2PLC集中控制箱7.5萬臺(tái)17.5萬PLC控制3操作顯示臺(tái)4.5萬臺(tái)14.5萬10寸屏顯4光纖電纜5元/米米7000用戶自購5皮帶機(jī)傳感器批1用戶自購6控制電纜11元/米米800用戶自購8傳感器另外報(bào)價(jià) 八 技術(shù)培訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)施時(shí)對(duì)礦方的技術(shù)人員提供免費(fèi)的項(xiàng)目技術(shù)培訓(xùn)，培訓(xùn)目標(biāo)使礦方的技術(shù)人員能夠完全掌握系統(tǒng)正常情況下的日常運(yùn)行維護(hù)和故障的排除等。培訓(xùn)內(nèi)容包括：針對(duì)投標(biāo)設(shè)備的技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)，實(shí)施技術(shù)方案培訓(xùn)，各設(shè)備、軟件的安裝、調(diào)試、配置和使用、維護(hù)培訓(xùn)等。培訓(xùn)具體形式應(yīng)至少包括專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)和基礎(chǔ)理論培訓(xùn)、現(xiàn)場實(shí)踐技能培訓(xùn)兩種。中級(jí)培訓(xùn)達(dá)到掌握本系統(tǒng)的技能和維護(hù)能力（包括掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)及各系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備知識(shí)）。初級(jí)培訓(xùn)達(dá)到操作使用人員能熟練操作使用各應(yīng)用系統(tǒng)、故障判斷和簡單維護(hù)。培訓(xùn)人數(shù)及時(shí)間如下：中級(jí)培訓(xùn)：培訓(xùn)人員不少于2人；培訓(xùn)時(shí)間