PLC鑒定匯報綜采

1、淄博礦業(yè)集團(tuán)許廠煤礦淄博礦業(yè)集團(tuán)許廠煤礦青島科技大學(xué)青島科技大學(xué)歡迎各位專家蒞臨指導(dǎo)！綜采工作面綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用山山 東東 淄淄 博博 礦礦 業(yè)業(yè) 集集 團(tuán)團(tuán) 許廠許廠 煤煤 礦礦青島科技大學(xué)青島科技大學(xué) 二二九年八月九年八月 一、項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)與意義一、項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)與意義 項(xiàng)目研究基礎(chǔ)u 用于礦井綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺已有成功的應(yīng)用u 綜合自動化的各種實(shí)時數(shù)據(jù)庫也有成功應(yīng)用u 礦用機(jī)電設(shè)備、監(jiān)測裝置日趨成熟，具備了在我國實(shí)施煤礦綜合自動化的條件 項(xiàng)目研究意義u 信息化改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)受到領(lǐng)導(dǎo)重視，建設(shè)數(shù)字化礦井趨勢迅猛u 生產(chǎn)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、綜合自動化的趨勢對高產(chǎn)高效礦井提出更

2、高要求。u 項(xiàng)目完善了許廠煤礦綜合自動化水平，實(shí)現(xiàn)無人值守，能移植使用，節(jié)約資金，提高了管理水平。主要研究目標(biāo)主要研究目標(biāo)1.構(gòu)造工作面監(jiān)控主站采集采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、泵站、電站等電氣參數(shù)，以及非電量參數(shù)，通過礦井綜合環(huán)網(wǎng)與地面上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2.在主站建立人機(jī)交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場查詢功能。3.地面監(jiān)控中心設(shè)置一臺HP服務(wù)器作為上位機(jī)，通過組態(tài)實(shí)現(xiàn)對綜采機(jī)電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控4.采煤機(jī)的電氣參數(shù)采集采用無線方式并與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)5.開發(fā)統(tǒng)一協(xié)議實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、碎煤機(jī)、乳化液泵站、移動變電站等不同品牌的智能控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)通訊 二、項(xiàng)目研究的目標(biāo)二、項(xiàng)目研究的目標(biāo) 項(xiàng)目研究理論基礎(chǔ) 在項(xiàng)目的研究

3、與開發(fā)實(shí)踐過程中，利用目前發(fā)展迅速的計算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、有線及無線通信技術(shù)，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大型數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)，從設(shè)備的選型到實(shí)際的安裝調(diào)試過程始終堅持理論指導(dǎo)實(shí)踐，力求技術(shù)先進(jìn)，思路嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)施工的設(shè)計目標(biāo)項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)1.1.綜采工作面綜采工作面SCADASCADA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信功能設(shè)計與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通信功能設(shè)計與實(shí)現(xiàn)u聯(lián)網(wǎng)通信功能設(shè)計方案聯(lián)網(wǎng)通信功能設(shè)計方案 三、項(xiàng)目研究技術(shù)報告三、項(xiàng)目研究技術(shù)報告 通信主站采用西門子S7200PLC，與綜采工作面上的所有機(jī)電設(shè)備PLC構(gòu)成RS485現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)，并與以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)接；采煤機(jī)選用三菱FX2N64MR型PLC可編程控制器進(jìn)行各種動作

4、控制，設(shè)計專用modbus通訊接口；運(yùn)輸機(jī)八組合開關(guān)、采煤機(jī)兩組合開關(guān)選用S7200型PLC，配有PROFIBUS通信模塊，通過PROFIBUS-DP通信模塊和RS485轉(zhuǎn)換器與RS485現(xiàn)場總線進(jìn)行組網(wǎng)；兩臺移變高低壓側(cè)開關(guān)選用LG公司PLC，通過其RS485通信端口實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場總線組網(wǎng)；其他設(shè)備，的PLC通信的實(shí)現(xiàn)均可按上述四種設(shè)備改造思路進(jìn)行改造。u統(tǒng)一協(xié)議分析模型的建立 為了使綜采工作面機(jī)電設(shè)備的多種PLC(如三菱PLC、西門子PLC、LG的PLC等)進(jìn)行組合聯(lián)網(wǎng)，形成一個分布式監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)建了一個協(xié)議統(tǒng)一分析模型，制定統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范?？紤]設(shè)計了相對簡化且適用于基于RS-485總線的

5、多CPU控制系統(tǒng)的簡化網(wǎng)絡(luò)模型和通信協(xié)議。在實(shí)際應(yīng)用中所采用簡化的網(wǎng)絡(luò)模型包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層，如圖1所示。圖1 統(tǒng)一協(xié)議分析模型u 綜采工作面綜采工作面SCADASCADA系統(tǒng)協(xié)議統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)議統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn) 統(tǒng)一協(xié)議過程中，采用LG公司PLC提供的RS485通訊接口，激活其通訊模式，因LG本身支持ModBus標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,所以首先突破了LG聯(lián)網(wǎng)瓶頸。西門子S7-200PLC支持ModBus標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，但是需要進(jìn)行軟件設(shè)置，通過軟設(shè)置實(shí)現(xiàn)了其聯(lián)網(wǎng)功能。三菱FX2N系列PLC本身不支持ModBus標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，通過擴(kuò)展通訊模塊以硬設(shè)置的方式完成其聯(lián)網(wǎng)功能。 綜采

6、工作面綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)議統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)通信整體構(gòu)建技術(shù)方案設(shè)計如圖2所示。圖圖2 2 協(xié)議統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)通信整體構(gòu)建技術(shù)方案設(shè)計圖協(xié)議統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)通信整體構(gòu)建技術(shù)方案設(shè)計圖2.2. 采煤機(jī)移動無線通信技術(shù)方案設(shè)計與實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)移動無線通信技術(shù)方案設(shè)計與實(shí)現(xiàn)u方案設(shè)計 首先將采煤機(jī)PLC的RS485通信接口與無線發(fā)射裝置設(shè)置在移動設(shè)備上，然后再將無線接收裝置設(shè)置在采煤機(jī)固定部分尾部。采煤機(jī)頭部與尾部PLC通信無線收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置分別如圖3、圖4所示。圖3 采煤機(jī)頭部PLC通信無線收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置圖4 采煤機(jī)尾部PLC通信無線收發(fā)轉(zhuǎn)換裝置3.集成化組態(tài)技術(shù) 礦井調(diào)度監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后,調(diào)度員可在調(diào)度室終端上監(jiān)視控制礦井

7、生產(chǎn)過程,完成對全礦生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的遙測、遙信和遙控,實(shí)現(xiàn)礦井的綜合自動化。主要功能如下： 1)實(shí)時運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測 2)實(shí)時過程控制 3)歷史數(shù)據(jù)查詢 4)設(shè)備故障及模擬量超限報警 5)生產(chǎn)實(shí)時畫面監(jiān)測 上位組態(tài)主界面如圖5所示。圖5 上位組態(tài)主界面1、開發(fā)了用戶無需任何編碼，具有突出抗干擾能力的采煤機(jī)PLC移動無線通信技術(shù)，解決了采煤機(jī)等移動采掘設(shè)備多年依靠動力線載波和電纜作為傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的技術(shù)難題。2、采用協(xié)議統(tǒng)一分析模型，構(gòu)造了一種現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換與監(jiān)控網(wǎng)關(guān)通信組態(tài)模塊,把采煤機(jī)三菱PLC控制器的422通訊協(xié)議、組合開關(guān)西門子控制器PLC的485通訊協(xié)議、移動變電站LG保護(hù)控制器P

8、LC的標(biāo)準(zhǔn)485協(xié)議、其他設(shè)備控制器CAN總線協(xié)議等進(jìn)行集成打包解決了485總線到地面監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程光纖通訊問題。3、實(shí)現(xiàn)了對綜采工作面 “監(jiān)視、監(jiān)控、調(diào)度、管理” 信息一體化集成平臺，在Internet瀏覽器方式下實(shí)現(xiàn)多種信息源的數(shù)據(jù)共享。返回四、項(xiàng)目的主要創(chuàng)新點(diǎn) 綜采工作面綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)于2009年3月在許廠煤礦安裝調(diào)試成功，并投入運(yùn)行，經(jīng)過近半年的運(yùn)行，礦井生產(chǎn)的主運(yùn)輸系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的情況大為改觀，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，帶來了明顯的效益。1.1. 經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益 通過分析歷史數(shù)據(jù)，增強(qiáng)對系統(tǒng)的全面了解，為制定詳細(xì)周密更切合實(shí)際的檢修計劃提供科學(xué)依據(jù)。減少發(fā)現(xiàn)和排除故障時間，

9、有效降低設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本。該系統(tǒng)實(shí)施后，提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少設(shè)備運(yùn)行事故，每年可節(jié)約材料30萬元，創(chuàng)造效益100萬元。 五、項(xiàng)目完成情況與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)社會效益報告2.2.社會效益社會效益 實(shí)踐證明，該系統(tǒng)的實(shí)施解決了綜采工作面的通信要求，優(yōu)化礦井上、下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)、指揮調(diào)度的有線、無線相結(jié)合的通信信息系統(tǒng)，達(dá)到統(tǒng)一規(guī)范、互為備份的可靠的通信信息網(wǎng)絡(luò)，確保礦井的安全生產(chǎn)順利進(jìn)行。通過各系統(tǒng)的聯(lián)動和資源共享，實(shí)現(xiàn)了綜采工作面的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科學(xué)化，提高了礦井的勞動效率及現(xiàn)代化管理水平，確保了礦井的安全生產(chǎn)，具有巨大的社會效益 。六、 項(xiàng) 目 查 新 情 況 我們于2009年5月20日委托山東省科學(xué)技術(shù)情報研究所對該項(xiàng)目進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索查新，2009年5月20日完成檢索，檢索結(jié)論為：基于綜采工作面綜合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控研究與應(yīng)用，采煤機(jī)采用移動PLC485無線通訊技術(shù)，并采用協(xié)議統(tǒng)一分析模型構(gòu)造了異種現(xiàn)場總線協(xié)議轉(zhuǎn)換與監(jiān)控網(wǎng)關(guān)通訊組態(tài)模塊，把采煤機(jī)三菱