洗煤廠皮帶機(jī)智能型綜合保護(hù)裝置

1、山西科達(dá)自控股份有限公司 電話第 頁 共 67 頁 網(wǎng)址：傳真郵箱：洗煤廠皮帶機(jī)智能型綜合保護(hù)裝置技 術(shù) 要 求2021 年9月 皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)方案 第 PAGE 21 頁 共 15 頁P(yáng)AGE 一、系統(tǒng)主要內(nèi)容每條設(shè)備增加礦用隔爆兼本質(zhì)安全型皮帶機(jī)綜合保護(hù)分站。分站具有網(wǎng)口通訊功能，將所有數(shù)據(jù)通過環(huán)網(wǎng)交換機(jī)送到地面工業(yè)控制計算機(jī)，計算機(jī)可方便控制設(shè)備單啟、單停、集中啟車、打點(diǎn)與控制設(shè)備禁止啟動等功能。傳感器采用458 接口，可將溫度、速度、急停、跑偏等通過485傳輸至分站智能急停傳感器、智能跑偏傳感器具有對位顯示功能系統(tǒng)設(shè)計原則1

2、、技術(shù)方案根據(jù)洗煤廠現(xiàn)場實(shí)際需求；2、系統(tǒng)設(shè)備符合洗煤廠生產(chǎn)現(xiàn)場條件，并符合洗煤廠安全規(guī)程有關(guān)要求。3、設(shè)計主要實(shí)現(xiàn)集中控制為主就地控制為輔的控制方式。4、產(chǎn)品設(shè)備以良好的售后服務(wù)、人員培訓(xùn)體系，以及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)支持，確保集控系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集中控制系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)過程，完成對運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的監(jiān)控、控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)洗煤廠皮帶運(yùn)輸原煤生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動化。1.實(shí)時運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測。 2.設(shè)備故障及模擬量超限報警。當(dāng)設(shè)備故障或模擬量超限時，生產(chǎn)監(jiān)測及管理網(wǎng)絡(luò)同步顯示故障設(shè)備名稱，并可實(shí)現(xiàn)語音報警。 3.通過礦用防爆攝像頭可以將現(xiàn)場

3、監(jiān)控畫面實(shí)時傳送至控制中心大屏。4.數(shù)據(jù)記錄功能可方便操作人員查詢實(shí)時與歷史故障記錄。5.提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人員支配，皮帶機(jī)綜合保護(hù)分站可通過上位機(jī)下發(fā)命令一鍵啟動皮帶。系統(tǒng)特點(diǎn)1、設(shè)備可通過工業(yè)控機(jī)計算機(jī)實(shí)時監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、同時對設(shè)備控制；選用了西門子S7-200 SMART 系列PLC,使得系統(tǒng)功能強(qiáng),控制更具靈活性,而且功能擴(kuò)展方便,狀態(tài)對位準(zhǔn)確顯示更直觀。3、設(shè)備保護(hù)分站采用10寸真彩屏,為用護(hù)提供一個良好的人機(jī)操作界面.4、智能傳感器采用高性能網(wǎng)口.485、CAN總線通訊,保障了通信速度和距離。5、開放式數(shù)據(jù)通訊，提供了系統(tǒng)與上位機(jī)接口，洗煤廠皮帶機(jī)信息均可方便傳到上位機(jī)。6、洗煤

4、廠接線更加便利，簡潔，訊速。7、具有智能型溫度、速度接口，實(shí)現(xiàn)溫度,速度數(shù)字化。8、兼容當(dāng)前常規(guī)傳感器，使得系統(tǒng)使用更加靈活。9、系統(tǒng)提供的查詢功能，用于查詢當(dāng)前故障記錄、歷史故障記錄。10、語言報警即能報出故障性質(zhì)又能報出發(fā)生故障的皮帶機(jī)號。 11、集控、手動、遠(yuǎn)控三種工作方式在面板可以直接設(shè)定。12、主機(jī)具有張力數(shù)值采集、顯示以及張力控制功能。13、智能急停、跑偏可實(shí)現(xiàn)故障對位顯示，方便及時判斷故障位置。14、集控系統(tǒng)，參加集控的設(shè)備2個參與集控的設(shè)備可以在就地分站設(shè)置集中和就地，打在就地時，集控臺不可以啟動該設(shè)備，只能從就地來啟動設(shè)備，打在集控時可以從集控臺啟動該設(shè)備，集控啟車時按逆煤流

5、啟車，順煤流停車。可以單獨(dú)啟動某臺設(shè)備，礦用可編程控制分站及傳感器共同組成。上位機(jī)通過網(wǎng)線進(jìn)入光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器通過礦用阻燃光纖（四芯，兩芯備用）將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議的光信號，再通過四路光纖轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成RS485 信號分別與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。各保護(hù)裝置配合傳感器滿足各條皮帶機(jī)的開啟、停止和保護(hù)功能，15、可以實(shí)時顯示控制現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況、提高洗煤廠生產(chǎn)安全。16、結(jié)構(gòu)合理，功能板之間連線極少，很大程度上減少接線的故障率。17、所有控制輸出參數(shù)均由軟件設(shè)定.概述 帶式輸送機(jī)生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠與否直接影響洗煤廠的經(jīng)濟(jì)效益，為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)施集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜

6、合保護(hù)與遠(yuǎn)程控制，是十分必要的。帶式輸送機(jī)的安全高效運(yùn)行，不僅要有單部膠帶輸送機(jī)（設(shè)備）的獨(dú)立控制分系統(tǒng)，更需要能夠控制和協(xié)調(diào)指揮各分系統(tǒng)的主控機(jī)，對主煤流集中控制、地面調(diào)度監(jiān)測監(jiān)控、視頻監(jiān)視等環(huán)節(jié)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，這是膠帶輸送機(jī)集中控制發(fā)展的重要方向，也是洗煤廠自動化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)無人值守的基礎(chǔ)。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)能、省力，減少崗位人員，最終達(dá)到降低成本，提高勞動生產(chǎn)率以獲取最大利潤是今后煤炭企業(yè)在競爭中生存的基礎(chǔ)，洗煤廠要發(fā)展、要生存，必須走高產(chǎn)、高效、實(shí)現(xiàn)洗煤廠自動化之路，通過自動化建設(shè)實(shí)現(xiàn)減員增效、降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，而膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的自動化控制是洗煤廠自動化的組成部分。實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)

7、的自動化控制，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)。第一、可通過皮帶的順序控制，減少皮帶空轉(zhuǎn)，提高有效的開機(jī)率，減少無功電耗，降低運(yùn)行成本。第二可大量減少看護(hù)人員，相應(yīng)減少工資投入，并可充實(shí)設(shè)備維護(hù)檢修隊(duì)伍，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設(shè)備的使用率。第三可以保證洗煤廠的安全生產(chǎn)，防止膠帶打滑、冒煙、縱撕等重大機(jī)電事故及人身事故的發(fā)生，改善工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率。第四可有效的保護(hù)運(yùn)輸機(jī)膠帶，延長膠帶的使用壽命，減少事故停機(jī)時間，提高運(yùn)輸能力，增加出煤量。先進(jìn)性采用計算機(jī)與可編程控制器相接合的控制技術(shù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中+分布式控制。開放性系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)通用的MODBUS

8、485協(xié)議、PROFIBUS DP 協(xié)議，OPC協(xié)議，以太網(wǎng)（上位機(jī)），可以方便的與其它軟件平臺匯接。系統(tǒng)配有以太網(wǎng)模塊，可以與煤礦環(huán)網(wǎng)進(jìn)行無縫對接。(6) 安全和實(shí)用性1、系統(tǒng)設(shè)備符合洗煤廠生產(chǎn)環(huán)境條件，并符合洗煤廠安全規(guī)程有關(guān)要求?？刂葡到y(tǒng)中相關(guān)設(shè)備必須具有國家煤礦安全標(biāo)志“MA”和煤礦防爆標(biāo)志“EX”； 2、系統(tǒng)具有皮帶安全保護(hù)及控制功能；3、充分考慮現(xiàn)場運(yùn)行、檢修要求，整個系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低、維護(hù)方便。.1主要功能選用了西門子S7-200 SMART 系列PLC,使得系統(tǒng)功能強(qiáng),控制更具靈活性,而且功能擴(kuò)展方便,工作狀態(tài)顯示更直觀。用10寸真彩屏,所有信息均采用圖形, ,為使用單位

9、提供一個良好的人機(jī)操作界面。具有網(wǎng)口、高性能雙路CAN通訊、RS485R接口，通訊接口豐富，便于現(xiàn)場靈活使用,保障了通信速度、距離。網(wǎng)口通訊采用MODUBS-TCP通訊協(xié)議，RS485口采用MODBUS-RTU通訊協(xié)議，便于與各種組態(tài)軟接口。智能CAN總線傳感器接口，配合智能傳感器可方便溫度、速度數(shù)據(jù)上傳，同時實(shí)現(xiàn)急停跑偏對位顯示功能語音通訊功能可方便與擴(kuò)播電話之間雙向語音通訊。開放式數(shù)據(jù)通訊，提供了系統(tǒng)與上位機(jī)接口，井下皮帶機(jī)信息均可方便傳到上位機(jī)。兼容當(dāng)前常規(guī)傳感器，使得主機(jī)使用更加靈活。2.運(yùn)行方式（1）裝置主機(jī)可實(shí)現(xiàn)一鍵啟車和一鍵停車，各皮帶間具有互鎖關(guān)系，可按照逆煤流啟車、順煤流停車

10、的順序進(jìn)行啟?？刂?，啟動順序按照1-2-3順序逆煤流順序啟動，停止順序按照3-2-1的順煤流順序停止。集控模式下，各條皮帶之間的啟動時間可以進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。（2）通過主機(jī)上的10寸觸摸屏，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整，不同的設(shè)置實(shí)現(xiàn)不同的邏輯控制。3.功能（1）整個控制采用全數(shù)字化，控制器為西門子可編程控制器PLC，控制器采用以太網(wǎng)和MODBUS協(xié)議方式通訊，滿足不同現(xiàn)場的通信要求。（2）各主機(jī)有明顯的就地操作、手動操作和閉鎖功能，且就地操作具有一鍵閉鎖功能，確保就地檢修時試車人員的安全。（3）主機(jī)具備故障報警和提示語音功能并顯示記錄。（4）保護(hù)裝置的所有控制信號和監(jiān)測的數(shù)據(jù)都可以通過MODBUS和以太網(wǎng)

11、通訊傳輸至集控系統(tǒng)平臺，并與原有系統(tǒng)平臺相互兼容，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控和遠(yuǎn)程操控功能。除皮帶機(jī)正常保護(hù)功能外，還能顯示被控運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障點(diǎn)位、電機(jī)數(shù)據(jù)等。（5）主機(jī)具備急停、信號報警和延時順序停機(jī)（五分鐘內(nèi)）。即主機(jī)上有急停按鈕，可一鍵停機(jī)。當(dāng)集中控制臺和各運(yùn)輸機(jī)的信號處于斷開狀態(tài)時，設(shè)備會報警停機(jī)。當(dāng)信號恢復(fù)時，無操作指令不得開機(jī)。（6）如前級設(shè)備遇故障突然停機(jī)，后續(xù)運(yùn)輸設(shè)備能自動逐級停機(jī)。（7）在控制系統(tǒng)PLC故障時，需滿足能完成手動控制。（8）歷史數(shù)據(jù)查詢功能 可查詢統(tǒng)計歷史開停記錄、歷史報警及故障事件記錄、用戶操作記錄、整定記錄?？刹樵兤C(jī)歷史運(yùn)行工況參數(shù)、電機(jī)歷史運(yùn)行電參數(shù)。

12、（9）多級用戶權(quán)限及網(wǎng)絡(luò)安全可設(shè)置不同的用戶的查看、操作設(shè)置、整定權(quán)限?？稍O(shè)置不同的用戶接收報警內(nèi)容。具有遠(yuǎn)程控制權(quán)限的用戶客戶端控制，防止非法控制操作。采用多級密碼校驗(yàn)，防止非法用戶的惡意操作，具備權(quán)限的管理員可以對各項(xiàng)保護(hù)功能進(jìn)行現(xiàn)場編程。 能夠?qū)崿F(xiàn)與平臺的數(shù)據(jù)上傳?；颈Ｗo(hù)應(yīng)具有：沿途急停、跑偏、撕帶、打滑、超溫、堆煤等基本配置，急停、跑偏具有地址碼功能，可反饋報警動作的位置。主機(jī)具有雙路CAN通訊接口(站與站、站與傳感器總線)、一路網(wǎng)口、一路RS485接口，傳感器數(shù)據(jù)通過CAN總線進(jìn)入主機(jī)。網(wǎng)口通訊協(xié)議采用MODBUS-TCP協(xié)議，RS485采用MODBUS-RTU協(xié)議，可方便與PLC

13、、組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。對位顯示跑偏與急停傳感器，最大顯示1-99位置。跑偏傳感器具有兩級跑偏功能，一級跑偏報警，二級跑偏停機(jī)并故障閉鎖。溫度傳感器采用非接觸紅外測溫，具有四位數(shù)碼顯示，溫度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實(shí)現(xiàn)傳感器與主機(jī)或其它設(shè)備自由對接。速度傳感器采用輪式速度，具有四位數(shù)碼管顯示功能，實(shí)時顯示皮帶線速度，速度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實(shí)現(xiàn)傳感器與主機(jī)或其它設(shè)備自由對接。多條皮帶系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)集中控制和打點(diǎn)通訊，通訊聯(lián)機(jī)臺數(shù)不低于60臺。為集控平臺提供所有數(shù)據(jù)接口，集

14、控平臺可獨(dú)立控制皮帶啟停。跑偏開關(guān)與急停開關(guān)的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場皮帶長度確定。（21）皮帶綜合保護(hù)器分防爆型和非防爆型（見明細(xì)），防護(hù)等級IP56及以上以上。保護(hù)器功能1皮帶跑偏保護(hù)跑偏保護(hù)：2對跑偏開關(guān)，選用膠帶跑偏開關(guān)。用于運(yùn)輸機(jī)膠帶跑偏檢測和保護(hù)用，成對使用。當(dāng)一級跑偏動作時，只報警不停車，但能召喚顯示跑偏位置；當(dāng)二級跑偏動作時，報警并執(zhí)行急停命令，也能顯示出跑偏位置CAN總線與458接口。2速度檢測、打滑和超速保護(hù) 速度傳感器采用輪式速度，具有四位數(shù)碼管顯示功能，實(shí)時顯示皮帶線速度，速度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實(shí)現(xiàn)傳感器與主機(jī)或其

15、它設(shè)備自由對接。3沿線急停閉鎖和故障位置檢測急停閉鎖開關(guān)用于皮帶輸送機(jī)沿線緊急閉鎖保護(hù)，具有故障地點(diǎn)識別功能，智能型急停傳感器采用CAN總線與458接口，急停故障閉鎖時，實(shí)時顯示故障位置。4煙霧檢測煙霧傳感器安裝在驅(qū)動滾筒的斜上方（下風(fēng)），當(dāng)皮帶和滾筒打滑冒煙時報警，同時自動控制滅火灑水CAN總線與458接口。5煙霧檢測堆煤傳感器一般吊掛在機(jī)頭皮帶卸載入口處或機(jī)頭的煤倉內(nèi)，當(dāng)卸載點(diǎn)發(fā)生堆煤時，滯留的積煤觸及堆煤傳感器報警并急停CAN總線與458接口。6皮帶縱向撕裂保護(hù)縱撕傳感器安裝在裝載點(diǎn)（給煤機(jī)和給煤皮帶）的出口，當(dāng)皮帶發(fā)生縱撕故障，傳感器動作，報警并急停?？v撕傳感器可就近接入閉鎖開關(guān)中。7

16、溫度傳感器 溫度傳感器采用非接觸紅外測溫，具有四位數(shù)碼顯示，溫度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實(shí)現(xiàn)傳感器與主機(jī)或其它設(shè)備自由對接。8安裝調(diào)試廠家協(xié)助所有設(shè)備及傳感器的安裝及調(diào)試，洗煤廠設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間為0點(diǎn)-9點(diǎn)、11點(diǎn)到24點(diǎn)，每天停器時間為2小時。傳感器技術(shù)要求張力傳感器 防爆型式:礦用本質(zhì)安全型，ExibI Mb (150)。 外殼防護(hù)等級:IP65。 工作電壓: DC18V。工作電流:45mA。輸出信號方式：420mA(負(fù)載電阻0280)。量程：0100kN。測量誤差：10%(滿量程)。接線方式：三線制。跑偏傳感器接點(diǎn)容量：30V/1

17、A。 接觸電阻：閉合接點(diǎn)的接觸電阻不大于0.1，振動、沖擊試驗(yàn)后不大于0.2。 一級動作角度：253；復(fù)位角度：53。二級動作角度：303；復(fù)位角度：103。動作性能：傳感器受動作力作用，推桿轉(zhuǎn)動至動作角度時應(yīng)立即動作，常開接點(diǎn)閉合，動作力撤除推桿自動返回原位經(jīng)過復(fù)位角度時立即恢復(fù)，常開接點(diǎn)斷開。推桿動作力（推桿中點(diǎn)正向力）：（2575）N。推桿轉(zhuǎn)動的極限角度：75。關(guān)聯(lián)設(shè)備和使用電纜：見附錄A。 傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2000m 傳感器的接線端子之間、接線端子與外殼之間的電氣間隙和爬電距離均2.0mm。外形尺寸：39210065mm。煙霧傳感器 額定工作電壓：18VDC；工作電壓：（1

18、1.524.0）V DC； 本安參數(shù)：Ui:19.0V、Ii:960mA、Ci：0、Li：0。 工作電流：110mA；動作電流：150mA。 動作條件：當(dāng)煙霧濃度5%obs/m（動作值）時。 報警聲級強(qiáng)度：75dB（A）。 輸出信號：無源開關(guān)量輸出信號，在斷開(截止)時，兩輸出端之間的漏電阻應(yīng)不小于 100k；在閉合(導(dǎo)通)，且灌入電流為2mA時，輸出端電壓應(yīng)不高于0.5V。 動作靈敏度及響應(yīng)時間：靈敏度為級，響應(yīng)時間20s。 關(guān)聯(lián)設(shè)備和使用電纜：見附錄A。傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2km。采用移動輕型橡套軟電纜（41.5mm2），分布電容0.06F/km，分布電感0.8mH/km；分布電阻

19、（單芯）12.8/km。 外形尺寸：130mm125mm。 外殼材質(zhì)：HT25-47。速度傳感器額定工作電壓：18VDC；工作電壓：11.524.0V DC。 工作電流：75mA；動作電流：95mA。測量范圍：（0.05）m/s?；菊`差：不超過2.5%。輸出信號及功能模擬量：（420）mA（與測量范圍線性對應(yīng)），其負(fù)載電阻為250。開關(guān)量：在斷開(截止)時，兩輸出端之間的漏電阻應(yīng)不小于100k；在閉合(導(dǎo)通)，且灌入電流為2mA時，輸出端電壓應(yīng)不高于0.5V。當(dāng)測點(diǎn)速度連續(xù)10s在（50%70%）Ve（低速）時或在50%Ve（斷帶）或在110%（超速）時，繼電器接點(diǎn)閉合，紅燈閃亮（報警）；故

20、障恢復(fù)或測點(diǎn)速度在70%110% Ve（出廠Ve為2m/s）或停止造成的速度變化，紅燈熄滅，繼電器斷開。傳感器具有超速點(diǎn)檢測及控制功能。本安參數(shù)：Ui=18V，Ii=1.0A，Ci=0，Li=0。傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2Km。采用移動輕型橡套軟電纜（41.5mm2），分布電容0.06F/km，分布電感0.8mH/km；分布電阻（單芯）12.8/km。傳感器的接線端子之間、接線端子與外殼之間的電氣間隙和爬電距離均2.0mm。外形尺寸：測速輪159100mm，顯示部分1409060mm。撕裂傳感器1在124mm124mm面積的導(dǎo)電橡膠板上，物料質(zhì)量達(dá)到動作值或大于動作值，傳感器輸出導(dǎo)通狀態(tài)。2在1000mm250mm面積的受料板上，無物料，傳感器輸出截止?fàn)顟B(tài)。3導(dǎo)通狀態(tài)時2V(灌入電流2mA電流)；截止?fàn)顟B(tài)時100K。4 電氣間隙：2mm；爬電距離2mm。溫度傳感器額定工作電壓：18V DC；工作電壓：11.524.0V DC。 工作電流：60mA；動作電流：100mA。動作溫度及誤差：測試范圍（0100），出廠時設(shè)定為42；動作誤差不超過1；復(fù)原溫度及誤差：設(shè)置范圍（0100），出廠時設(shè)定為41；復(fù)原誤差不超過1；測量范圍及基本誤差測量范圍:(0100)（線性對應(yīng)420mA或2001000Hz）?；菊`差：不超過2。響應(yīng)時間：5s。輸出信號開關(guān)量信號：當(dāng)測點(diǎn)溫