平煤十三礦膠帶機監(jiān)控系統(tǒng)介紹07-03-04

PAGE1-目錄系統(tǒng)概述系統(tǒng)組成系統(tǒng)功能產品的特色和創(chuàng)新之處控制機實體圖檢測保護裝置一系統(tǒng)概述礦用膠帶機綜合監(jiān)控保護系統(tǒng)主要用于煤礦井下有瓦斯及煤塵爆炸危險的場所，實現對膠帶機的實時自動檢測和控制，也可作為冶金礦山、露天煤礦、港口碼頭、選煤廠、發(fā)電廠等惡劣環(huán)境中的輸料設備的監(jiān)控系統(tǒng)。平煤十三礦地面膠帶機的運輸系統(tǒng)復雜，環(huán)節(jié)多，運量大，所用的設備種類多、要求高。對于高產高效的現代化礦井的運輸系統(tǒng)就必須做到減少環(huán)節(jié)、消除煤流的停頓，實行不間斷的運輸連續(xù)化，控制、監(jiān)測自動化，才能達到高產高效減員提效的目的。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，90年代以來國外先進的礦井采用了工業(yè)電視以及運輸系統(tǒng)的綜合保護，利用現代信息技術與網絡技術，傳送膠帶輸送機的各種參數以及圖像。實現井下皮帶運輸的集中監(jiān)控、監(jiān)測系統(tǒng)。這樣，除了安排少量的巡檢人員外，沒有膠帶輸送機的操作人員和管理人員。目前，將計算機控制技術、網絡技術、工業(yè)電視技術、通信技術和電力電子技術，用于井下膠帶輸送機實現自動控制，自動測量，不僅大大地提高生產效率，增加了煤炭產量，而且使設備的可靠性和利用率得到有效提高，勞動人員的安全得到可靠保證，工作環(huán)境得到進一步的改善，實現了安全、可靠、經濟的運行。近年來，國內自動化研究單位在膠帶輸送機控制方面做大量的工作。研制出以單片機和可編程序控制器為主的主控機。以燈光、模擬盤、控制臺等屏幕顯示的膠帶運輸機監(jiān)控監(jiān)測裝置。而我們廠對平煤十三礦地面及井下六條皮帶的運輸系統(tǒng)采用的是一個集自動化、信息化、計算機、網絡通訊為一體的高新技術自動化控制系統(tǒng)。該自動化控制系統(tǒng)主要由多個EQD11控制機分擔監(jiān)控任務，通過現場數據總線CAN有機結合在一起，實現對全礦井膠帶機全自動的綜合監(jiān)控。系統(tǒng)還具有全自動語音及文字預告、報警功能，并在MCGS組態(tài)軟件的平臺上開發(fā)工控機軟件，使系統(tǒng)具有友好的人機界面。此外，它還具有強大的網絡功能，和企業(yè)內部局域網相連，實現信息和資源的共亨。本礦用膠帶機綜合監(jiān)控保護系統(tǒng)是屬于完全意義上的集散型控制系統(tǒng)，用現場總線技術CAN代替了傳統(tǒng)的工業(yè)控制網絡，使得系統(tǒng)具有強大的控制功能和更高的可靠性和實時性。此外，系統(tǒng)礦局域網級網絡采用了先進的基于TCP/IP協(xié)議的工控機—服務器—客戶終端三層模式的結構體系，與傳統(tǒng)的基于C/S（客戶/服務器）模式的應用系統(tǒng)相比，增加了Internet遠程瀏覽的功能。

二系統(tǒng)組成系統(tǒng)由三級網絡組成：傳感器層、系統(tǒng)層、礦局域網傳感器層由EQD11控制機及分布在膠帶機兩側的EQG8節(jié)點機組成，它們通過現場數據總線CAN聯網，實現單條皮帶的自動監(jiān)控。EQD11控制機接收工控機或主控制機的指令，負責單條皮帶的監(jiān)控，EQG8節(jié)點機采集現場實時故障信息，并發(fā)出響應的語音報警和預告信息。系統(tǒng)層由各條皮帶的控制機和冗余的工控機組成，多臺EQD11控制機和工控機通過現場數據總線CAN聯網，實現全礦井皮帶的綜合監(jiān)控。EQD11控制機和工控機都具有友好的人機界面。礦局域網由服務器、工控機和客戶終端組成?？蛻艚K端一般包括企業(yè)內部終端（如礦長室、總工室、調度室）和企業(yè)外部終端（如礦務局），只需要利用網絡瀏覽器通過以太網瀏覽和打印服務器上的歷史數據達到最大范圍內的信息共享。

系統(tǒng)結構示意圖系統(tǒng)結構示意圖2.1控制系統(tǒng)組成膠帶機控制管理系統(tǒng)用于平煤十三礦地面與井下皮帶及設備的自動控制，包括膠帶機保護、設備的工況參數顯示、歷史記示管理等。本系統(tǒng)可實現簡單的操作到復雜的分散化控制，具有性能穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強、人機界面友好、控制手段靈活、開放性好、易于擴展、管理功能豐富、畫面形象逼真、動感強等特點。程控管理系統(tǒng)為集散型結構，由上位機系統(tǒng)、EQD11、EQG8語音閉鎖裝置組成，配以檢測保護裝置和控制設備，構成一套完整的控制系統(tǒng)。根據平煤十三礦膠帶機及輔助設備輸煤過程的控制要求和工藝要求，上位機系統(tǒng)由工控機、打印機、不間斷電源等組成，控制裝置與工控機之間通過TCP/IP協(xié)議進行通訊，實現實時監(jiān)控。2.1.1上位機系統(tǒng)上位機系統(tǒng)由工業(yè)控制機,19寸LCD顯示器,激光打印機,UPS組成。工控機包括：CPU：P42.6G硬盤：80G軟驅：1.44M光驅:52X內存：512M網卡：10M/100M自適應接口：2個232，1個LPT上位機選用具有極高的可靠性及抗干擾能力、可在惡劣環(huán)境下工作的工業(yè)控制機。在本系統(tǒng)中，負責現場各設備的啟停，運行工況顯示、過程實時監(jiān)控及故障報警用、報表統(tǒng)計、顯示打印各類現場數據。工業(yè)控制機選臺灣研華公司的產品。工控軟件采用北京昆倫通態(tài)自動化軟件科技有限公司的MCGS組態(tài)軟件，它具有多任務，擴充性強，適用范圍廣，人機界面非常友好，支持多種通訊方式，是工業(yè)自動化控制中的一種十分理想的組態(tài)軟件。②上位機系統(tǒng)特點：上位機完全取代操作臺的全部功能。所有操作均可在工作站上進行（包括程控啟停皮帶、手動控制皮帶）等。操作員通過形象，生動的監(jiān)控畫面，用鼠標點擊畫面中的按鈕，就可完成操作，并獲得相關的信息。系統(tǒng)對監(jiān)控畫面的數量沒有限制，可以根據現場需要作出盡可能多的畫面。便于操作者能夠更詳盡的了解系統(tǒng)運行的實時工況?！?】 系統(tǒng)生成的所有操作畫面均經過漢化處理。操作人員更容易掌握作用。【4】 具有完善的生產管理功能?？梢燥@示皮帶速度、拖動電機電流、各臺設備運行時間統(tǒng)計等?？梢宰詣佣〞r采集生產運行數據，對設備運行檢修時間等進行統(tǒng)計保存，生成當班報表并保存在上位機硬盤中?！?】 具有完善的語音報警功能?！?】故障自診功能?！?】可與礦上的調度室或礦長室連網，從遠程直接查看皮帶運行情況?！?】可遠程修改皮帶的參數。2.1.2技術參數平煤十三礦地面設備的具體參數如下：分站設備名稱開關數電機數/功率長度M寬度mm備注一號主給11/30kw//20111/75kw801200二號20311/15kw//20411/15kw//20511/4kw8100020611/4kw8100021111/18.5kw411000三號20711/75kw//20811/75kw//四號20911/18.5kw19120021011/18.5kw191200五號22111/132kw1421200分煤器11六號21811/37kw120100070111/90kw142100070311/55kw601200平煤十三礦井下設備的具體參數如下：分站設備名稱開關數電機數/功率長度M寬度mm備注一號己一一部22/110kw3951000-23二號己一二部11/110kw1941000-23三號己二一部11/75kw1731000-10四號己二二部33/110kw4921000-23五號己三一部8001000-14六號己三二部22/500kw22001000

三．系統(tǒng)功能3．1工控機功能工控機是礦局域網和系統(tǒng)層網絡的連接設備，并為膠帶機監(jiān)控系統(tǒng)提供了良好的人機界面，通過CAN總線和EQD11控制機相連。通過友好的人機界面可以方便的實現系統(tǒng)在線工藝參數的設置、控制流程的定義、全自動的語音和文字預告和報警功能、系統(tǒng)狀態(tài)檢查、實時信息顯示等功能。工控機傳輸延遲小，傳輸誤碼率少，重要數據具有丟失再發(fā)功能等特點。3．1．1工控機的用戶登錄畫面工控機啟動后出現如下的用戶登錄畫面，要求只有受過權的工作人員才能登錄系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全保密性。用戶只要輸入正確的用戶名和密碼就能正常登錄系統(tǒng)。工控機用戶登錄畫面圖3．1．2工控機的開機畫面授權用戶登錄系統(tǒng)后將出現如下的開機畫面時說明系統(tǒng)初始化正常。工控機開機畫面圖3．1．3工控機的開車流程定義系統(tǒng)在決大多數的情況下處在集中控制狀態(tài)。處在集中控制狀態(tài)下用戶可以根據需要靈活設置開車起始設備、結束設備，停車開車起始設備、結束設備，系統(tǒng)總皮帶條數，MECU號。用戶一旦設置好后，可以按檢查按鈕進行檢查，用戶確認無誤后本設備將被系統(tǒng)保存，下次開機將無需在設置除非流程需要變化。具體過程可分如下：⑴流程設置：自由設定啟停車流程（起車范圍、起車方向），設置畫面如圖啟停車流程定義設置畫面圖。具體設置步驟如下：（1）在監(jiān)控狀態(tài)下，單擊左上角“系統(tǒng)管理”（2）選擇“啟停車流程定義設置”，進入啟停車流程定義設置畫面（3）按下下拉按鈕或直接輸入，選擇設置的皮帶號、起始及結束設備啟停車流程定義設置畫面圖（2）流程檢查：設置完成后，單擊“檢查”，進入“啟停車流程檢查界面”確認無誤后，單擊“確認”。啟停車流程檢查界面圖3．1．4工控機的系統(tǒng)參數設置在工控機上用戶可以方便的設置設備的投入、退出，聯鎖、解鎖，延時時間。投入/推出設置可以方便用選擇需要控制的設備。系統(tǒng)有時需要單臺控制功能則在聯鎖模式下，如果下游設備沒有運行，則無法單獨開停本條皮帶；在解鎖模式下，工控機都可以單獨開停本條皮帶。延時時間用來設定各設備之間的延時時間。設置畫面如下圖所示：系統(tǒng)參數設置圖3．1．5工控機的設備參數設置工控機可以對現場設備參數進行在線設置和修改。用戶在設備名稱選擇文本框中輸入需要設置參數的設備名稱。通過下圖選項的設置用戶可以很方便的選擇投入、退出的受控單元，具體設置項如下圖所示：設備參數設置界面3．1．6工控機的設備參數檢查用戶在開車之前可以通過設備參數檢查功能來查看相關設備的現場參數設置，用戶在設備名稱選擇文本框中輸入需要檢查參數的設備名稱，按確認按鈕系統(tǒng)就會把該設備的現場設備參數設置返回給工控機，用戶通過如下畫面就可以清楚的知道現場的參數設置情況。設備參數檢查界面3．1．7工控機的設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面給出了系統(tǒng)中所有設備的運行狀態(tài)，用動畫模擬出現場設備是在運行狀態(tài)還是在停止狀態(tài)。用戶也可以通過界面給出的集控開車按鈕、集控停車按鈕，方便的開停整個系統(tǒng)。在有緊急故障使可以通過緊急停車按鈕立刻停車。在任何時刻現場有故障都會從畫面上顯示出來同時會有響應的語音提示，一般故障消除后在畫面上的警告信息也會自動消除。用戶通過復位按鈕也可以手動消除。下圖為設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面3．1．8工控機的單臺設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面用戶可以選擇單臺設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面，從而可以更清楚的知道具體某臺設備的運行狀態(tài)。在解鎖的情況下用戶可以通過單機開車按鈕、單機停車按鈕實現對單臺設備的控制，通過界面上的故障燈、集控燈、自動燈、手動燈、檢修燈、解鎖燈，用戶可以清楚的知道本設備的狀態(tài)。下圖為單臺設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面。單臺設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面3．1．9工控機的單臺設備模擬量顯示界面現場設備有很多模擬量數據用戶可以選擇單臺設備運行狀態(tài)監(jiān)控界面的模擬量顯示按鈕進入本設備的模擬量顯示界面。設備的主要模擬量有：電機電流、電機溫度、煤位、皮帶張力、皮帶運行速度。下圖為單臺設備模擬量顯示界面單臺設備模擬量顯示界面3．2EQD11控制機控制功能3．2．1控制方式選擇:通過轉換開關選擇如下控制方式： 集控：通過工控機或EQD11控制機實現對系統(tǒng)的控制 自動：通過EQD11控制機實現本條皮帶的控制 手動：通過EQD11控制機上的手動按鈕實現本條皮帶的控制 檢修：檢修狀態(tài)，停止控制（詳情見EQD11控制機使用說明書）3．2．2自動開車自動開車是現場工作人員按下鍵盤上的“自動開車”后，現場設備按EQD11控制機默認的開車流程（如開車方向、開車時間等），自動開車。3．2．3集控開車集控開車有兩種開車模式：流程默認為順煤流起車當現場設備及環(huán)境一切正常，工作人員發(fā)出集控開車命令時，系統(tǒng)按默認的流程（順煤流）開車，減小系統(tǒng)空載功耗，提高經濟效益。②發(fā)生故障時逆煤流起車 當現場設備出現故障時，工作人員發(fā)出集控開車命令時，系統(tǒng)按逆煤流開車。3．2．4工藝參數設置：略（見EQD11控制機使用說明書）3．2．5預告及報警設置：略（見EQD11控制機使用說明書）3．3礦局域網功能介紹3．3．1基于TCP/IP協(xié)議，功能強大，維護簡單又不失通用性網絡系統(tǒng)軟件采用目前應用最為廣泛的TCP/IP（網際傳輸控制）協(xié)議。因而，可以充分利用大多數企業(yè)單位都擁有的局域網設施，為企業(yè)內每一位上網的計算機用戶提供強大而穩(wěn)定的實時生產信息瀏覽服務。3．3．2先進的三層體系結構與一般軟件的點對點網絡結構相比，本系統(tǒng)軟件采用更為先進的工控機—服務器—客戶終端三層結構體系。這樣，所有的歷史數據信息都在其中間層——服務器上統(tǒng)一管理、分配，因此對于維護人員，系統(tǒng)的維護更加簡單、有效，信息的提供方式更為一致；對于企業(yè)管理人員來說，可以更方便地得到全面及時的現場信息。3．3．3充分利用已有軟件硬件資源系統(tǒng)軟件可以利用現有網絡的軟、硬件資源，無論是簡單的小型對等共享局域網，還是企業(yè)的內部網站，系統(tǒng)軟件都可以與其無縫連接。3．3．4流行的瘦客戶終端機制，最大程度的減少軟件購買、培訓、維護費用和工作量系統(tǒng)軟件引入了先進的瘦客戶終端機制。即：在客戶端只需要有MicrosoftInternetExplorer5.0版本的網頁瀏覽器，就可以對現場的各種事務進行瀏覽，甚至控制。無需在用戶的計算機上安裝任何軟件，既減少了軟件購買成本，又可以充分利用大部分用戶都具備的使用瀏覽器來瀏覽網頁的能力，無需另外培訓用戶來使用客戶端軟件。3．3．5完整的用戶權限管理機制系統(tǒng)軟件的用戶權限管理部分，增加了軟件的簡單、易用而又穩(wěn)定、可靠的特性；特別是能夠防范由于瀏覽器的廣泛使用而對系統(tǒng)安全造成的威脅。3．3．6遠程控制功能：無論何時何地，要處理現場事務，只需鼠標一點用戶不但可以在客戶終端瀏覽、打印現場的各種數據、報表；還可以對現場的運行情況進行控制?？刂菩畔⑼ㄟ^服務器，傳達到現場的各種控制儀器上，從而實現遠程控制的功能。3．3．7集中發(fā)布，集中管理系統(tǒng)軟件的維護工作將只集中在服務器端，在客戶端無需任何編程工作。同時，所有的控制信息和數據信息都集中到服務器端后，再由服務器對其進行統(tǒng)一地以一致的方式管理和發(fā)布。這使得后期管理、維護都更為容易、方便。3．3．8服務器端的需求系統(tǒng)軟件在服務器端的系統(tǒng)要求為：1）在相當于Intel公司的奔騰133或以上級別的CPU微型機上使用，推薦使用主頻為300Mhz以上的IBMPC兼容機；2）圖形顯示卡含有1MB以上的顯存，至少可以在640*480*256模式下運行，推薦在800*600分辨率16位色彩模式下運行，以獲得更好的視覺效果；MicrosoftInternetExplorer5.0以上版本。同時需要其安裝盤以便瀏覽端用戶需要升級瀏覽器時可以提供；大約45MB剩余硬盤空間；如使用的操作系統(tǒng)為MicrosoftWindows98或MicrosoftWindowsME，則應當至少有64MB內存，且只能使用MicrosoftAccess數據庫來作為存盤數據庫；6）如使用的操作系統(tǒng)為MicrosoftWindowsNT4.0，則需要安裝ServicePack3或以上版本的補丁包，應當有至少64MB內存，推薦使用128MB內存以獲得更高的性能；同時，如果需要把SQLServer數據庫服務器安裝到本機上，還需要附加至少48M內存；如使用的操作系統(tǒng)為MicrosoftWindows2000，則應當有至少128MB內存，同時，如果需要把SQLServer數據庫服務器安裝到本機上，還需要附加至少48M內存；3．3．9客戶端的需求客戶端的要求比較簡單，在任何安裝了MicrosoftIE5.0及以上版本網頁游覽器的Windows9x、WindowsME、WindowsNT4.0及Windows2000的操作系統(tǒng)上均可以正常瀏覽所需內容。其他的設備如工控機，監(jiān)控分站都是專用設備詳細的說明分別見各自的單元。

四．產品的特色和創(chuàng)新之處4.1用現場數據總線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)級控制網絡4.2實現較高的開放性（由于CAN有著統(tǒng)一的標準）用戶可以自己的需要和考慮，通過現場總線構筑自動化領域的開放互連系統(tǒng)，實現信息共享。4.3實現監(jiān)控系統(tǒng)的全分散系統(tǒng)結構本系統(tǒng)突破傳統(tǒng)的系統(tǒng)結構，采用多CPU并行技術，提高系統(tǒng)的可靠性。而傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用主從結構，一旦主CPU出現故障就會出現全線崩潰。4.4靈活的控制功能4．4．1可由用戶自由設定工藝流程系統(tǒng)提供了良好的人機界面，用戶可以根據自己的需要和考慮，可用工業(yè)PC機或控制機上的按鍵修改生產工藝參數，而不要專業(yè)人員修改程序。從而方便用戶。4．4．2實現設備間的聯鎖關系的自由設定現場工作人員可以根據實際情況，通過工控機或控制機上的相關設置，可以改變其想要的那臺控制機是獨立還是融合系統(tǒng)網絡中，而不必專業(yè)人員修改程序或電路。4．4．3能隨意修改皮帶煤流的運行方式本系統(tǒng)可以設置三種運行方式：⑴按順煤流啟車。⑵逆煤流啟車。⑶以故障點為基點。故障點前面的皮帶為順煤流啟車，故障點后面的皮帶逆煤流啟車，從而減少皮帶空載運轉的時間，提高經濟效益。4．4．4自動語音預告及報警功能的實現本系統(tǒng)具有強大的語音功能，可以實現語音預告，語音提醒，語音報警（語音報警詳細、準確、高效）。4．4．5系統(tǒng)自診斷功能的實現是本系統(tǒng)的又一大特色，系統(tǒng)在啟動時對系統(tǒng)進行自動檢測，如果不符合開機條件，將自動停機，同時還發(fā)出語音報警、顯示故障信息、指示故障、自動保護等一系列報警和保護，以免故障的擴大化及經濟損失。4.5可由單個控制系統(tǒng)實現全井膠帶機的綜合監(jiān)控功能本系統(tǒng)具有很強的監(jiān)控能力適應礦用控制的各個層面。

五.控制機實體圖5.1控制機箱體圖5.2操作面板圖5.3顯示面板圖5.4液晶屏5.5觸摸鍵盤5.6液晶顯示

六檢測保護裝置6.1速度檢測保護裝置以下介紹的檢測保護裝置適用于煤炭、冶金、化工、建材以及選煤廠、鋼鐵廠、電廠、港口、糧食等惡劣工業(yè)環(huán)境。外殼防護等級達到IP54以上。它們即可與膠帶輸送機電氣控制裝置配套，也可單獨使用。6.1.1選用KG5007A型速度檢測傳感器，它為礦用本質安全型電氣設備，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險的環(huán)境。與膠帶輸送機電氣控制裝置配套，用作輸送機膠帶速度（加速度）檢測、低速打滑、斷帶和超速保護。主要特點：*測速范圍廣，低速性能好，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強。*密封性能好，能在有瓦斯、煤塵、煙霧、水汽等惡劣環(huán)境中使用。*彈性支架安裝，摩擦連接方式，安裝簡單方便，運行可靠，測速精確。主要技術指標*電源：DC12V~24V，工作電流不大于50mA。煤礦井下使用時，需由本安電源（如KTK（80）、KJ2019.2等關聯設備）供電。*頻率輸出：5V方波輸出，f=200V其中：f-輸出頻率值，單位：Hzv-膠帶速度值，單位：m/s*引入電纜外徑：7~12mm*防爆型式：礦用本質安全型ExibI*外殼防護等級：IP54。*重量：10kg6.2KG5007系列跑偏開關選用KG5007型皮帶跑偏傳感器，它為礦用本安型電氣設備，適用于煤礦有瓦斯、煤塵爆炸危險的環(huán)境。與膠帶輸送機電氣控制裝置配套，用作輸送機膠帶跑偏檢測和保護。主要特點：*體積小、重量輕、密封性能好、維護方便。*觸點動作后還留有較大的探桿轉動緩沖角，使其本身不易損壞。*探桿上裝有尼龍滾動護套，避免探桿和膠帶間磨擦。技術指標*輸出無電位接點，觸點容量：AC380V、DC220V、5A。（煤礦井下使用時須與本安電路連接