32煤礦綜合自動(dòng)化概念.ppt

1、3.2煤礦綜合自動(dòng)化概念,綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)對(duì)礦井生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運(yùn)行參數(shù)的統(tǒng)計(jì)并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，這樣使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。同時(shí)將一些主要生產(chǎn)數(shù)據(jù)和安全情況向上一級(jí)管理部門(mén)進(jìn)行匯報(bào)，上一級(jí)管理部門(mén)可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)對(duì)煤礦進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視。出現(xiàn)緊急情況發(fā)出告警信號(hào)。 基于CIMS原理提出 CIMAS,CIMAS采用最新“三層結(jié)構(gòu)”模式（企業(yè)信息化的三層模型：PCS、MES和MIS）開(kāi)發(fā)，是一套支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)環(huán)境和常規(guī)控制系統(tǒng)（DCS、P

2、LC）環(huán)境下的功能涵蓋過(guò)程控制與監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備診斷維護(hù)、先進(jìn)控制與優(yōu)化控制、生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度、決策支持等于一體的網(wǎng)絡(luò)化、多功能的、開(kāi)放的、可擴(kuò)充和可裁剪的綜合自動(dòng)化系統(tǒng),煤礦綜合自動(dòng)化層次架構(gòu),3.3煤礦綜合自動(dòng)化內(nèi)容,煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控（通風(fēng)安全環(huán)境監(jiān)測(cè)）子系統(tǒng)、瓦斯抽放監(jiān)測(cè)（管道瓦斯抽放監(jiān)測(cè)與控制）子系統(tǒng)、火災(zāi)預(yù)報(bào)束管監(jiān)測(cè)（煤層自然發(fā)火實(shí)時(shí)分析）子系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)子系統(tǒng)、電力監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、膠帶機(jī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、主副（斜）井提升監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、礦壓監(jiān)測(cè)（礦井沖擊地壓實(shí)時(shí)分析及專(zhuān)家診斷預(yù)測(cè)與控制）子系統(tǒng)、礦用自動(dòng)防塵撒水控制（皮帶機(jī)頭自動(dòng)噴水降塵）

3、子系統(tǒng)、機(jī)車(chē)調(diào)度子系統(tǒng)、考勤子系統(tǒng)、電話(huà)通訊子系統(tǒng)、電視會(huì)議子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等等。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有將上述各控制子系統(tǒng)無(wú)縫集成的能力，系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口,每個(gè)子系統(tǒng)用一個(gè)軟件適配器與綜合監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的UDP通信接口，系統(tǒng)支持瓦斯監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、配電監(jiān)測(cè)、機(jī)電設(shè)備監(jiān)控管理等各種子系統(tǒng)的軟件適配。系統(tǒng)架構(gòu)是全開(kāi)放的，擴(kuò)展能力很強(qiáng)。每接入一種子系統(tǒng)模塊，只需要一個(gè)適配程序。系統(tǒng)初建時(shí)可根據(jù)需求和條件先建最急需的最基本的核心平臺(tái)，然后分期分批增加各種子系統(tǒng)及不斷升級(jí)，最后建成最完善的系統(tǒng)。,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),3.3煤礦綜合自動(dòng)化內(nèi)容,部分子系統(tǒng),1水泵電控系統(tǒng) 采集參數(shù)

4、：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開(kāi)停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)水水位，開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約2瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 采集參數(shù)：瓦斯?jié)舛?，風(fēng)速，環(huán)境溫度，負(fù)壓，水位，設(shè)備開(kāi)停，風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)，饋電開(kāi)關(guān)，電壓，電流，風(fēng)筒開(kāi)關(guān)，軸溫，抽放管溫度，抽放管壓力，抽放管瓦斯?jié)舛?，抽放管流量，故障?bào)警等。 采集方式：采用規(guī)約轉(zhuǎn)換或讀數(shù)據(jù)庫(kù)的方式均可 接入方法：TCP/IP通信 3提升機(jī)電控系統(tǒng)采集參數(shù)：安全回路、實(shí)時(shí)速度、電流曲線(xiàn)、電壓、電流、故障、開(kāi)停、電機(jī)溫度、PLC狀態(tài)、開(kāi)關(guān)量、模擬量、鉤數(shù)、提升容器位置監(jiān)測(cè)。 采集方式：PLC控制或分站

5、式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約4風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng) 采集參數(shù)：電機(jī)電壓，電機(jī)電流，故障，開(kāi)停,電機(jī)溫度,進(jìn)水壓力,出水壓力,真空壓力,進(jìn)水水位，開(kāi)關(guān)位置信號(hào)。 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約,3.3煤礦綜合自動(dòng)化內(nèi)容,部分子系統(tǒng),5膠帶機(jī)電控系統(tǒng) 采集參數(shù)：打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏、煤位，速度，開(kāi)停，拉繩等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約6鍋爐電控系統(tǒng) 采集參數(shù)：鍋堂溫度，鍋堂前中后壓力（負(fù)壓）上鍋筒溫度，上鍋筒壓力，蒸汽出口流量，蒸汽管路壓力，省煤器溫度，煙道溫度，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)度，風(fēng)量開(kāi)關(guān)，引風(fēng)機(jī)吸

6、風(fēng)量開(kāi)度，風(fēng)量開(kāi)關(guān)，供水調(diào)節(jié)閥閥門(mén)開(kāi)度，水位調(diào)節(jié)器開(kāi)關(guān)，顯示，供煤爐排速度顯示，速度調(diào)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)手自顯示，水位報(bào)警，水位顯示（電接點(diǎn)和差壓變送兩個(gè)顯示），供水閥前、后壓力，供水溫度，流量，出渣機(jī)狀態(tài)，循環(huán)泵狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)停狀態(tài)，引風(fēng)開(kāi)停狀態(tài)，供水泵開(kāi)停狀態(tài)，鼓風(fēng)機(jī)軸溫，引風(fēng)機(jī)軸溫，風(fēng)機(jī)變頻器速度等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約,3.3煤礦綜合自動(dòng)化內(nèi)容,部分子系統(tǒng),7生活污水處理站 采集參數(shù)：水池液位，流量，ORP值，溶解氧值，濁度，PH值，溫度，COD值，水泵開(kāi)停，水泵故障，加氯開(kāi)關(guān)，加藥開(kāi)關(guān)，電流，電壓，壓力等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入

7、方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約8空壓機(jī)電控 采集參數(shù)：一級(jí)氣缸排氣溫度、二級(jí)氣缸排氣溫度、后冷卻器排氣溫度 冷卻水進(jìn)水總管水溫、空氣壓縮機(jī)組冷卻水排水溫度 空氣壓縮機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油溫度、空氣干燥器裝置進(jìn)氣溫度 空氣干燥器裝置排氣溫度、加熱再生吸附式空氣干燥裝置加熱器溫度 加熱再生吸附式空氣干燥裝置再生氣進(jìn)氣溫度 加熱再生吸附式空氣干燥裝置再生氣排氣溫度 冷凍式空氣干燥裝置蒸發(fā)溫度、壓縮機(jī)空氣站供氣母管壓力 一級(jí)氣缸排氣壓力、二級(jí)氣缸排氣壓力、儲(chǔ)氣罐氣壓 空氣壓縮機(jī)組冷卻水進(jìn)水（閥后）壓力、空氣壓縮機(jī)組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑油壓力 空氣干燥裝置壓差、空氣過(guò)濾器壓差、壓縮空氣站供氣母管流量 電壓，電流，開(kāi)停，故障

8、等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約,3.3煤礦綜合自動(dòng)化內(nèi)容,部分子系統(tǒng),9110kV變電站和35kV變電站監(jiān)控系統(tǒng) 采集參數(shù)：相電壓，線(xiàn)電壓，電流，故障，開(kāi)停,高壓開(kāi)關(guān),饋電開(kāi)關(guān)，主變溫度,功率因數(shù)，電度，有功功 率，無(wú)功功率，視在功率，零序電流，頻率，有功電能，無(wú)功電能等。 采集方式：變電站控制系統(tǒng)，遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電力101規(guī)約 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約10選煤廠(chǎng)集控系統(tǒng) 采集參數(shù)：煤倉(cāng)煤位，重量，各種皮帶保護(hù)，開(kāi)停狀態(tài)，故障狀態(tài)，裝車(chē)車(chē)號(hào)，裝車(chē)時(shí)間，車(chē)皮數(shù)量，裝車(chē)日期，計(jì)量秤瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，日產(chǎn)量，班產(chǎn)量，皮帶給煤機(jī)開(kāi)停，故障等 采集方式：PLC

9、控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約 接入方法：直接接入安裝在所內(nèi)的工業(yè)交換機(jī)。11采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)電控系統(tǒng) 采集參數(shù)：開(kāi)停狀態(tài)、電量參數(shù)（包含機(jī)組、工作溜、順槽皮帶的開(kāi)停、電流、電壓，掘進(jìn)機(jī)、順槽皮帶的開(kāi)停、電流、電壓） 采集方式：采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)配套電控系統(tǒng) 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約.12水處理系統(tǒng) 采集參數(shù)：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、流量、水位等 采集方式：PLC控制或分站式數(shù)據(jù)采集 接入方法：直接接入或轉(zhuǎn)換規(guī)約,“數(shù)字化礦井”、煤礦信息化、煤礦綜合自動(dòng)化三者關(guān)系,1、從三者概念表述、內(nèi)容描述及層次結(jié)構(gòu)上看，存在聯(lián)系： 都是煤礦發(fā)展方向 2、本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，而是從不同角度提出煤炭企業(yè)今

10、后發(fā)展的方向。三者之間信息化是實(shí)質(zhì)，數(shù)字化是表達(dá)形式，自動(dòng)化是基礎(chǔ)和目的。所有的高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井其核心是信息，即各種信息的采集、傳輸、應(yīng)用和反饋的閉環(huán)過(guò)程，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，所有的信息都將以數(shù)字（化）的方式表現(xiàn)出來(lái)，其應(yīng)用的最終價(jià)值將體現(xiàn)在礦井安全生產(chǎn)自動(dòng)化（管控一體化）上，體現(xiàn)在企業(yè)的減人增效、保障安全上。 1）信息化是現(xiàn)代化礦井的實(shí)質(zhì)。現(xiàn)代化礦井實(shí)質(zhì)上是依賴(lài)對(duì)礦井地理、生產(chǎn)、安全、設(shè)備、管理和市場(chǎng)等方面的信息進(jìn)行采集、傳輸、處理、應(yīng)用和提升，達(dá)到信息增值的目的。其主要內(nèi)容包括信息的采集（傳感器與檢測(cè)）、信息的傳輸（通信）、信息的處理（計(jì)算機(jī)）、信息的應(yīng)用與集成（自動(dòng)化）等

11、等。信息是未來(lái)煤礦企業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，擁有全面、完整、準(zhǔn)確的信息是企業(yè)提高生產(chǎn)能力，保證安全，提高管理水平、市場(chǎng)應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的重要保障。,美國(guó)和澳大利亞的煤炭企業(yè) 走在前列,2）數(shù)字化是信息的表達(dá)形式，而且是信息最高、最先進(jìn)的表達(dá)形式。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多煤礦的地理信息、生產(chǎn)信息、安全信息、設(shè)備工況信息從采集（傳感器）開(kāi)始，就實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。傳感器在采集信息的同時(shí)，它可以對(duì)信息進(jìn)行處理、自校正等，不僅使被采集的信息更準(zhǔn)確，而且可以在一根總線(xiàn)上掛許多個(gè)傳感器，使信息傳輸系統(tǒng)更簡(jiǎn)便。而被采集的信息不會(huì)因傳輸距離和環(huán)境使精度受到影響。由于信息是以數(shù)字

12、的形式進(jìn)行采集、處理、傳輸和應(yīng)用，因此，生產(chǎn)、安全、管理、市場(chǎng)等信息可以在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行傳輸和交流，使所有的信息能得到更充分的應(yīng)用，使所采集到的信息得到更大的增值。 3）自動(dòng)化（管控一體化）則是現(xiàn)代化礦井的重要基礎(chǔ)和目的。自動(dòng)化是指機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（煤礦包括環(huán)境安全）、管理過(guò)程（DA、BA）在沒(méi)有人的直接參與，經(jīng)過(guò)自動(dòng)檢測(cè)、信息傳輸、信息處理、分析判斷、操縱控制，實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的目標(biāo)。信息化（數(shù)字化）的信息絕大部分來(lái)自于各種生產(chǎn)、工況、安全的自動(dòng)檢測(cè)裝置（傳感器），這些是信息化（數(shù)字化）的基礎(chǔ)。反之，由于實(shí)現(xiàn)了信息化（數(shù)字化），可以在地面對(duì)礦井的生產(chǎn)設(shè)備的工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，可以實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)各種地理、安全信息，大大減少井下作業(yè)的人數(shù)，這不僅可以提高效率，而且可以大大提高煤礦的安全水平。實(shí)現(xiàn)了管控一體