煤礦皮帶集控系統(tǒng)技術(shù)方案設計

1、KTC158煤礦皮帶通訊控制系統(tǒng)濟南華科電氣設備有限公司Jinan Huake Electrical Device Co., LTD2014 年公司概況濟南華科電氣設備有限公司是全國領先的礦山信息技術(shù)解決方案供應商， 公司通過 為全國煤礦礦山和非煤礦山提供創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品解決方案， 讓礦山用戶享有語音、數(shù)據(jù)、 多媒體、無線等全方位溝通。公司成立于2003年，位于美麗泉城濟南高新開發(fā)區(qū)，公司自創(chuàng)建以來一直從事研 發(fā)、生產(chǎn)和銷售各種礦用電氣產(chǎn)品。擁有完整的、端到端的產(chǎn)品線和融合解決方案，通 過全系列的無線、有線、業(yè)務、終端產(chǎn)品和專業(yè)服務，靈活滿足全國不同用戶的差異化 需求。公司具有一批經(jīng)驗豐富、多年

2、從事礦用電氣產(chǎn)品研制和生產(chǎn)的專業(yè)技術(shù)人員，技術(shù)力量雄厚，檢測設備齊全，售后服務貼心。華科堅持以持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，為客戶不斷創(chuàng)造價值，至今已經(jīng)成功研制并投入生產(chǎn)和 銷售的產(chǎn)品達數(shù)十種，包括KTC煤礦皮帶通訊控制系統(tǒng)、KT190礦用廣播通信系統(tǒng)、KT158 礦用無線通信系統(tǒng)、礦用工業(yè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、煤礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。公司管理規(guī)范、科學，駕馭市場的能力日益增強，已進入高速良性發(fā)展的軌道。公 司將以現(xiàn)代化的管理手段，先進的技術(shù)，優(yōu)良的軟、硬件，高品質(zhì)和高可靠性的產(chǎn)品， 良好的信譽和優(yōu)質(zhì)的售后服務，為煤礦的現(xiàn)代化生產(chǎn)做出我們的努力。 在與客戶的長期 合作中，我公司堅持誠實守信，質(zhì)量第一，跟蹤服務，努力使廣大

3、客戶滿意。我們追求 卓越，勇于創(chuàng)新，以團隊的力量來完成華科人的使命。公司真誠向全國各地用戶承諾： 產(chǎn)品質(zhì)量可靠，價格合理，信守合同，還可根據(jù)用戶現(xiàn)場需要設計生產(chǎn)。華科電氣具有十分豐富的實施經(jīng)驗， 熟知項目的風險所在及成功之關鍵， 有一支由 銷售代表、行業(yè)顧問、體系結(jié)構(gòu)設計專家、項目經(jīng)理和方案實施專家組成的團隊，對項 目配備充足的資源?？蛻糁辽系姆绽砟?，第一時間的服務承諾，改進完善的逆向服務，全員服務的管 理體制。濟南華科電氣設備有限公司將以雄厚的技術(shù)力量、嚴格的質(zhì)量控制體系及飽滿的工作熱情，為煤礦企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務， 公司倡導與用戶真誠合作，做用戶可靠朋友的 企業(yè)宗旨和以人為本，追求卓越，勇于

4、創(chuàng)新，以團隊的力量來完成企業(yè)文化。濟南華科 電氣設備有限公司將與煤礦企業(yè)共創(chuàng)美好未來！二、技術(shù)方案1、系統(tǒng)概述KTC158煤礦皮帶通訊控制系統(tǒng)整體采用工業(yè) PLC和嵌入式技術(shù)，人機界面采用12.1 寸TFT顯示終端，上位機采用防爆計算機，可實現(xiàn)井下掘進順槽皮帶、采煤工作面順槽 皮帶、主運輸皮帶以及洗煤廠皮帶等的保護，控制、沿線通話、故障檢測、顯示及報警等功能,帶有標準的以太網(wǎng)接口、 RS485 RS232接口。從小皮帶到主運皮帶；從單條 運輸膠帶到整個礦井的所有固定膠帶機運輸系統(tǒng)；從簡單的頭尾搭接到“丁”字型、“山”字型搭接；從設備啟?？刂频焦ぷ麟娏?、電壓顯示、皮帶速度檢測和顯示、 煤倉煤位

5、檢測和顯示、高低煤位停機；電機溫度、運行頻率、風機狀態(tài)等的檢測和顯示 及計算機遠程傳輸通信；故障自診斷等均可提供全套解決方案。2、先進性和可擴展性：隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮。因此本系統(tǒng)在投資費用許可 的情況下應充分利用現(xiàn)代最新技術(shù)，以使系統(tǒng)在盡可能長的時間內(nèi)與社會發(fā)展相適應。 但由于現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展， 故必須充分考慮今后的發(fā)展需要，設計方案必須具備 前瞻性和可擴展性。這種可擴展性不僅充分保護了甲方的投資， 而且具有較高的綜合性 能價格比。本設計對此均作了充分考慮，預留了輸入輸出等各種接口，極便于系統(tǒng)的擴展和升級。3、安全性和可靠性：KTC158煤礦皮帶通訊控制系統(tǒng)作

6、為皮帶運輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，對安全型和可靠性 有極高的要求，因此系統(tǒng)設計必須安全、可靠，本方案已充分考慮采用成熟的技術(shù)和產(chǎn) 品，在設備選型和系統(tǒng)的設計中盡量減少故障的發(fā)生。并從設備防塵、防水以及設備快速安裝和維護等方面，都必滿足可靠性的要求。特別重要的一點是本方案選用的所有主 要關鍵設備，均符合煤礦安全使用標準。4、系統(tǒng)設計主要依據(jù)主要依據(jù)：煤礦安全規(guī)程煤礦設計規(guī)范智能調(diào)度室裝備規(guī)范煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求爆炸性環(huán)境用防爆電氣通用設備要求爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備本質(zhì)安全型電路和電氣設備5、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成本皮帶通訊控制系統(tǒng)主要由以下產(chǎn)品組成。礦用隔爆兼本安型計算機；礦用本安型主

7、控制器；礦用隔爆兼本安型電源；礦用本安型閉鎖擴音電話；礦用本安型遠控電話；礦用本安型分站；礦用本安型拉線急停開關；礦用本安型耦合器； KDW660/18礦用隔爆兼本安型電源；礦用本安型終端； KB127T用隔爆型網(wǎng)絡攝像儀。6、系統(tǒng)設計規(guī)范使用KTC皮帶通訊控制系統(tǒng)實現(xiàn)2條皮帶的集中和分布式控制：6.1、1號皮帶的通訊控制系統(tǒng)設計：、 首先在1號皮帶（1000米）的機頭開關電站附近安裝1臺本安型主控制器 和1臺隔爆兼本安型電源，作為1號皮帶的控制中心；、 從主控制器開始，沿皮帶方向每100米安裝1臺拉線急停擴音電話，每200 米安裝一臺拉線急停開關，一直敷設到機尾；、 將1號皮帶機的抱閘電機控

8、制線接入主控制器，用來控制抱閘電機的開停。4、將1號皮帶機的用于控制主運電機的開關先導線或變頻器先導線引入主控制器，用來控制主運電機的啟停；、 如果被控對象為變頻器，主控制器可通過RS485總線與其通訊，讀取變頻 器的電流值和頻率值等數(shù)據(jù)；、將1號皮帶機頭的溫度傳感器、速度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器、 機頭跑偏傳感器等輸入信號就近接入主控制器，用來實時監(jiān)測各個保護信號；、在1號皮帶的中間位置將中間跑偏傳感器接入最近一臺拉線急停電話的輸 入口，用來監(jiān)測皮帶中間位置的跑偏情況；、在1號皮帶機的機尾附近將機尾跑偏傳感器和撕裂傳感器接入最近一臺拉 線急停電話，用來監(jiān)測是否有撕裂發(fā)生和機尾跑偏情況。

9、6.2、2號皮帶的通訊控制系統(tǒng)設計：、 首先在2號皮帶（2000米）的機頭開關電站附近安裝1臺本安型分站和1 臺KDW127/186源，作為2號皮帶的控制中心；、 從分站開始，沿皮帶方向每100米安裝1臺拉線急停擴音電話，每200米 安裝一臺拉線急停開關，一直敷設到機尾；、將2號皮帶機的抱閘電機控制線接入分站，用來控制抱閘電機的開停。、將2號皮帶機的用于控制主運電機的開關先導線或變頻器先導線引入主分 站，用來控制主運電機的啟停；、 如果被控對象為變頻器，分站可通過RS485總線與其通訊，讀取變頻器的 電流值和頻率值等數(shù)據(jù)；、將2號皮帶機頭的溫度傳感器、速度傳感器、煙霧傳感器、堆煤傳感器、 機頭

10、跑偏傳感器等輸入信號就近接入分站，用來實時監(jiān)測各個保護信號；、在2號皮帶的中間位置將中間跑偏傳感器接入最近一臺拉線急停電話的輸 入口，用來監(jiān)測皮帶中間位置的跑偏情況；、在2號皮帶機的機尾附近將機尾跑偏傳感器和撕裂傳感器接入最近一臺拉 線急停電話，用來監(jiān)測是否有撕裂發(fā)生和機尾跑偏情況；、在最后一臺拉線急停電話的后面插上終端，用來檢測末端電壓。6.3兩條皮帶控制系統(tǒng)的級聯(lián)用1條20米的七芯通信電纜將1號皮帶機的最后一個電話和2號皮帶機頭的分站 連在一起，實現(xiàn)兩條皮帶控制系統(tǒng)的信息共享和集中控制6.4控制流程641、集控控制方式在集控控制方式下，1號皮帶和2號皮帶的啟停具有先后順序，即：在1號皮帶不

11、 啟車的情況下，2號皮帶無法啟車；當1號皮帶停車時，2號皮帶會自動停車；從而實 現(xiàn)逆煤流啟車、順煤流停車的功能。主控制器的優(yōu)先級較高，它可以對1號皮帶進行控制，也可以對2號皮帶進行控制 （即集中控制）；分站的優(yōu)先級較低，它只能控制 2號皮帶。、檢修控制方式在檢修控制方式下，1號皮帶和2號皮帶沒有啟停的聯(lián)鎖關系，即：1號皮帶停車 的情況下，不影響2號皮帶的啟停。此種方式主要用于皮帶檢修時使用。保護信號的處理、溫度保護：當溫度傳感器動作時，主控制器發(fā)出語音報警，皮帶機立即 停機，同時超溫灑水打開；、煙霧保護：當煙霧傳感器動作時，主控制器發(fā)出語音報警，皮帶機立即 停機，同時超溫灑水打開；、速度保護：

12、當速度傳感器的速度值低于低速值或高于高速值時，主控制 器發(fā)出語音報警，皮帶機立即停機；、堆煤保護：皮帶運行時，有時會出現(xiàn)矸石或大煤塊瞬間碰到傳感器的情況，所以堆煤保護可以設定檢測延時時間，在檢測延時時間內(nèi)（比如 1秒鐘）主控制器 不會停止皮帶的運行，當保護時間超過檢測時間時，主控制器發(fā)出語音報警，皮帶機立即停機；、機頭跑偏保護：同堆煤保護類似，當皮帶運行時，有時會出現(xiàn)矸石或大煤塊瞬間碰到傳感器的情況，所以跑偏保護可以設定檢測延時時間，一級跑偏發(fā)生時， 主控制器只報警不停車；二級跑偏發(fā)生時，當保護時間超過檢測時間，主控制器發(fā)出語音報警，皮帶機立即停機；、皮帶中間的跑偏保護：皮帶較長時，一般皮帶的

13、中間需要敷設跑偏保護，中間的跑偏保護可以就近接入最近的一臺拉線急停地電話，該跑偏信號會通過總線的方式由七芯通信電纜傳輸?shù)街骺刂破骰蚍终?，然后進行相應的處理。、皮帶機尾的跑偏保護：同中間跑偏類似，也是就近接入拉線急停電話。641.8、撕裂保護：撕裂傳感器一般在機尾位置，就近接入最近的拉線急停電話， 當撕裂傳感器動作時，主控制器發(fā)出語音報警，皮帶機立即停機；641.9、急停保護：皮帶沿線每臺拉線電話或拉線開關之間都有鋼絲繩相連，當拉動鋼絲繩時，拉線電話或拉線開關會動作，主控制器會發(fā)出語音報警，皮帶機立即停機。、超溫灑水：當煙霧傳感器動作或溫度傳感器動作時，主控制器或分站會 將電磁閥打開，從而實現(xiàn)超

14、溫灑水的功能。7、單機產(chǎn)品介紹7.1礦用隔爆兼本安型計算機隔爆兼本安型計算機主要有嵌入式計算機、22寸液晶顯示器、2個百兆光口、3個百兆電口、電源和本安鍵盤組成。 可通過該計算機實現(xiàn)對下位機或分站的集中控制，同時也可接入隔爆型攝像機實現(xiàn)對生產(chǎn)沿線的監(jiān)控。通過自身的光口可接入及井下環(huán)網(wǎng)， 從而實現(xiàn)現(xiàn)場參數(shù)和視頻的上傳。7.2礦用本安型主控制器ViUM：l:.礦用本安型主控制器采用西門子 PLG嵌入式計算機和12.1寸顯示終端組成，具 體功能和參數(shù)如下：皮帶機運輸機的啟車/停車控制、單個電機的點動；多條皮帶的級聯(lián)控制（按逆煤流方向啟車，順煤流方向停車）；皮帶沿線的單工擴音通話功能（擴音強度大于10

15、0dB）;皮帶沿線的信號打點功能（信號響度大于 100dB）；顯示功能：主控制箱采用12.1寸TFT大屏幕液晶顯示，各設備的啟停狀態(tài)、沿線 電話狀態(tài)、電機的電流、溫度、各皮帶保護（包括速度、煙霧、溫度、堆煤、機頭跑偏、 中間跑偏、機尾跑偏、撕裂、沿線急停以及超溫灑水等）都以動畫和漢字的形式進行雙 重顯示；設備啟停時間統(tǒng)計、顯示功能；控制對象的多樣化：控制對象可以是組合開關，變頻器,軟啟動等靈活的參數(shù)設置及調(diào)整功能；主控制箱可提供30路輸入端口和26路輸出端口（可擴展至更多）多條皮帶分布和集中式控制。7.3礦用隔爆型本安電源Mib 1嚴禁帶電開蓋礦用隔爆兼本安型電源用來給主控制器和沿線擴音電話供

16、電;輸入電壓為AC127V/660V允許波動范圍為：75%110%輸出二組DC12V三組DC18V一組D24V六組電源均具有過流保護功能和故障排除自恢復功能。7.4礦用本安型閉鎖擴音電話本安型閉鎖電話主要由密封放大器、閉鎖板、麥克風、閉鎖裝置和快速不銹鋼插 座等組成；密封放大器內(nèi)部帶有蓄電池，在系統(tǒng)停電的情況下仍舊可以使用兩天；電話擴音為半雙工方式，聲強大于 100dB,失真度小于7%防水性能好，上蓋與殼體之間采用折頁式設計，極大地方便了日常使用和維護。電話可設定是否外接傳感器等輸入信號，可在皮帶中間或機尾位置就近接入跑偏, 撕裂感器，有效減少信號線長度，降低礦方使用成本。7.5礦用本安型遠控

17、電話本安型遠控電話主要由密封放大器、閉鎖板、遠程啟停板、麥克風、閉鎖裝置、啟停裝置和快速不銹鋼插座等組成；密封放大器內(nèi)部帶有蓄電池，在系統(tǒng)停電的情況下仍舊可以使用兩天；電話擴音為半雙工方式，聲強大于 100dB,失真度小于7%防水性能好，上蓋與殼體之間采用折頁式設計，極大地方便了日常使用和維護。遠控電話安裝在工作面轉(zhuǎn)載機頭和運輸機頭，實現(xiàn)破碎機、轉(zhuǎn)載機、前部運輸機 和后部運輸機的就地啟停，方便工人操作，實現(xiàn)集中和分布式控制7.6礦用本安型分站礦用本安型分站采用西門子 PLG嵌入式計算機和8寸顯示終端組成；可單獨用在掘進順槽皮帶和其他運輸皮帶，也可配合主控制器實現(xiàn)多條皮帶的集 中和分布式控制。顯

18、示功能：分站采用8寸TFT液晶顯示終端，各設備的啟停狀態(tài)、沿線電話狀態(tài)、 電機的電流、溫度、各皮帶保護（包括速度、煙霧、溫度、堆煤、機頭跑偏、中間跑偏、 機尾跑偏、撕裂、沿線急停以及超溫灑水等）都以動畫和漢字的形式進行雙重顯示；設備啟停時間統(tǒng)計、顯示功能；靈活的參數(shù)設置及調(diào)整功能分站可提供12路輸入端口和10路輸出端口（可擴展至更多）多條皮帶集中和分布式控制。7.7礦用本安型耦合器本安型耦合器用在超長皮帶的控制中（一般用于3000米以上的皮帶控制中），用于信號的中繼耦合（需要配接 KDW660/18!源）；帶有隔離轉(zhuǎn)換模塊和音頻耦合模塊；兩端為快速不銹鋼連接方式；7.8 KDW660/18礦用

19、隔爆兼本安型電源供電電壓：電源的供電電壓為交流 127V/660V,? 50HZ電壓波動范圍75%- 110%電源參數(shù)：名稱額定輸出電壓（V）額定輸出電流開路電壓過壓保護值過流保護值源效應負載效應輸出電壓偏離值12V電源12V1000mADOC 12.5Vw 13.5Vw 1200mAw 5%w 5%w 5%18V電源18V800mADOC 18.5Vw 19.5Vw 1000mAw 5%w 5%w 5%表1短路電流w 50mA。周期與隨機偏移峰峰值：w 250mV電源具有短路、過壓、過流保護措施。備用電池采取浮充充電方式，具有防過充、 過放保護。兩組電源不共地。轉(zhuǎn)換時間：w 2s電池充電電流

20、：w 300mA備用電池工作時間：不小于 2h7.9礦用本安型終端用在系統(tǒng)的末端，用來檢測末端電壓值；構(gòu)成急?；芈罚粴んw部分采用不銹鋼；與擴音電話的連接米用不銹鋼快速連接方式。工作電流w 30mA7.10 KBA127礦用隔爆型網(wǎng)絡攝像儀供電電壓：AC127V工作電流：w 200 mA多種圖像顯示優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，支持 CF D1、720P、1080P等圖像格式;輸入輸出接口： 2路RJ45或2路光信號接口；具備網(wǎng)絡管理功能，可通過以太網(wǎng)進行管理和設置；支持TCP/IP協(xié)議，傳輸速率10/100M自適應。&系統(tǒng)配置圖出帶一體化控制.軸棗it諂電竝2QD0米膠帶輸送機機頭礦用事妄壁I悴期善陽車住中電間總Z厝F占電詁檢域總