皮帶機集控系統(tǒng)方案

1、 煤礦井下皮帶集控系統(tǒng) 技術方案 上海躍爾自動化科技有限公司 2014年01月15日 煤礦井下皮帶集控系統(tǒng)技術方案 一、項目概述為了提高礦井生產系統(tǒng)的生產效率，提高其安全性、可靠性，協(xié)調生產系統(tǒng)中各系統(tǒng)之間的關系，提高機械和電氣設備的利用率，提高安全生產和管理水平，需要對礦井生產設備進行集中控制。該方案采用工業(yè)計算機監(jiān)控技術，對整個系統(tǒng)進行管理和顯示，應用PLC控制技術對各個設備進行數(shù)據(jù)采集和控制，采用視頻監(jiān)控技術對各個設備的運行狀況監(jiān)測。從而實現(xiàn)生產集中協(xié)調控制和節(jié)能的目的。二、 皮帶機集控系統(tǒng)集中控制主要設備清單：名稱技術參數(shù)備注井口1號主皮帶 800米 75KW 1臺 直接啟動井口2號主

2、皮帶 1000米 75KW 1臺直接啟動主井3號皮帶450米 55kw 1臺 直接啟動右翼1號皮帶500米 55kw1臺直接啟動右翼2號皮帶500米 55kw1臺直接啟動左翼1號皮帶900米 55KW 2臺直接啟動左翼2號皮帶700米 55kw 1臺 直接啟動皮帶機井下布局圖根據(jù)以上動力情況和設計圖紙、技術文件，設計控制方案 ，生產設備具備集中控制和手動控制功能。三、系統(tǒng)設計 1、集控系統(tǒng)設計原則 2、設計規(guī)范、標準及技術要求1、煤礦安全規(guī)程2005年版2、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范GB 50215-943、可編程邏輯控制器編程語言標準 IEC61131-34、國際可編程控制組態(tài)語言標準 IEC11

3、31-35、電子設備用圖形符號GB/T5465-19968、工業(yè)控制用軟件評定準則GB/T13423-19929、工業(yè)過程測量和控制裝置的電磁兼容性GB/T13926-9210、可編程序控制器GB/T1596911、GB 3836.4-2000爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備要求12、爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求GB 3836.1-200013、煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求MT 209-9014、礦山電力設計規(guī)范 GB50070-9415、調速電氣傳動系統(tǒng) 第2部分：一般要求低壓交流變頻電氣傳動系統(tǒng)額定值的規(guī)定GB/T 12668.2-2002 16、煤礦

4、井下用電器設備 通用技術條件MT/T661-1997 17、調速電氣傳動系統(tǒng) 第3部分：產品的電磁兼容性標準及其特定的試驗方法GB12668.3-2003 18 、電能質量 公用電網諧波GB/T14549-1993 四 系統(tǒng)功能1） 、設備間能實現(xiàn)集中控制，手動、檢修功能。 集中控制方式下分為全自動啟動和半自動啟動方式。全自動啟動順序：按下全自動啟動按鈕（主井1號皮帶啟動-主井2號皮帶啟動-主井3號皮帶啟動-右翼1號皮帶啟動-右翼皮帶2號啟動-左翼皮帶1號左翼皮帶2號啟動），按下全自動停機按鈕順序為順煤流停機。 半自動啟動順序：按下半自動啟動按鈕（主井1號皮帶啟動-主井2號皮帶啟動-主井3號皮

5、帶啟動），再按下右翼皮帶啟動按鈕（右翼1號皮帶啟動-右翼2皮帶啟動），再按下左翼皮帶啟動按鈕（左翼皮帶1號啟動-左翼皮帶2號啟動）。半自動統(tǒng)計順序，按下左翼皮帶停止（左翼皮帶為順煤流停機），按下右翼皮帶停止按鈕（右翼皮帶為順煤流停機），按下半自動停機按鈕（設備按照全自動停機順序停機）、保護起作用。手動控制方式下：皮帶機按照逆煤流順序單臺啟動，按照順煤流單臺停止，保護有作用。檢修控制方式下：單條皮帶間沒有關聯(lián)作用，可任意啟停每條皮帶機，保護不起作用。2）、 能實現(xiàn)單臺設備、皮帶的狀態(tài)信息的監(jiān)控。3）、 具有故障記錄功能。4）、監(jiān)測系統(tǒng)可以實時顯示并保存各種參數(shù)及狀態(tài)，對于模擬量參數(shù)可進行圖形曲線

6、顯示，可隨時查看一段時期內的歷史數(shù)據(jù)。5)、系統(tǒng)具有通訊和故障報警功能。6）、系統(tǒng)留有通訊接口，可方便的與 全礦井綜合自動化系統(tǒng)聯(lián)網。 7）、地面中心計算機的圖表功能豐富，界面友好操作簡單。 五 電控系統(tǒng)組成及配置整個系統(tǒng)由就地控制箱、操作臺、工業(yè)監(jiān)控平臺、PLC集中控制箱 、防爆攝像儀、傳感器、通訊擴音電話六部分組成，協(xié)調運行，共同完成皮帶機系統(tǒng)集中控制。系統(tǒng)設備間關系：1） 就地控制箱就地控制箱由PLC模塊、電源模塊、7寸觸摸屏顯示、傳感器組成，控制箱具有檢修、手動、自動功能，對單條皮帶和轉載機、給煤機等進行檢修控制，并與PLC集中控制箱實時數(shù)據(jù)通訊。2） 操作臺 操作臺由按鈕、10寸觸摸

7、屏顯示、聲光報警、指示燈等組成，可對整個系統(tǒng)進行控制和監(jiān)測，觸摸屏可直觀的對設備的運行狀態(tài)進行顯示，按鈕等科對現(xiàn)場所有設備進行集中控制，并與PLC集中控制箱進行實時數(shù)據(jù)通訊。 3）PLC集中控制箱PLC集中控制箱由西門子PLC200、電源模塊、驅動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等組成，完成對所有設備的控制和數(shù)據(jù)采集，并與操作臺、就地控制箱、工業(yè)監(jiān)控平臺等進行數(shù)據(jù)交換，PLC集中控制箱是完成所有功能的核心部分，邏輯處理、數(shù)據(jù)分析等都在PLC集中控制箱中進行。4） 傳感器該系統(tǒng)傳感器包括：跑偏傳感器、拉線急停傳感器、堆煤傳感器、煙霧傳感器、撕裂傳感器、打滑傳感器、速度傳感器、灑水電磁閥等組成。跑偏傳感器：50

8、米一對，當皮帶跑偏后經過延時確定后自動停車。拉線急停傳感器：50米一對，在巡視員發(fā)現(xiàn)緊急狀況時，可對系統(tǒng)進行緊急停車，需要手動復位。沿線閉鎖進行對位顯示。堆煤傳感器：在機頭卸載處和放煤點設置一個堆煤傳感器，當出現(xiàn)堆煤情況時觸動堆煤傳感器經延時可實現(xiàn)停車控制。 5）通訊擴撥電話 在個設備就頂控制點配置一臺擴撥電話，實現(xiàn)設備各設備間檢修人員對話功能并可以實現(xiàn)設備啟停預警和故障報警。8） 單條皮帶觸摸屏顯示界面六、系統(tǒng)功能實現(xiàn)說明5.1 控制部分本方案的控制系統(tǒng)由PLC集中控制箱來完成。其控制核心采用西門子的S7-200可編程控制器(PLC)，通過PLC控制器采集傳感器的信號，實現(xiàn)生產系統(tǒng)集中控制。

9、PLC集中控制箱還裝電源和繼電器等。功能和特點：a) 可編程控制器（PLC）PLC作為整套系統(tǒng)的控制核心（數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理）我們選用進口名牌產品（西門子）。PLC具有：模塊化結構：各I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時便于維修和更換；具有故障自診斷功能：PLC的掃描器和適配器發(fā)生故障時，系統(tǒng)會通過網絡的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報警；PLC的I/O模塊發(fā)生故障時，CPU會通過I/O模塊的狀態(tài)位偵測到故障及故障內容，系統(tǒng)會發(fā)出報警；數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理：PLC可配置多種I/O輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、PT100溫度模塊、速度處理模塊、通訊模塊等，控制系統(tǒng)通過各種PLC模塊把驅動設備、沿線

10、保護、煤倉倉位、皮帶速度、電機電流、電機溫度（電機內置TP100時）等的運行狀態(tài)、運行參數(shù)采集顯示并加以處理，從而實現(xiàn)皮帶機的起停、驅動裝置的順序控制、皮帶保護和閉鎖及沿線報警等功能。b)工業(yè)計算機工業(yè)計算機作為整套系統(tǒng)的顯示核心我們選用進口名牌產品，具有各種設備運行狀態(tài)和參數(shù)顯示及其視頻顯示功能，包括生產系統(tǒng)的運行、停止、電機電流、故障保護（煤倉煤位、跑偏、拉線、打滑等）、控制方式狀態(tài)、溫度、傳動裝置運行各參數(shù)及其視頻信號顯示 、運行時間等幾十個參數(shù)和多達50個故障及報警信息，并且可以追溯。c) 為沿線保護及傳感器提供電源；d) 為保護PLC核心部件，設計時采用中間繼電器隔離、電源濾波等多種

11、方式，避免了PLC模塊的損壞。5.2 操作部分 操作部分也為TH1-24型操作臺控制，操作臺上裝有就地/集控/手動/檢修控制方式選擇開關、設備起停按鈕、各種輔助設備用按鈕等。就地方式：在就地工作方式下，通過操作臺上的起停按鈕實現(xiàn)系統(tǒng)各設備的起?？刂?，配合PLC控制柜，自動完成啟停，及輸送機的功能，同時實行生產系統(tǒng)的集中控制。輸送機和機尾給煤機以及搭接皮帶之間遵循閉鎖關系，輸送機沿線所有保護均投入使用。集控方式（點對點和通訊方式互相冗余）在集控方式下能實現(xiàn)多條膠帶機的聯(lián)動及閉鎖。當用點對點時，可以通過幾組控制及閉鎖接點實現(xiàn)幾條膠帶機的監(jiān)控；當以通訊方式控制時，利用以太網通訊技術實現(xiàn)幾條膠帶機的數(shù)

12、據(jù)交換及數(shù)據(jù)監(jiān)控，并把所有數(shù)據(jù)通過網絡傳送到地面，首先把電信號轉換成光信號,達到遠距離傳送的目的，傳送至地面上位機并與地面局域網聯(lián)通，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。手動方式可以在操作臺上手動單臺操作膠帶機系統(tǒng)的各臺設備（如主電機、閘電機等），此控制方式主要是系統(tǒng)調試或系統(tǒng)檢修時用。檢修方式當膠帶機部分傳感器有故障時（非主要傳感器），為不影響生產，可以以檢修方式控制運行，滿足用戶生產需要。5.4 傳感器說明1） 礦用跑偏傳感器跑偏傳感器的本身不易損壞；探桿上裝有滾動護套，避免探桿和膠帶間摩擦。 膠帶正常運行時，跑偏開關的探桿在豎直位置。當膠帶跑偏時，膠帶碰到跑偏開關的探桿并帶動探桿軸旋轉，當探桿偏轉到一定角度時

13、，撥動跑偏開關內的行程開關，發(fā)出跑偏信號。用作帶式輸送機膠帶跑偏檢測和保護。2） 拉線急停 適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸危險的環(huán)境，也適用于冶金、化工、建材、礦山及選煤廠、鋼鐵廠、熱電廠、港口等惡劣環(huán)境，與膠帶輸送機電氣控制裝置配套時，用作膠帶機沿線拉繩急停閉鎖保護和作沿線本安電纜接線盒使用。3） 堆煤傳感器 本傳感器為機械式。采用了凸輪機構和力距放大原理，無方向性、動作靈敏，可以在干煤、水煤和淋水的場所正常工作。當出現(xiàn)運輸機埋機頭、滿倉、滿煤漏斗時，煤觸及煤位傳感器的觸頭并推動觸桿偏離中心線之間的動作擺角大于30°±3°時，傳感器動作，本傳感器能自動切斷運輸機

14、的電源實現(xiàn)煤位保護4） 礦用語音通訊聲光信號裝置 本通迅聲光信號器主要用于煤礦井下含有煤塵及爆炸性氣體的工作場所。電源電壓為127V。通過電源連線實現(xiàn)載波對講通迅。由礦用防潮揚聲器和高亮發(fā)光二極管實現(xiàn)聲光信號。5）撕裂傳感器撕裂傳感器為本質安全型，采用壓敏式原理，當皮帶縱向撕裂，有1200克物料漏在100Cm²面積上時，控制系統(tǒng)保護裝置主機切斷皮帶機電源,實現(xiàn)撕帶保護。防止事故擴大。傳感器總面積3000cm²。防爆型式：礦用本質安全型，標志ExibI。撕裂傳感器規(guī)格型式：壓敏式傳感器撕裂傳感器輸出方式：無源型,開關量6）煙霧傳感器礦用本安型煙霧傳感器為礦用本質安全型，適用于

15、煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中，與皮帶機綜合保護系統(tǒng)配合使用，用于煤礦井下皮帶輸送機膠帶因摩擦發(fā)熱或其它原因產生的煙霧進行檢測保護。7）速度傳感器礦用本質安全型磁控傳感器適用于煤礦井下含有煤塵和爆炸性氣體的危險環(huán)境中作為位置或膠帶輸送機的膠帶運行速度的檢測用，可以實現(xiàn)膠帶輸送機的超速及打滑保護。七 地面生產系統(tǒng)設備配置清單序號設備名稱規(guī)格型號單價單位數(shù)量價格備 注1就地控制箱6.8萬臺7 47.6萬PLC控制2PLC集中控制箱7.5萬臺17.5萬PLC控制3操作顯示臺4.5萬臺14.5萬10寸屏顯4光纖電纜5元/米米7000用戶自購5皮帶機傳感器批1用戶自購6控制電纜11元/米米800用戶自購8傳感器另外報價 八 技術培訓項目實施時對礦方的技術人員提供免費的項目技術培訓，培訓目標使礦方的技術人員能夠完全掌握系統(tǒng)正常情況下的日常運行維護和故障的排除等。培訓內容包括：針對投標設備的技術基礎培訓，實施技術方案培訓，各設備、軟件的安裝、調試、配置和使用、維護培訓等。培訓具體形式應至少包括專業(yè)的技術培訓和基礎理論培訓、現(xiàn)場實踐技能培訓兩種。中級培訓達到掌握本系統(tǒng)的技能和維護能力（包括掌握計算機網絡基礎知識及各系統(tǒng)的相關設備知識）。初級培訓達到操作使用人員能熟練操作使用各應用系統(tǒng)、故障判斷和簡單維護。培訓人數(shù)及時間如下：中級培訓：培訓人員不少于2人；培訓時間