岱庄皮带集控系统(最终版).doc

矿井主皮带运输集中控制及语音通信一体化系统方案淄矿集团岱庄煤矿天津华宁电子有限公司一、前言随着岱庄煤矿服务年限的增长和采区的进一步开拓布局，井下主运输胶带机和各采区胶带机都需要延长或接力，并且煤流的转载主要由采区胶带机直接转载到主运输胶带机上，这样就形成了运输系统线路长、岗位多、联络环节多等特点，势必造成人员增加、分散，不利于安全生产和科学管理。在矿山生产领域，生产经营管理的高效性、实时性、安全性直接影响到企业的生产效益和成本控制。皮带运输系统的建设、管理、调度应该向着信息化、智能化、可视化、集中加分布式控制化的方向发展建立运输系统完善的调度指挥中心势在必行。鉴于此，根据岱庄煤矿实际使用要求，达到安全可靠运行及减人增效的目的，我们采用现场总线，建立岱庄煤矿井下运输胶带机集中控制及语音通讯系统。该系统可以与语音广播系统兼容，并为信息自动化平台提供接口和数据。 二、KTC101系统简介KTC101通讯、控制系统是我公司自主开发设计、生产的新一代产品，在各矿实际使用中，得到了广大用户的一致好评。作为煤矿井下通讯、控制、保护和监测一体化系统，它有以下优点：1. 多胶带机控制：每台控制器可同时最多控制8部皮带，单台控制器最长控制距离可达8公里。控制器之间实现无缝连接，最多255台控制器的级联使控制距离最长可以达到2040公里。2. 拉线急停：不需要单独铺线，只需要拉动本系统的七芯双屏蔽双护套阻燃拉力电缆，就可在胶带机沿线任何位置实现胶带机急停。（选配）控制器上和地面主机上都会显示出急停的位置。沿线同时给出急停语言报警。3. 皮带保护：实现皮带机头、机尾跑偏保护、堆煤、速度、温度、烟雾等保护。4. 语音处理：每部扩音电话上带有通话按钮和打点按钮，可进行通话和打点。可实现胶带机沿线和井上调度室之间的通话。所有报警都是中文语言报警而非单一的频率报警。5. 与程控电话联网：加入耦合器，可以实现沿线和程控电话之间的通话。可实现人工或自动转接，自动挂机功能（选配）。6. 和调度室直接通话：通过光纤和环网传输，实现调度室和皮带沿线的直接通话。7. 地面集控、就地控制、联锁：只须在地面增加一台计算机，并安装我公司提供的组态监控软件，就可从地面调度室对每一部胶带机进行集中控制。从地面及各皮带头均可实现胶带机的单起、单停。8. 显示屏：控制器带有10.4寸彩色液晶显示器，可显示各皮带状态信息。9. 故障显示：对沿线进行检测，一旦线路电缆出现故障，或某传感器出现故障时，控制器和井上主机都会显示具体的故障位置。10. 工况检测：如用户需要，对每部胶带机，都可实现对电机电流的检测，并实时显示。当超过设定值后，进行语言过载报警。另外，可对皮带速度、轴承及绕组温度、煤仓煤位、瓦斯浓度、风量等模拟量进行检测和显示。KTC101系统的每一路输入都可接入开关量或4-20mA、1-5V、PT100温度电阻、200-1000Hz等模拟量。11. 灵活的参数设定：所有参数（比如增加或减少传感器、传感器保护延时、保护后是否报警、是否停机等）都可在现场控制器上方便地设定，而不需要由厂家工程师每次通过编程进行调整。12. 电缆及接插件:该系统采用七芯双屏蔽双护套阻燃强拉力电缆，接插件采用镀金处理，接插件外壳为精铸不锈钢，接插采用“U”型销快速连接，达到IP67标准。二、岱庄煤矿井下运输线流程图2.1 煤流方向2.2 逻辑关系皮带按逆煤流方向依次启动，按顺煤流方向依次停车。在集控方式下，当皮带出现停车时，为防止堆煤它的后一级皮带会自动停车。启动皮带时，如果前一级皮带没有启动，它也无法启动。煤仓都安装超声波物位仪检测煤仓煤位。当出现满仓时，首先报警提示工作人员注意。如果仓位继续升高，到达设置的停车值时后面所有的皮带机会自动停车。在检修方式下，所有皮带可以解除联锁，单启单停互不影响。三、岱庄煤矿井下皮带集控系统配置图3.1 配置方案根据岱庄煤矿井下现场情况，将皮带运输线分成3个单元。3个单元在本区域实施集中控制，按其每个控制单元分别详细说明配置： 1号控制单元：设备名称长度（米）功率（KW）速度（M/S）电压等级（V）启动方式控制方式-315东胶皮带机10502*1602.51140直接启动参与3300上仓皮带机160752.51140直接启动参与3300胶巷皮带机12002*1322.51140直接启动参与-315胶巷1#皮带机12002*1602.51140直接启动参与-315胶巷2#皮带机10002*1102.51140直接启动参与配置描述在煤仓口安装一台KTC101-Z控制器，采用双沿线控制-315东胶皮带和3300上仓皮带、3300胶巷皮带、-315胶巷1#皮带、-315胶巷2#皮带。皮带沿线保证每300米安装一台KTK101-2-A扩音电话。机头机尾及转载点安装KTK101-1组合扩音电话。在-315东胶皮带机头、3300胶巷皮带机头、-315胶巷1#皮带机头及-315胶巷2#皮带机头安装KJS101-8输入输出。配置图如下：2号控制单元：设备名称长度（米）功率（KW）速度（M/S）电压等级（V）启动方式控制方式5326皮顺皮带机8002*752.51140直接启动参与5300集胶皮带机9302*1322.51140直接启动参与给煤机5.51140直接启动参与西翼2#皮带机7002*752.51140直接启动参与 配置描述在5300集胶皮带机机头（煤仓口），安装一台KTC101-Z控制器。控制器出两条沿线，一条沿5300集胶皮带向5326皮顺皮带机铺设。沿线每300米安装一台KTK101-2-A扩音电话。机头机尾及转载点安装KTK101-1组合扩音电话。另一条沿线沿煤仓向下到西翼2#皮带机尾，安装一台KJS101-4输入输出和KTK101-1组合扩音电话。然后向机头铺设，沿线每300米安装一台KTK101-2-A扩音电话直至机头。在机头安装一台KJS101-12输入输出。见配置图。3号控制单元设备名称长度（米）功率（KW）速度（M/S）电压等级（V）启动方式控制方式-485东胶皮带机3502*752.51140直接启动参与-485东集胶皮带机8002*752.51140直接启动参与2344联络巷皮带机280752.5660直接启动参与2344轨顺皮带机220552.5660直接启动参与配置描述在-485东胶皮带机头安装一台KTC101-Z控制器，沿-485东胶皮带机、-485东集胶皮带机铺设电缆。机头机尾及转载点安装KTK101-1组合扩音电话。在-485东集胶皮带机尾安装一台KTK101-1，然后向2344联络巷皮带机铺设至2344轨顺皮带机机尾。在-485东集胶皮带机头、2344联络巷皮带机头及2344轨顺机头安装KJS101-8输入输出。配置图如下：3.2、 岱庄煤矿皮带集控系统完成功能：1 每个控制单元里的控制器可以对单元内所有设备进行集中控制，控制方式包含：（1）集控控制方式、（2）就地控制方式、（3）检修控制方式、（4）点动控制方式2 语言报警：（1）起、停语言报警、（2）皮带保护语言报警、（3）传感器故障语言报警、（4）皮带沿线闭锁语言报警3 皮带开机率统计4 皮带运行状态彩色图形显示5 皮带运行状态文字提示6 闭锁位置彩色图形显示7 线路故障位置显示8 电流检测及显示9 皮带运行速度实时显示10 低速、断带、打滑保护,和前一胶带的连锁。11 堆煤保护12 跑偏保护13 烟雾保护14 超温保护15 沿线语音通话16 提供RS232或RS485标准通信接口四、经济及社会效益分析经济效益分析1、 本系统与其它同类系统相比较，相同容量相同性能的情况下节约资金40万。2、 运行成本部分：每年节约电费统计：由于岗位分散，联络不畅通，输送皮带经常出现空转情况。以每天累计空带运转1小时，双驱动200kw输送机空载功率按额定功率的30%计算。每部输送机每天空载耗 200kw30%21=120kwh/天以每月21天有效工作时间计算，每部输送机输出空耗电力 120kwh21=2520kwh/月5部输送机每年共计空耗电力 2520125=151200kwh按0.584元/kwh计算，改造后每年可节约的电费是 1512000.584=8.83万元每年节约托辊费用统计：岱庄煤矿3个控制单元皮带机长度（1米皮带）3600米，（0.8米皮带）4200米。1米皮带上托辊共需2400串，下托辊共需1200串。0.8米皮带上托辊共需2800串，下托辊共需1400串。按每串托辊寿命7200小时/组计算（1米皮带每串上托辊价格按260元，下托辊每串按160元。0.8米皮带每串上托辊价格按165元，下托辊每串按90元。）改造前每年空转时间 12112=252小时1米皮带每串上托辊节约资金252/7200 2400260=2.2万元1米皮带每串下托辊节约资金252/72001200160=0.67万元0.8米皮带每串上托辊节约资金252/72002800165=1.6万元0.8米皮带每串下托辊节约资金252/7200140090=0.44万元改造后每年节约托辊投入资金 共 4.9万元实现区域皮带机集中控制前后用人情况对比表第一个区域第二个区域第三个区域合计三班司机替休人员小计三班司机替休人员小计三班司机替休人员小计皮带机集中控制前12315123151231545皮带机集中控制后31431431412改造后减少输送机工作人员33人。按每人月费用4000元计算，每年可节约资金40003312=158.4万元共计节约8.83+4.9+158.4=173.13万元社会效益分析 本集中控制系统有利于运输线进行各项工作的协商、安排，大大减少井下工作人员的劳动强度，提高了工作效率。集中控制功能减少了控制设备和人员，有助于减员增效。系统启动、停车的语言报警功能，提高了设备的安全可靠性。集中控制系统可以最大限度发挥皮带运力，提高生产水平，为岱庄煤矿的集约高效生产提供有力保证。五、配置系列明细表岱庄煤矿运输皮带集控及语音通讯系统由三个独立单元组成。为了设备之间配接接口统一、协议一致， -315胶巷控制单元的磁力启动器采用我公司生产的系列组合开关。本着高性能、高性价比的标准，给出如下分项明细及价格。5326胶巷皮带机、5300集胶皮带机、煤仓、给煤机及西翼2#皮带机序号名称型号数量单位单价总价1矿用本质安全型控制器KTC101-Z-D1台97018.7497018.74 2矿用隔爆兼本质安全型电源KDW101-D1台35100.00 35100.00 3矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-13台3969.81 11909.43 4矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-A5台3011.58 15057.90 5矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-HAI1台10044.45 10044.45 6输入输出KJS101-41台7939.62 7939.62 7输入输出KJS101-82台12870.00 25740.00 85米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X54条1287.00 5148.00 950米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X502条2971.80 5943.60 10100米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X10025条4843.80 121095.00 11矿用本质安全型速度传感器GSC6-SC3台2106.00 6318.00 12矿用本质安全型跑偏传感器GEJ-15-P12台900.90 10810.80 13矿用本质安全型温度传感器GWM-40-W3台643.50 1930.50 14矿用本质安全型烟雾传感器GQL0.1-Y3台3861.00 11583.00 15矿用本质安全型堆煤传感器GUD-330-D13台1287.00 3861.00 16矿用隔爆兼本质安全型远程控制箱KDG-127/3-43台5616.00 16848.00 17矿用本质安全型纵撕传感器GVY13台2574.00 7722.00 18矿用隔爆型电磁阀DF-20/53台1200.00 3600.00 19矿用本质安全型组合急停闭锁开关KHJ15/18-1-IT3台2258.10 6774.30 20电缆连接器KTK101-0422个1126.71 24787.62 21矿用本质安全型多功能终端KFD1012台5265.00 10530.00 22插座专用U型销KTK101-1570个3.51 245.70 23通用安装护板KTK101-169个187.20 1684.80 24电缆挂钩KTK101-17-A700个5.85 4095.00 25电缆卡子7XKTK101-3040个5.85 234.00 264芯电缆MKVVRP-450/750-4*0.5800米11.80 9440.00 27控制器及电源箱安装架KTC101/102-AZJ1套468.00 468.00 28远程控制箱安装板KDG-127/3-4-AZB3套35.10 105.30 29跑偏传感器安装支架GEJ-15-0212套163.80 1965.60 30超声波物位仪KGU5B-201台29400.00 29400.00 31输入输出KJS101-OH1台3404.73404.7共计490805.06-315胶巷1#、2#皮带机、3300皮带机、3300上仓皮带机、-315东胶皮带机序号名称型号数量单位单价总价1矿用本质安全型控制器KTC101-Z-D1台97018.7497018.74 2矿用隔爆兼本质安全型电源KDW101-D1台35100.00 35100.00 3矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-14台3969.81 15879.24 4矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-A12台3011.58 36138.96 5矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-HAI2台10044.45 20088.90 6输入输出KJS101-84台12870.00 51480.00 75米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X55条1287.00 6435.00 850米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X502条2971.80 5943.60 9100米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X10044条4843.80 213127.20 10矿用本质安全型速度传感器GSC6-SC5台2106.00 10530.00 11矿用本质安全型跑偏传感器GEJ-15-P20台900.90 18018.00 12矿用本质安全型温度传感器GWM-40-W5台643.50 3217.50 13矿用本质安全型烟雾传感器GQL0.1-Y5台3861.00 19305.00 14矿用本质安全型堆煤传感器GUD-330-D15台1287.00 6435.00 15矿用隔爆兼本质安全型远程控制箱KDG-127/3-45台5616.00 28080.00 16矿用本质安全型纵撕传感器GVY15台2574.00 12870.00 17矿用隔爆型电磁阀DF-20/55台1200.00 6000.00 矿用本质安全型组合急停闭锁开关KHJ15/18-1-IT4台2258.10 9032.40 18电缆连接器KTK101-0432个1126.71 36054.72 19矿用本质安全型多功能终端KFD1012台5265.00 10530.00 20插座专用U型销KTK101-15120个3.51 421.20 21通用安装护板KTK101-1618个187.20 3369.60 22电缆挂钩KTK101-17-A1600个5.85 9360.00 23电缆卡子7XKTK101-3090个5.85 526.50 244芯电缆MKVVRP-450/750-4*0.51000米11.80 11800.00 25控制器及电源箱安装架KTC101/102-AZJ1套468.00 468.00 26远程控制箱安装板KDG-127/3-4-AZB3套35.10 105.30 27跑偏传感器安装支架GEJ-15-0212套163.80 1965.60 28矿用隔爆兼本质安全型真空组合开关QJZ1-800/1140-2-4005台196000.00 980000.00 29超声波物位仪KGU5B-201台29400.00 29400.00 30输入输出KJS101-OH1台3404.73404.7共计1682105.16-484胶巷皮带机、-485东集胶皮带机、2344联络巷皮带机、2344轨顺皮带机序号名称型号数量单位单价总价1矿用本质安全型控制器KTC101-Z-D1台91168.7491168.74 2矿用隔爆兼本质安全型电源KDW101-D1台31210.92 31210.92 3矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-13台3969.81 11909.43 4矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-A2台3011.58 6023.16 5矿用本质安全型组合扩音电话KTK101-2-HAI1台10044.45 10044.45 6输入输出KJS101-83台12870.00 38610.00 75米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X54条1287.00 5148.00 820米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X201条1848.60 1848.60 950米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X501条2971.80 2971.80 10100米矿用通信拉力电缆MHYBV-7-1-X10015条4843.80 72657.00 11矿用本质安全型速度传感器GSC6-SC4台2106.00 8424.00 12矿用本质安全型跑偏传感器GEJ-15-P16台900.90 14414.40 13矿用本质安全型温度传感器GWM-40-W4台643.50 2574.00 14矿用本质安全型烟雾传感器GQL0.1-Y4台3861.00 15444.00 15矿用本质安全型堆煤传感器GUD-330-D14台1287.00 5148.00 16矿用隔爆兼本质安全型远程控制箱KDG-127/3-44台5616.00 22464.00 17矿用本质安全型纵撕传感器GVY14台2574.00 10296.00 18矿用隔爆型电磁阀DF-20/54台1200.00 4800.00 19矿用本质安全型组合急停闭锁开关KHJ15/18-1-IT3台2258.10 6774.30 20电缆连接器KTK101-0412个1126.71 13520.52 21矿用本质安全型多功能终端KFD1011台5265.00 5265.00 22插座专用U型销KTK101-1550个3.51 175.50 23通用安装护板KTK101-166个187.20 1123