用户手册(工作面自动化系统集成)天玛 PPT课件

1 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 培训 工作面自动化系统集成与数据上传 用户 淮南矿业集团 2 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 提纲 3 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 1系统介绍 现状 负荷中心 皮带运输系统 供电系统 皮带控制系统 三机控制系统 运输机系统 采煤机系统 泵站控制系统 电液控制系统 4 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 1系统介绍 问题 1 各子系统相互独立 协调性差 2 各子系统过于分散 不便于集中管理与控制 3 有的子系统不具备数据上传功能 4 各子系统数据独立上传 增加矿井通讯负担 增加地面调度室管理负担 不便于日常维护与管理 5 不适应当前煤矿工作面自动化 信息化的潮流 5 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 1系统介绍 定义 为了满足高产高效现代化矿井对煤矿综采工作面自动化和信息化的需要 天玛公司已先后应兖州矿业集团 神华集团 潞安环能股份公司 淮南矿业集团等煤炭生产企业的要求 共同研究开发并成功推出综采工作面自动化控制系统和综采工作面信息系统 实现了井下综采工作面生产信息在地面调度中心的实时显示和管理 及顺槽的集中自动化控制 使地面工作人员可以随时了解井下工作面的生产情况 进行科学的生产管理 最大程度地提高生产设备的开机率 实现连续高效生产 综采工作面信息系统是一个将综采工作面的采煤机 支架电液控制系统 工作面三机通信控制系统 泵站控制系统 顺槽胶带机通信控制系统及供电系统有机结合起来 实现在顺槽主控计算机和地面调度指挥中心对综采工作面设备的远程监控以及各种数据的实时显示等 为井下工作现场和地面生产 管理人员提供实时的井下工作面生产及安全信息 是实现工作面高产 高效 安全的现代化信息系统 这是一个以系统集成和数据上传为主的系统 被广泛应用在神华 兖州 潞安等矿区 综采工作面自动化控制系统是一个对综采工作面的采煤机 刮板运输机 转载机 破碎机 顺槽皮带运输机 电气开关 泵站等设备进行集中自动控制 确保各设备协调 连续 高效 安全运行 实现高产高效综采工作面的自动化控制系统 系统的主要功能包括工作面顺槽集中自动控制 单点启停控制 联锁启停控制 闭锁 保护等 泵站自动控制 同时可对设备进行实时在线监测 信息显示 这是一个综采工作面综合自动化控制系统 它兼备了综采工作面信息系统的功能 同时又具有工作面集中自动控制的功能 6 2020 4 20 TCP IPOPCServer TCP IP TCP IP Modbus RS485 BB22444 Modbus TCP Profibus Modbus RS485 TCP IP TCP IP 综采工作面信息系统 7 2020 4 20 TCP IPOPCServer TCP IP 光缆 TCP IP 运输机 转载机 破碎机 乳化泵 喷雾泵 PLC控制装置 控制信号 采集信号 综采工作面自动化控制系统 8 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 2目标 就在于实现工作面的生产过程自动化以及减轻劳动强度 提高生产效率 实现对主要生产设备工况的实时在线监测 及时发现故障隐患以便采取措施避免设备损坏 提高设备正常率和开机率 确保工作面各设备协调 连续 高效 安全运行 将工作面的相关信息及时传输到地面 并通过计算机网络实现共享 实现生产管理的信息化 9 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 3功能 1 三机集中控制功能 4 实现工作面设备数据上传 2 泵站控制和检测功能 3 信息采集和监测功能 系统可实现对工作面三机 即破碎机 转载机 运输机的控制和监测功能 并使具有联锁 保护 通信等功能 通过人机界面或工作面系统集成主机都能够实现对工作面三机控制 系统可实现对乳化液泵站 喷雾泵站及过滤站的控制和监测功能 通过人机界面或工作面系统集成主机都能够实现对泵站集中控制 系统可实现乳化液泵和喷雾泵的集中自动化控制 可监测采煤机的牵引速度 牵引方向及所在工作面位置等信息 监测液压支架的工作状况 检测 监控乳化液泵站 负荷中心 顺槽皮带机的工作状态和参数 监测被控电机工作电压 电流 温度 启动状态 故障状态 监测负荷中心故障信息等 并能在该计算机上显示上述系统的工作状态和参数 将与生产管理有关的相关信息 包括主要生产设备的工况信息 采煤机的工况信息 泵站 液箱的工况信息 负荷中心的工况信息 工作面支架状态 采煤机的工况信息 皮带工况信息等 实时地传输到地面 并根据需要在地面进行存储 显示 打印和数据传输 10 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 4顾桥矿系统应用 系统结构图 11 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 5系统特点 一双CPU结构PLC控制器采用双CPU结构 分别用来进行三机控制和泵站控制 保证系统资源的高可靠性利用二高度集成PLC控制器配置MODBUS Profibus和以太网通讯卡等多种通讯模块 能够与工作面其它综采设备进行通信 实现数据集成与上传 三高度兼容系统在硬件和软件上的选型都与矿上现有的大集成系统有着高度的兼容性 其中软件开发平台采用统一国际知名品牌的组态软件 iFix4 0 井下主控计算机采用和电液控制系统主机一致的德国Marco公司隔爆兼本安型的工控计算机等 四可视化人机界面人机界面采用可视化屏幕 将操作按钮和屏幕集成一体 保证系统的高可靠操作 五系统高度智能化集控系统软件中增加故障记录功能 该功能将设备信息和员工的操作信息做历史保存 给综采队的管理工作带来较大方便 建立专家智能诊断数据库 对集控系统运行中常见的故障类型做出判断 并且给出解决方案 例如 转载机在运行过程中突然停机 原因可能为下列几种 操作人员手动停机 工作面沿线闭锁 皮带机闭锁 负荷中心无反馈信号 输出继电器故障 线路故障等 这时诊断程序会调用系统在该时刻采集的数据 并进行分析处理 在得出故障产生原因后 通过文本方式显示设备名称 故障时间 故障类型 如停机 无法启动 无启动报警等 故障原因等信息 最后给出故障解决方案 12 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 1 5系统特点 六系统稳定可靠从硬件和软件的选型来看 都以稳定性 可靠性为第一目标 从硬件看 PLC控制器采用国际知名品牌的西门子系列产品 保证主控器的稳定可靠 从而为设备的集中监控奠定了硬件基础 井下主控计算机采用德国Marco公司隔爆兼本安型的工控计算机 系统性能优越 采用隔爆型UPS电源 为整个系统的可靠运行提供了持续的稳压电源 避免系统因频繁断电造成的设备损耗 泵站控制系统同时采用两个压力传感器进行控制参考 大大提高了泵站控制系统的可靠性 从软件看 井下主控计算机和地面服务器都采用国际知名品牌的组态软件 iFix4 0 作为软件开发平台 人机界面采用国内知名的组态软件 嵌入式组态王6 0 作为软件开发平台 PLC集中控制软件采用西门子STEP7软件以及西门子SIMATIC的通讯组态软件作为软件开发平台 七系统灵活 高度冗余工作面系统集成具有四种控制方式 自动控制方式 人工就地控制方式 检修控制方式 点动控制方式 1 当工作面自动化主控计算机出现故障时 由人机界面来进行控制 人机界面具有显示和按钮 仍可确保对工作面的集中控制 2 当人机界面出现故障时 PLC主控器仍可以对三机和泵站进行集中控制 确保生产正常运行 3 当系统不在 自动控制方式 时 各子系统不受自动化系统控制 保证在检修和自动化系统出现故障时 各子系统能单独开车 确保生产不受影响 八系统便于维护将三机控制系统和泵站控制系统的PLC放在一个隔爆箱内 这样不但结构紧凑而且节省空间 并使各种走线更为整齐和美观 便于维护 隔爆箱采用快开门 方便维护人员快速处理故障 九大屏幕彩色液晶显示图形组态实时可视化生产过程系统采用17 彩色液晶显示器 图形及汉字显示 显示内容丰富 直观明了 便于操作和维护 13 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 1主控计算机 功能主要是 1 汇集并存储了工作面各设备传输来的数据信息 因此可以随时 集中地监视工作面相关设备的工况 2 具有数据处理能力和图形界面 可使提供的信息显示清楚直观 3 通信接口的多样灵活 用户可根据需要与其他设备 如采煤机 刮板输送机 的监控计算机通信协调工作 也可以联入矿井的某一监控网络或与地面计算机通信 实现工作面设备在更大范围的监测和共享 操作系统 WindowsXP显示器 17 液晶屏 1280X1024微处理器 VIA1GHz主存储器 512MB硬盘 2 40GB内存盘 512MB接口 Ethernet10 100BaseT 1XUSB1 1光纤接口电源 85 260VAC外壳防护等级 IP65体积 411X343X158重量 45Kg 电源接线图 接口定义 隔爆兼本安型的工控计算机 14 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 2PLC控制装置 PLC控制装置是工作面自动化系统集成的核心部分 它担负着数据采集 通信 计算 显示 数据传输及监控逻辑的定制 控制设备动作等重要任务 是整个系统的中枢 PLC控制装置主要由PLC控制器 隔爆液晶显示屏 人机界面三部分组成 15 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 2PLC控制器 PLC控制器是控制系统的核心 相当于控制装置的 心脏 PLC控制器采用矿用隔爆兼本安型控制器 控制核心器件是可编程序控制器 采用SIEMENS公司的S7 300控制器 配置MODBUS DP和以太网通讯卡 DI DO模块 并配置模拟量输入板和输出板 用于接收来至泵站的一些模拟量信号 如液位信号 压力信号等 装置有各种继电器转换板 中间继电器 本安电源模块 接触器 输入 输出隔离板 本安 非本安隔离板等 用于本安 非本安信号的转换 输入信号的隔离 放大及输出控制外围设备等 S7 300是一种模块化的小型PLC系统 其优越的性能价格比 使之成为中小规模控制系统理想的选择 16 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 2隔爆液晶显示屏 隔爆液晶显示屏是PLC控制装置的显示单元 相当于控制装置的 眼睛 隔爆液晶显示屏核心部件采用德国Siemens公司的工业触摸屏 具有良好的防潮 抗震等性能 特别适合用于恶劣的工业环境下 技术参数 电压 直流24V额定电流 600mA通信接口 PROFIBUSDPMPI PPI工业以太网通信接口显示器 7 显示屏 17 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 2人机界面 人机界面是PLC控制系统的输入单元 相当于控制装置的 手 通过对人机界面按钮的操作实现对三机设备和泵站设备的集中自动化控制 人机界面由三机控制界面和泵站控制界面两部分组成 18 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 3隔爆型UPS电源 矿用隔爆不间断电源 以下简称不间断电源 适用于有煤尘的煤矿井下场所 当井下正常供电故障或者切断时 此不间断电源仍可以向主要监控系统提供至少两小时的持续供电 主要为井下主控计算机和PLC控制装置供电 19 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 4本安型交换机 防爆标志 本安输出型ExibI工作电压 12VDC 12VDC工作电流 1A 600mA防护等级 IP54外型尺寸 738mm 200mm 354mm重量 48Kg参数 光纤通信 设计最低达到20公里距离485通信最低达到100米距离以太网通信最低达到100米距离 KJJ210型本安型光纤环网交换机是一种具有多种标准化接口与协议的通讯交换机 实现综采工作面设备接入网络的功能 实现对工作面液压支架信息和工作面其它设备 采煤机 刮板运输机 负荷开关 泵站 信息的采集 实现工作面所有相关设备的数据上传 功能 1提供光口 具有单模光纤通信功能2具有485通信功能3提供本质安全的以太网接口4提供多种接口 如RS485 tty20mA电流环等5支持Modbus Modbus TCP Profibus CANbus BB22444等多种协议 20 2020 4 20 21 2020 4 20 22 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 5本安型交换机电源 电源箱内含二个独立的AC DC胶封模块 形成二路独立的直流电源 为本安型交换机供电 输入电压 90 250VAC输出电压 12VDC输出电流 1 5A 2路 23 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 2 6电缆连接器 4c电缆连接器采用铜连接接头 内芯采用四根2平方毫米电线相绞 外部采用兰色高压胶管防护 胶管与连接器之间采用压接方式连接 该连接器具有较好的伸缩性能和抗剪切强度高 结实耐用 插头可做350度旋转 便于安装 用在环境条件最恶劣的区域 型号为 conm 4cxxx 4d电缆连接器采用铜连接接头 四芯双绞电缆 用在不需要特殊保护的区域 型号为conm 4dxxx 四芯的定义为1红2白3兰4绿4a电缆连接器采用铜连接接头 四芯屏蔽电缆 用在不需要特殊保护的区域 型号为conm 4axxx 四芯的定义为1红2白3兰4绿4n电缆连接器采用铜连接接头 矿用网线电缆 用在不需要特殊保护的区域 型号为conm 4nxxx 四芯的定义为1白橙2橙3白绿4绿 24 2020 4 20 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 3软件 软件体系 井下集成软件 PLC控制软件 人机