华宁控制系统在综采工作面应用及改进

1、华宁控制系统在综采工作面应用及改进摘要：文章主要介绍了华宁(ktc101)通讯控制系统在综 采工作面和顺槽皮带上的应用及存在的不足，并提出了改进 方案，从系统可靠性、可维护性方面做了分析比较，对改进 前后的使用情况做了总结，具有一定的借鉴意义。关键词：综采工作面；控制；改进应用；可靠性中图分类号：td632文献标识码：a文章编号： 1006-8937 (2012) 26-0170-03随着科学技术的飞速发展，煤矿机电设备在不断的更新 换代，功能也在不断的完善和升级，各个设备之间的关系越 来越复杂，自动化程度进一步提高，对集中控制系统提出了 更高的要求。华宁(ktc101)通讯控制系统是一套用于

2、井下 皮带、三机、耦合器控制的典型产品，集成度高，灵活性和 可扩展性好，在我矿使用两年以来，各方面性能优越，工作 比较稳定。通过查阅相关资料，国内目前有200多个矿井都 使用了此系统，目前很少有人做过针对此系统的现场使用情 况的分析，作为一名用户方的技术人员，通过本文对华宁控 制器在现场的使用情况作一研究总结，与广大同行朋友们进 行交流，为系统的优化改进提供建议或意见。1应用背景及系统简介张家昴矿是一座大型现代化矿井，设计生产能力为600 万t/a,现有两个综采工作面正在回采，分别为15202工作 面和14202工作面，均使用了华宁（ktc101）通讯控制系统。华宁ktc101通讯控制系统采用

3、的是嵌入式技术，上位 机采用嵌入式计算机，并配有两个标准串口，串口通讯采用 modbus通讯方式，可以与外界计算机或其他采用modbus通 讯方式的设备配接实现信息共享。利用modbus通讯，可从 组合开关、变频器上采集电机的工作电流并实时显示，通过 各种传感器对电机温度、皮带速度、皮带张紧力、减速机油 压、轴承温度、烟雾、纵撕、跑偏、堆煤、环境温度等各种 工况进行检测，并在主控制器液晶屏上实时显示，根据设置 需要实现报警或停车保护。2结构原理及改进方案2. 1控制系统构成原理以工作面三机控制系统为例，华宁ktc101通讯控制系 统主要包括以下子模块：ktc101-z型主控制器。kdw101

4、型矿用隔爆兼本质安全型电源。输入电压ac 127v, 50 hz, 输出两组dc 5v、两组dc 12v、一组dc 18v,总共五块带两 级过压保护、两级过流保护的本质安全型电源模块。系列 组合扩音电话和急停闭锁开关。扩音电话是一种模块组合型 产品，主要有语音通讯、打点、闭锁按钮、拉线急停、启停 操作按扭和智能输入、输出等功能。kjs101型本安输入输 出。本安输入输出设备（也称“下位机”或“分站”）可以 看作一个由主站ktc101-z型主控制器和若干kjs101本安输 入输出构成的集中加分布控制系统。分站负责远程数据的采 集、通讯，直接参与控制，在分站的配合下实现整个系统的 扩展与延长。分站

5、带有4-12路输出，4-12路开关量或模拟 量输入。且分站不需设址，只要接入系统，控制器会自动识 别，将离控制器最近的设置为1号下位机，然后从主控制器 由近及远，依次设置为2-15号，从而实现集中-分布式控制。 ©kfd101型多功能终端和七芯双屏蔽双护套强拉力阻燃电 缆。系统原理框图如图1所示。从图1可以看出，ktc101系统采用的是双总线结构。一 条是内部总线，ktc101-z主控制计算机（也称上位机）通过 内部总线和各中位机模块相连，cs1通过外部总线和远端的 下位机相连。采用模块化设计理念，在主控cpu的基础上将 具有独立功能的控制部分分解为若干模块，各个模块相互独 立，彼此

6、完成不同的功能，构成一个集中/分布式智能控制 系统。ktc101控制系统在皮带上的应用除以上子模块外，还包 括了各种传感器装置，它们通过10模块或下位机将检测到 的各种信号上传给主控制器，cpu根据各参数状态判断是否 执行报警或停车指令。主要包括以下几种传感器： gsc-200/1000-sc型速度传感器。用作胶带输送机检 测低速打滑、超速等保护。可对外提供2001000 hz的标 准模拟量信号，对应皮带速度值06m/s （模拟量），安装 在底皮带并与其紧密接触。 gwm-40-w型温度传感器。根据被测物体的温度高低来 决定输出，是一种接触式传感器，其输出形式为开关量，当 被测设备或环境温度大

7、于45£时，常开接点闭合，温度保护 动作。 gud-330-d型堆煤传感器。用于两皮带搭接的机头处 或溜煤眼处，当发生堆煤或仓位超限时，传感器动作一定的 角度，输出点由闭合变成断开，系统报警停车，达到保护胶 带的目的。 gqlo. 1-y型烟雾传感器。用于煤矿井下检测和预报机 械摩擦（如皮带机等）、电气设备引起的电缆起火和煤层自 燃等原因引起的火灾事故。当经过探头的气体烟雾超标时， 对外发出光电提示，并输出开关量信号（输出点由常开变成 常闭）。 gej-15-p型跑偏传感器。安装在皮带两侧，当皮带发 生跑偏时，皮带触动万向活动杆使其动作，传感器向外输出 开关量以保护皮带。在我矿152

8、02顺槽皮带控制系统中，皮 带主电机、减速机油泵电机、风扇电机等由唐山开诚plc控 制柜进行控制，ktc101系统负责各保护参数的采集、本皮带 与上下设备连锁信号的采集、沿线闭锁信号的采集等，经cpu 处理后统一输出为停车报警信号，然后传输给唐山开诚plc 柜，实现皮带的各种保护。2.2改进及实施方案15202顺槽皮带和工作面三机采用两套华宁ktc101通讯 控制系统进行保护控制，连锁信号通过皮带cs1沿线及下位 机与工作面三机控制器通讯，系统配置如图2所示。当需要 启动皮带时，操作人员按下华宁主控制器键盘上的“1”号 键，控制器中设置好的'电机启动输出点（1）、（2） ”分别 将启动

9、信号输出给唐山开诚plc控制柜和cs1沿线最后一台 下位机的1号输出点，然后在皮带机尾通过专用电缆将下位 机上的皮带启动信号接到工作面三机控制器的启动就需输 入点上，当三机控制器cpu检测到皮带启动信号（常开接点 闭合）后，便将三机的启动状态改为“准备就绪”，三机才 可在“集控”方式下启动，否则只能在"检修”或'点 动”方式下启动。由于顺槽皮带机尾随着工作面的回采不断向前推移，正 常生产时每23 d就需拉一次移变列车，移变列车上的三 机主控制器也跟着向前移动，皮带cs1沿线的最后一台下位 机与三机控制器间距离较长，连接的电缆每次都需要重新吊 挂和接线，而且容易受损伤，既增加了

10、工人的劳动强度又降 低了系统的可靠性。经过现场考察和理论分析，并结合 ktc101控制系统下位机的功能特点，我将工作面三机控制系 统中马蒂尔处的扩音电话更换为带有输入输出的下位机，并 与皮带cs1沿线的最后一台下位机共同固定在马蒂尔处外加 的一块钢板上，然后用一根lm长的电缆将皮带下位机的1 号输出点和三机控制系统下位机的2号输入点相连，并在三 机控制器中将破碎机“启动就绪点设置为cs1.1.2” ,这样 三机控制器便可通过其cs1沿线下位机从皮带cs1沿线最后台下位机1号输出口读取皮带启动信号，省略了三机控制器与皮带下位机间的专用电缆，改进后系统配置如图3所示。3结语15202顺槽皮带和工作面三机控制系统的连锁信号传输 方式经过改进后，电工在ktc101系统方面的检修维护工作 量大大减轻，提高了工作效率。线路经过简化后，系统的稳 定性也得到了大幅度提高，原先