主运皮带集控方案

1、目录1 主要设计依据和标准 22 总则 2设计原则 33 系统概述 33.1 可靠性 33.2 安全性 43.3 经济性 43.4 扩展性 43.5 操作性 43.6 系统监控信号 44.1 控制对象与监测点位 54.2 主要功能 54.2.1 显示及设定功能 54.2.3 多模式控制方式 64.2.4 实时记录和打印功能 4.2.5 后部闭锁功能 64.2.6 常规保护功能 84.2.7 煤仓监测 4.2.8 软故障解除 4.2.9 网络 4.2.10 扩展功能 94.2.11 综合布线技术要求 94.2.12 安全管理 94.3 主要监控设备 101、井下网络控制装置 10主要核心元件 1

2、05 系统软件 5.1 组态软件 5.2 编程软件 6 系统可靠性 7 主要设备清单 121 主要设计依据和标准1.1 设计依据1）皮带监控项目技术文件2）煤矿安全规程和煤矿设计规范1.2 设计标准1） IEC 标准（国际电工委员会）2） ISO 标准（国际标准化组织） 。3）GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分：通用要求4）GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分：隔爆型“ d”5）GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第 1部分：本质安全型“1”6）MT209 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求7）煤矿安全规

3、程（2009 版）8）矿井防灭火规范、矿井通风安全监测装置使用管理规定9）煤炭工业调度信息化建设总体规划纲要 （试行）10）煤炭调度信息化装备技术规范 （试行）11）煤炭工业信息化“十一五”发展规划2 总则本方案是针对系统集中控制范围为山西右玉玉龙煤业矿井自动化系统 -皮带监控， 集中控制范围为大块入储转载带式栈桥、大块入储转载带式栈桥、原煤入缓冲式 带式输送机栈桥、原煤入储栈桥、块煤入储带式、末煤入储 、原煤入动筛车间栈 桥、末煤返煤栈桥、末煤上仓输送机、矸石上仓栈桥、大块煤上仓栈桥、中块煤 仓的皮带自动化控制系统，充分考虑其先进性、安全性、可靠性及安装、使用和 维护方便而设计。（1）设计方

4、案根据“皮带监控技术文件”而作出。（2）系统设备符合煤矿生产环境条件，并符合煤矿安全规程有关要求。控制系统中相关设备具有国家煤矿质量“ MA标志和煤矿防爆“ EX'标志。2.1设计原则以安全生产、高产、高效为中心，运用先进成熟的现代化技术手段，建立互 联互通、信息共享、高度集成、安全可靠、适应对外开放战略要求的生产信息化 管理系统，为矿方从事规划设计、建设、生产、经营、科技等经营管理活动和市 场建设以及全矿的科学决策提供服务，为系统建立健全的现代化矿井管理监督管 理制度提供技术手段。1、积极采用先进的计算机技术、信息技术，逐步建立完善的生产信息管理体系， 实现广泛的信息共享，形成以综合

5、信息集成监控平台系统为依托的“自动化”生 产过程，生产实时监控系统全面支持系统的安全、稳定和经济运行。2、加强信息化建设的标准和规范制定工作，为提高全矿的经营管理和科学决策水 平，促进矿的科技进步，提供现代化设施和技术手段。3、集中体现在以下几方面：（1）控制装置和显示操作单元具有煤矿安全标志和防爆标志。为矿用隔爆兼本安 装置。（2）皮带机可以实现集中控制、就地控制和就地检修。（3）皮带接收来自主站的起车和停车指令，实现逆煤流启动、顺煤流停止，同时 各部皮带要具备单独启动和停止的功能。（4）皮带机保护齐备，动作灵敏、故障报警。（7）充分满足现场运行和检修要求。（8）系统具有自诊断功能，并具有报

6、警功能。（9）系统具有灵活、可靠的控制功能，简单实用，易于掌握。（10）保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便、程序修改灵活。（11）采用地面远程编程，对程序和参数进行修改。3系统概述3.1可靠性集控系统充分考虑到井下实际工况，选用了先进的技术、成熟的设备和传感器。主控站和分站核心部分采用德国 西门子公司的PLC 300系列产品。该产品多年成功应用于煤矿井下，目前我国煤矿绝大部分提升机电控、皮带机集控、水泵 集控等等，都采用西门子公司产品。控制网络采用光纤传输，具有稳定、可靠的特点，抗干扰能力强。在控制网络瘫痪时，具有井下集控和就地控制方式的应急 措施。因故障查找或处理故障原因，需临时启动皮

7、带时，能将不必要的保护信号通 过上位机临时屏蔽，一切正常后恢复。系统将冗余技术用于控制系统中，实现地面控制中心计算机互为热备，提高 系统的可靠性。3.2安全性所用设备完全满足最新版煤矿安全规程的要求，井下控制设备采用隔爆 型或本安型。皮带机配置各种按安全规程规定的保护传感器，并设有起动时语音 预告、故障报警，配置电铃打点信号。3.3经济性在满足系统要求的情况下，采用性价比高的设备，达到降低成本的目的。3.4扩展性考虑到将来系统的可扩展性，可方便的将未来的输煤设备融入到现行系统中 来，并可扩展对系统实现更远距离的监控。所有主站和分站采用工业以太网传输， 可以任意接入井下工业以太环网（1000M网

8、）。3.5操作性本集控以主皮带驱动操作为主，实现对整个输煤系统的运行控制和数据监测。 既可集中控制，也可单条皮带就地控制。任何一台输煤设备的停止，将会导致后 续输送设备的停止，实现闭锁功能。3.6系统监控信号1、保护信号跑偏、纵撕、急停闭锁、打滑、烟雾、超速、堆煤、温度、洒水等。2、模拟量信号 带速、煤位、电流等。3、控制信号 主电机的开停给煤机控制、预告控制、洒水控制、搭接皮带机的联锁控制等。4、预告和禁起 现场设备启动前和停车之前，系统自动向现场发出预告警铃。当现场不具备 起车条件时，由岗位操作人员通过就近的任意一个就地控制箱向系统发出禁起信 号，系统收到禁起信号将暂停起车流程，维持已起车

9、设备的运转。待查明原因， 排除故障后可继续起车或终止本次起车。禁起信号的产生：将就地控制箱的转换开关从集控方式打到就地方式。4.1 控制对象与监测点位根据现场实际分布情况，采用集控系统网络结构原理图。控制系统利用单模 光纤和通信电缆组成拓扑网络。4.2 主要功能设计一套胶带输送机通讯、控制、保护系统，具备通讯、控制、保护、报警 一体化系统。可实现工作面、输送机、输送机等的保护，控制、沿线通话、故障 检测、显示及报警等功能。系统具有输入、输出、语音通讯、安全保障、自诊断、和其他系统通讯等功 能。全系统按本质安全性能设计，适合煤矿井下使用。系统可实现全胶带运输系 统集中控制、局域控制、就地控制。显

10、示及设定功能能实时显示各皮带机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切 换；当井下被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后，给出语音、文字告 警提示。设备具有运行状态、沿线电缆状态、沿线电话状态、控制器自检信息、 其它连锁设备运行状态等图形和汉字显示。1、工况图显示工况图动态显示整个系统皮带机运行的工况，以及主要保护、电机电流、 煤仓煤位等的有关参数信息。（1）状态显示可显示胶带电机的开停状态。电源指示、松闸指示、张紧状态指示等。（2）故障指示及报警可显示胶带机跑偏、纵撕、闭锁、打滑、烟雾、堆煤、洒水、电机故障等故 障信号，同时报警。（3）模拟量显示可对位显示闭锁、跑偏、纵撕动作位置

11、；电机电流、皮带速度、加速度、温 度、张力等。（4）汉字信号显示当发生故障时，在控制机的显示屏上自动用中文提示各故障性质。2、信息图显示实时显示皮带机、给煤机开/停状态和煤仓煤位高度。如皮带机开停状态、检 修状态及运行速度，拖动电机电压、电流、开机时间、停机时间等参数。3、故障及保护显示同时实时显示皮带机和各种保护传感器的工作状态，显示皮带机的故障类型,分站之间通信是否异常等。4、开机率统计开机时间，开机率统计：自动统计设备开机时间和开机率，并实时统计和显示。5、参数设定通过地面控制计算机，系统设独立的操作系统，所有参数的改动只需修改参 数就可以实现，无需在井下就地修改。多模式控制方式（1）.

12、自动集中控制在这种方式下，操作人员只需要在集控操作台上按动按钮，控制冷却器、 电动执行器、耦合器、制动器、胶带机的启、停以及故障解除等；具有与其他相关设备相互闭锁功能，实现先启动冷却系统，等冷却系统压力达到规定压力后， 再启动调速耦合器，再启动电子逆止器，皮带正式启动。(2) .人工就地控制当其他设备出现故障或特殊需要时，为确保正常生产，可使用就地控制，实 现单独对皮带机、以及其他相关设备的启停。自动集中控制服从于人工就地控制(3) .检修功能控制当日常检修或故障处理以及特殊需要时，操作人员可在控制台实现对皮带机 的点动启动。2、启动流程：各设备启动条件：(如下表)编号设备名称启动条件#1冷却

13、系统按启动按钮#2调速耦合器冷却系统启动，并压力达到规定压力#3电子逆止器速度达到规定数值#4皮带电机以上一切正常启动，保护未报故障，电流电压正常3、停车分为自动停止、手动停止和故障停止三种方式。(1) 自动停止在操作台按动停止按钮，逆向停止全部设备。(2) 故障停车当出现故障时，保护动作(立即或延时停)。如：堆煤、跑偏等各种保护任 一种动作都要先停胶带机，然后逆启动顺序停止所有相关设备。(3) 人工停车在就地控制下。单独对皮带机、以及其他相关设备的停止。根据实际需要实现分块联控，即将整个系统分为若干个独立控制部分，各联 控块之间分别独立控制运行。后部闭锁功能具有同煤流方向相互闭锁功能，实现逆

14、煤流开，顺煤流停。硬件方式实现强 制闭锁常规保护功能符合煤炭安全规程对皮带机保护的六项措施。每条胶带机具有堆煤、打滑、 烟雾、闭锁、跑偏、纵撕、自动灭火洒水、超温、全程急停、输送带张紧力下降 保护等保护功能，胶带机的保护信号应设有急停闭锁，能显示闭锁、跑偏等故障 点的位置，发出声光报警，各保护选用先进的传感器。沿线的闭锁、跑偏等传感器具有故障性质和地址识别功能，当沿线的传感器 动作后可在控制器上直接找到动作传感器的动作位置，大大节省故障处理时间， 提高了处理效率。传感器采用接插电缆连接，易于安装和拆卸。（1）胶带跑偏保护选用胶带跑偏开关。用于运输机胶带跑偏检测和保护用，成对使用。当一级 跑偏动

15、作时，只报警不停车，但能召唤显示跑偏位置；当二级跑偏动作时，报警 并执行急停命令，也能显示出跑偏位置。（2）速度检测、打滑和超速保护选用速度检测传感器。检测胶带输送机速度，实现低速打滑和超速保护。（3）沿线急停闭锁和故障位置检测选用拉线急停闭锁开关。用于胶带输送机沿线紧急闭锁保护，具有故障地点 识别功能。并可兼作接线盒，胶带输送机沿线其它保护装置如纵撕及信号器等可 就近接入此闭锁开关。控制台上能显示故障地点，当闭锁开关动作，控制机报警 并发急停命令，并能召唤显示出故障位置。胶带机沿线每 100 米安装一台拉线闭 锁开关。（4）烟雾传感器烟雾传感器安装在驱动滚筒的斜上方（下门） ，当皮带和滚筒打

16、滑冒烟时，报 警并急停，同时自动控制灭火洒水。（5）堆煤检测传感器一般吊挂在机头胶带卸载入口处，当卸载点发生堆煤时，滞留的积煤 触及堆煤传感器，使它发生倾斜，报警并急停。（6）胶带纵向撕裂保护传感器安装在装载点（给煤皮带）的出口，当胶带发生纵撕故障，传感器动 作，报警并急停。7）自动洒水灭火该装置可由控制机根据环境情况来自动控制洒水。4.2.10 扩展功能选择的计算机和系统软件留有备用容量和接口，可以很方便进行扩展（如增 加皮带机的保护装置） ；分布式系统结构具有良好的扩展（如皮带机随生产的产量 的增加，可方便增加皮带机监控分站） 。光纤网络（环网可选结构）的总线式结构可以方便的将需要增加的网

17、络交换 机节点接入已有网络体系，避免新增系统设备对现有系统结构的破坏。交换机节 点的设置，可以方便的将新增的设备融入就近的节点，而不需要变动已有的网络 结构。4.2.11 综合布线技术要求1、本系统线路敷设遵循安全、合理、整齐、美观的原则。符合综合布线系统工程设计规范（GB50311-2007）、民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）、城市 地下通信塑料管道工程设计规范 （CECS165:2004）、 煤矿安全规程 、国际标准 ISO/ IEC IS11801 : 1995及 ANSI/ TIA/EIA 568A 标准等国家、行业有关规范、 标准的规定。综合布线的设计方案符合最新，充分保

18、证计算机网络高速、可靠的 信息传输要求；能在现在和将来适应技术的发展，实现数据通信和图象传递。2、本项目中的线路敷设符合矿井统一布线的要求，统筹制定管道孔位和挂钩位置 的使用方案，合理利用，保证安全，便于施工、维护与管理。3、各种设计规范、技术指标及产品均符合国际工业标准，并可提供多厂家产品的 支持能力；配合技术发展趋势，选择可实施的布线方案，并兼容现阶段的技术需 求及未来的发展，具有足够的扩充能力。4.2.12 安全管理集控中心工作人员赋予相应的用户名和口令。规定操作人员的不同权限，操 作人员只有通过输入正确的口令和密码后才能进行操作， 且具有 5s 后自动注销功能，操作人员的操作信息可以保留 5年 4.3主要监控设备1、TH1 -24该装置控制核心部分采用德国西门子公司生产的S7-300可编程控制器，其他 主要元件均采用进口元件。通过控制装置可以实现皮带机的就地自动控制和远 程自动控制两