集控直流调速申报书

1、附件1峰峰集团科学技术奖申报书 （2014年）一、项目基本情况奖 种机电登记序号编号项目名称东风井更换风叶(东风井节能项目改造)主要完成人刘贵喜、杨栓庆、李满心、王玖鹏、冯 祥、李小栋主要完成单位万年矿申报单位意见(盖 章)申报奖励等级项 目 可否 公 布可主 题 词东风井、节能改造专业分类机电任务来源D A.国家计划 B.部 、委 C.省、市 D.本公司 E.其它 计划名称和编号项目起止时间起始： 2014年1月完成： 2014年7月申报单位 联系人姓 名电子邮件邮 编通信地址办公电话移动电话二、项目简介项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况：随着信息技术、计算机技术、网络技术的

2、快速发展和普及应用，信息化与工业化融合不断引领人类生产方式的新变革，正成为一种全面、动态、优化的资源配置方式，重塑全球化时代国家产业竞争的新优势。推进信息化与工业化融合，走新型工业化道路更是党中央、国务院站在历史发展高度，做出的重大战略决策。是快速提高生产安全装备技术水平的捷径，也是工矿自动化和现代化生产发展的必然趋势。（节能的必要性）近年来，以矿井综合自动化为主导和以信息技术为引领的数字化矿山建设突飞猛进。到2015年，信息化与工业化深度融合将取得重大突破，信息技术在企业生产经营和管理的主要领域、主要环节将得到充分有效应用。重点骨干企业将实现向综合集成应用的转变，生产集约化和管理现代化水平将

3、大幅度提升；生产领域信息技术应用进一步深化，信息技术集成应用水平将成为领军企业核心竞争优势；支撑“两化”深度融合的信息产业创新发展能力和服务水平明显提高，信息化将成为新型工业化的重要特征。（矿井一类负荷、大型机电设备要求节能改造的必要性）能源是国民经济的基础，我国一次性能源76%来自煤炭。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，更关系到国民经济的发展。而且煤矿井下采煤工作地质条件复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响煤矿生产和人身安全。近年来，煤矿安全生产形势也非常严峻。作为矿山的生产主力军皮带运输系统也必须适应这一变化趋势的要求。也就是说整个原煤运输系统的建设、

4、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。建立主运输系统的完善调度指挥中心势在必行。鉴于此，集控制、保护、监视于一体的远程生产指挥调度系统应运而生。它明显提高了大型工矿企业的技术水平和现代化管理水平，对保障安全生产，提高劳动生产率和管理水平，降低生产和管理成本，改善工人的工作环境，增强企业效益具有重要意义，并取得了丰硕的直接和间接经济效益。（目前现代矿井对变频系统要求以及对于节能改造项目的重视）三、项目详细内容1、 立项背景信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开

5、发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。 矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。大面的说明（东风井改造的必要性）随着近年我矿原煤产量的不断提高，原煤年产量已达到300万吨。3T底卸式矿车运煤系统已无法满足生产需求，经过运输系统改造，目前，皮带机集中运煤系统已经取代了原矿车运煤系统。我矿的井下皮带数量较多，运输距离较长，按照区域功能划分共5个系统共15条皮带，主井出煤系统(主井一部胶带1005米、主井转载胶带27米、主井二部胶带924米)，南一运煤系统（375一部胶带58米、375二部胶带431米），240水平大巷出煤系统（240大巷一部

6、650米、240大巷二部1630米、240大巷三部99米、240大巷四部27米)，240北三出煤系统（北三一部胶带93米、北三二部胶带66米、北三三部胶带780米），240北四出煤系统（北四一部1280米、北四二部360米、北四三部胶带267米）。这些皮带相对独立,功能分散,管理不集中,一定程度上造成了资源的浪费,材料浪费:各条皮带要单独布线;管理资源浪费:各条皮带要配备专门的管理制度、管理岗位等，人力资源浪费。自身：东风井面临的现状：1、风叶边缘损坏；2、风叶中部存在穿孔缺陷；3、二级电机底座存在些微震动；铁质风叶与铝制风叶比较，抗腐蚀性强。外部：（煤矿现在经营困难，节约成本意识增强） 1/

7、5需求：1、开采延伸，我们对于风量的需求；2、节电；3、技术要求我们要求铝制合金、风叶流线性好。在这样的前提下为大力推进“两化”深度融合,促进经济发展方式转变和工业转型升级；降低煤矿开采成本、提高效益；增强煤矿开采安全性。为提高皮带安全运转的可靠性；降低劳动强度，实现减人提效；改善作业条件，提升现场管理水平，提升质量标准化水平。我矿建设实施数字化矿山皮带集中控制。2、详细科学技术内容（评审的主要依据，应将鉴定研究报告浓缩提炼后的所有技术内容编入） 万年矿的皮带运输系统的控制以就地控制为主，此控制方式需要人力多，而且不具备对故障的记录和综合分析功能，各种保护信号只能就地显示。为了解决各个皮带相互

8、独立，没有实现信息共享、相互联锁和操作人员过多等问题，按照新的控制思想，采用综合远控的技术路线，选择典型的生产子系统开展应用研究，具体包括如下四个方面内容：1） 远程控制的可靠性和可行性:2） 远控系统的故障诊断功能；3） 各种检测和保护功能、多系统的联动和相互联锁；4） 单机自动化与系统的联网的技术要求。安装一套先进和实用的原煤运输生产调度系统，使控制更完备，保护更可靠，操作更方便，了解更直观，维护更便捷。对生产调度人员，该系统能使之进行方便地调度指挥，并对处理结果一目了然；对现场操作人员，能操作便捷，维护简单；对维修人员，能从系统了解到尽可能多的故障提示，从而提高故障排查速度。同时，系统还

9、满足先进性、通用性、升级简单、性能价格比高等要求。系统采用了先进的工业嵌入式计算机（PC340）控制和现场CAN总线技术，完成集中分布式控制，两条控制沿线44公里内不需要中继；主控采用10.4吋液晶显示屏，以彩色图形、动画、汉字的形式给出设备各种状态，无论是参数设定还是故障位置均以汉字显示；除电源箱外，系统其他所有部件均为本质安全型设备，从而使系统的密封至少达到了IP54标准，接插件达到了IP67。非主_从查询方式，每一节点都可主动发送数据很多现场总线都是采用主_从查询方式，总线上挂一个主站和若干从站，主站经过一段间隔时间后轮流查询从站。从站没有收到查询时，无论多么紧急的数据都无法主动发出。这

10、限制了控制过程的实时性。抗干扰能力强CAN总线采用两芯双绞线进行数据的差分平衡传输，这极大抑制了共模干扰对数据传输的影响。KTC101系统采用了先进的嵌入式技术，KTC101系统采用低功耗嵌入式计算机（X86构架）做为上位机，内部运行实时操作系统，完成参数设定和整个系统的控制。而控制器中的内部模块（CS、IO等）以及沿线的下位机都采用低功耗单片计算机，其上运行UCOS II嵌入式实时操作系统，从而使整个系统的实时性强。下位机上的输入量变化可以在10毫秒内传输到上位机中，为实时控制打下良好基础。KTC101系统只采用一根7芯电缆，就实现了：拉线急停、系统供电、数据通信、语音通话、沿线查询、闭锁急

11、停、断路检测等所有功能。3、发明点或创新点（各条要相互独立，文字简练）1、只采用一根7芯电缆，就实现了：拉线急停、系统供电、数据通信、语音通话、沿线查询、闭锁急停、断路检测等所有功能。2、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。3、检测输入线的断路和短路；检测系统自身7芯电缆的故障位置，并显示。4、单控制器可同时控制工作面和多条胶带机。4、与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（要求列表、图对比）项目万年矿国内国外总线类型CANPROFIBUS、CC-LINKCAN控制方式兼顾PLC、

12、DCS、FCS各家所长单一的控制方式兼顾PLC、DCS、FCS各家所长(不超过800个汉字)5、应用情况（除文字外，还应列表说明）万年矿主运煤系统，按照区域功能划分为5个单元，共包括15条皮带，7700米。现运行三个单元的集中控制工程，所控制的皮带数量9条，4800米。结合监视系统实现地面监视和在地面调度指挥中心就可远程操作等多种功能。皮带沿线及井上下通话；井下系统与调度指挥中心采用串口通讯方式实现信号信息共享，通过组态软件实现皮带的实时状态显示和故障报警；保护功能齐全；监视部分覆盖各部皮带机头、转载点、煤仓口等重要部位。地面皮带集控室的操作人员，参照计算机显示的各种数据（煤仓的煤位）和摄像头

13、的监视画面，对皮带机进行远程启停操作。 主控制器对设备状态参数检测后，以图形动画、颜色和文字形式显示设备状态。发现问题集控室皮带司机与井下巡视工通过沿线每隔200米设置的语音电话互通信息。向井下巡视工发出相应的命令，井下只设皮带巡视工，负责该皮带的安全运行，检查皮带运转情况、停送电、处理隐患等，目前皮带集中控制了9条皮带，实现减员18人。巡检工的前期检查工作也为检修班提供了皮带运转的第一手资料，使检修工作量减小，工作效率大大提高。 (不超过800个汉字) 6、经济效益 单位：万元(人民币) 项目总投资额310.0559回收期(年)1.9栏目年份新增利润新增税收创收外汇(美元)节支总额2012年

14、66.731252013年160.15502014年160.1550累 计387.04125各栏目的计算依据：三个区域实现集中控制后，每天减少出勤18人，按照年均工资7万元计算，每年可节约126万元人工费。另外可根据采区出煤情况，及时开停车，合理配置皮带运行时间，有效杜绝皮带空载，根据实际运行统计，每条皮带平均每天至少减少空载时间30分钟，每天可节电3450KW×0.5=1725 KWh。按照电价0.55元计算每天节支1725 KWh×0.5= 948.75元，按照实际生产天数360天计算，年节支948.75元×360天=341550元。7、社会效益： （1）安全

15、运转可靠性大幅度提高皮带操作由控制器按照预先设定的程序自行完成，地面皮带司机在工控机的组态控制画面上点击启动、停车按钮即可。 当皮带发生撕裂、打滑、超温、跑偏等故障时，其相应的传感器就会动作，同时报警，通过主控制器内部的参数设定，皮带自动停车或报警，主控制器显示相应的故障内容，提高了排查故障的效率。 各种传感器组成的皮带工况监测系统，将皮带机各个传感器参数上传至地面主计算机，使地面集控司机对各皮带运行状况一目了然，大大提高了皮带运转的可靠性。另外，各机头安装的视频系统，有效杜绝以前定岗不定点的弊端，及时发现各转载点溜煤筒淤堵现象，有效控制，事故率大大降低；保护及故障显示，帮助及时判断故障点，大大缩短事故处理时间。（2）降低劳动强度，实现减人提效皮带操作变得十分简单，启停皮带只用鼠标一点即可。井下只设皮带巡视工，负责该皮带的安全运行，检查皮带运转情况、停送电、处理隐患等，巡检工的前期检查工作也为检修班提供了皮带运转的第一手资料，使检修工作量减小，工作效率大大提高。（3）改善作业条件，提升现场管理水平一是定岗值守噪声大，对职工健康不利；二是通过加强清扫器的管理，减少巷道积煤；三是提升质量