平安煤业皮带自动控制方案

1、.PAGE 1：.；PAGE 1山东科技大学机电技术研讨所山西寿阳段王集团平安煤业东井井上皮带自动化系统方案山东科技大学机电技术研讨所山东鲁科自动化技术 山西寿阳段王集团平安煤业东井井上皮带自动化方案设计PAGE 28山东鲁科自动化技术山东科技大学机电技术研讨所目 录公司简介资质文件第一章 概述一，系统建立设计原那么： 二，本设计遵照的国家及行业规范： 三，系统的用途及适用范围 四，系统根本功能 五，系统优势 第二章 系统硬件组成及任务原理 一，系统硬件组成 二，系统硬件的任务原理1.SIMATIC S7系列PLC2.传感器2.1 物流传感器：2.2 煤位传感器2.3 位置速度传感器2.4 温

2、度传感器2.5 烟雾传感器2.6 撕裂传感器2.7 跑偏传感器2.8 急停闭锁开关3.矿用转载点自动喷雾安装 4.MCGS触摸屏 5.矿用本质平安型操作台 6. 控制方式 第三章 效力承诺 第四章 系统配置表山东科技大学机电技术研讨所山东鲁科自动化技术简介山东科技大学为原中国国家煤炭工业部直属八大煤炭院校之一，具有较强的根底研讨、运用研讨和科技开发才干及多学科交叉的综合科技优势。在矿业工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、控制实际与控制工程、计算机软件与实际、岩土工程、机械电子工程、机械设计及实际等领域有较强的学科根底和学术优势。设有工程技术及人文社会科学类专业研讨院所80个。山东科技大学

3、在矿山数字化/信息化/自动化研讨领域承当有两大课题：国家科技部2021年度863科技工程中国煤炭工业协会2021年度科学技术研讨方案工程山东科技大学机电技术研讨所山东科技大学科技开发公司、山东省工业测控技术研讨中心、山东鲁科自动化技术、泰安市正信机电责任、山东高科自动化设备，主要承当矿山自动化/数字化系统包括各子系统研发、消费及环形以太网根底上矿井自动化平台建立，中国煤炭工业协会科技工程承当单位。系统提供的数字矿山处理方案不仅可以比较有效地处理包括“一通三防、机电设备集中管理、水文监测监控在内的平安问题，而且可以经过建立双环千兆网-井上下千兆环网-子系统百兆工业运用指挥平台，实现矿山地上地下一

4、切对象的数据采集、远程集中监测监控，实现可视化透明管理，可以实现矿山管理做到从散乱数据到规范的信息集成、从内容的不可见到透明管理、从危险源的不可知到超前预警、从灾变结果的不可控到智能控制、从粗放的管理方式到精细管理、从阅历管理到智能决策等质的转变，引领了我国信息化带开工业化、用信息自控技术改造传统产业的进程。山东科技大学机电技术研讨所山东省工业测控技术研讨中心、山东鲁科自动化技术、泰安市正信机电责任、山东高科自动化设备公司为山东科技大学直属研讨单位，山东鲁科自动化技术为技术研发基地，泰安市正信机电责任、山东高科自动化设备为消费制造基地，拥有教授、副教授、高级工程师及博士、硕士30多名，具有很强

5、的科研攻关及产品开发才干。山东科技大学机电技术研讨所为中国煤炭工业协会“数字化矿山/信息化矿井科技工程承当单位，近年来努力于工矿企业数字化、信息化、综合自动化系统研讨与开发，部分技术到达国际先进程度，在全国工矿企业得到了广泛运用。并已在全国各地200多个矿山胜利实施相关工程2021年仅在山东枣庄滕州矿区实施双环千兆网-井上下千兆环网-子系统百兆工业运用指挥建立平台的矿井综合自动化的煤矿有山东岱庄生建煤矿、山东金庄生建煤矿、辰龙集团锦丘煤矿、辰龙集团东大煤矿、山东富安煤炭公司等。具有丰富的工程阅历和施工团队，可以确保质量，保证长期、现场效力！仅2021年山东科技大学机电技术研讨所获得国家专利授权

6、12项，获得国家科技奖励8项，完成纵横向科研工程近60项，科研经费超越6000万元。2021年承当中国煤炭工业协会、中国国家安监总局、山东省科委、山东省经委、省煤炭局科研工程76项，科研经费超越8000万元山 东 科 技 大 学山东鲁科自动化技术山东科技大学机电研讨 概述一，系统建立设计原那么： 本方案是针对煤矿主煤流运输系统技术要求,并充分思索其先进性、平安性、可靠性及安装、运用和维护的方便而设计。一设计根据1设计方案根据矿方提出技术要求作出。2系统设备符合矿消费环境条件，并符合有关要求。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。二设计原那么1系统设计预留网络传输接

7、口。2处理就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发扬效率的缺陷。实现就地无人操作，仅设巡检人员。3本系统采用分布式控制系统，构造合理，信息共享，实现提高指挥效率和消费率，到达减人提效的目的。4实现井下皮带机、给煤机和煤仓煤位的控制信号及工业计算机信号全部由光纤传输。5充分满足现场运转和检修要求。6保证整个系统运转可靠、缺点率低、维护方便和修正灵敏。7系统具有灵敏和可靠的控制功能，简单适用，易于掌握，人机界面友好。8系统具有自诊断功能，报警时可以语音、图像显示等功能实现。9系统具有实时数据采集、处置及多种显示功能。10系统构造合理，便于系统的扩展。三到达的技术程度和实现的目的1

8、实现地面集中控制。2立足于高起点、高技术和高质量，将计算机控制系统和工业自动化相结合，实现以 “自动控制为主，就地监控为辅 的控制方式，保证主煤流运输系统的延续性和可靠性。3系统技术到达国内领先程度。提高开机率和管理程度，减少操作人员和工人的劳动强度，为今后矿井消费综合自动化打下良好根底。4实现对主煤流胶带机运输的长间隔 、多点位信息传输和集中监测监控。具有在线监测、分析及完善的维护和报警功能。5利用现有维护传感器，添加、改换必要的传感器，实现胶带机及相关设备的集中控制。6通俗易懂的梯形图编程言语，现场技术人员可在最短的时间内掌握编程技术。7采用国际流行的组态软件，动态画面美观，修正灵敏，数据

9、保管时间长。历史数据可以长期保管35年。二，本设计遵照的国家及行业规范：1、2021版；2、；3、； 4、； 5、； 6、； 7、； 8、； 9、； 10、； 11、； 12、； 13、； 14、； 15、； 其他有关行业规范、规范。三，系统的用途及适用范围本系统是山东科技大学机电研讨所专门为矿井矿山的皮带运输实现信息数字化集控而制定的。该系统是矿用隔爆兼本质平安型，是一种适用于在煤尘、瓦斯等危险环境中运用的皮带机顺序控制及维护的智能控制系统，其通用性、顺应性强、操作简单、能完成各种传感器任务形状的监测、皮带机起停控制、通讯、现场管理、集中监控、远程控制。四，系统根本功能控制功能该系统既可在井

10、上调度室对井上、井下皮带运输进展实时监控，也可在现场操作台、就地分站箱对皮带运输进展实时监控。既可对一条皮带、一条消费线实现一键起停，也可对多条消费线的整个系统实现一键起停。在全自动形状下每条皮带还可实现有煤即开无煤即停的全自动控制。维护功能该系统具有煤仓高、低煤位维护，机头下煤位维护，断带断链维护，打滑低速维护，跑偏维护，横向撕裂维护，温度维护，烟雾维护等多种维护功能。缺点时产生报警，缺点严重时自动停车可根据现场情况和矿方要求更改。缺点停车可实现逆煤流方向立刻停顿，顺煤流方向每条皮带乃煤运完时自动停车。监测功能该系统可在调度室主控计算机和井下触摸屏对皮带进展动态监测。各种实时数据的在线监测、

11、历史数据的查寻。缺点时产生声光报警并弹出报警概略。还可在工控机动态界面上指出报警位置。员工在处置问题时更准确、迅速、简单。扩展功能该系统采用西门子SIMATIC S7系列 CPU或矿用本安型PLC， CPU 的前面都可以添加一块信号板，以扩展数字或模拟 I/O，而不用改动控制器的体积。信号模块可以衔接到 CPU 的右侧，以进一步扩展其数字或模拟 I/O 容量。RS-232、RS-485、和以太网等；可以方便的组成多级远程通讯网。今后可以很方便添加新设备和皮带控制。从而防止了以前上一套设备需改换一套控制设备的弊端，节省了大量人力和财力。集胜利能该系统能将具有一样通讯功能的不同系统集成到一个计算机

12、上进展监控。使整个煤炭体系更直观更易于管理。五，系统优势1可靠性高本系统采用西门子PLC为控制中心，各分控制箱站、主站操作台和井上皮带集控调度中心上位机均仅采用光纤通讯，数据传输速度快、抗干扰才干强。2配置灵敏 本系统在组态系统时具有极大的灵敏性，具有极强的处置才干。井下有集控操作台、嵌入式计算机；每条皮带都有就地分站箱；控制方式有：就地、集控、远程、检修、紧急停机皮带沿线和就地分站控制箱和远程闭锁。就地：操作人员分别在各条胶带机头的就地分站箱控制胶带机的起、停。集控：一切设备集中控制，既可实现整个系统的一键顺煤流停，逆煤流开的自动控制；同时也可实现一条运输线，一条皮带的集控。远程：选择远程控

13、制可经过调度室的上位机来实现井下设备的集控。紧急停机：经过按下就地分站箱上急停按钮可实现紧急停机,并显示急停位置。检修：设备检修阶段，可突破皮带连锁关系，用于检修时，不会产生任何误动作。3设备扩展性强 本系统有很强的组网和扩展才干，可以进展以太网网络、485、232组网扩建。今后可以很方便添加新设备和皮带控制。从而防止了以前上一套设备需改换一套控制设备的弊端，节省了大量人力和财力。 4维护方便 系统带有速度、温度、煤仓煤位等的延续量检测。经过对系统自带的速度传感器信号的检测，可以进展打滑、过速、欠速和断带维护。系统还可对电机的轴承温度、绕组温度，煤仓煤位等进展检测和显示。在参数菜单设定好每一个

14、延续量的报警值和停机值后，一旦到达报警值，将自动报警，超越停机值，将自动停机当然也可以设定为只报警，不停机。设备报警为声光报警。系统配有堆煤、跑偏、烟雾、环境温度等开关量传感器。可对堆煤、跑偏、烟雾、环境温度等进展检测和维护。并实现报警停机当然也可以设定为只报警，不停机。每个环节缺点都可在井上上位机和井下触摸屏上显示报警，并指出缺点位置，维护更方便、简单。根据平安煤业东井皮带现场实践情况，把现场皮带综合维护安装箱、变频控制箱与矿方新安装的液压盘形闸、液压站全部集中控制，后备维护传感器全部接入TH1-24操作台PLC控制回路中。实现一体化启停皮带。系统预留远程传输数据接口。 系统硬件组成及任务原

15、理 TH1-24矿用防爆本质平安型集控操作台系统硬件组成 本系统是以西门子SIMATIC S7系列CPU或矿用本安型PLC为中心的皮带机综保安装组成下皮带机控制系统，是以光纤为介质组成的工业以太网传输网络。整个系统现场控制设备：SIMATIC S7-系列PLC、检测传感器(物流传感器、煤位传感器、速度传感器、跑偏传感器、撕裂传感器、温度传感器、烟雾传感器)、自动喷雾安装、防爆本安型操作台、网络交换机和人机界面触摸屏监控软件等组成。系统硬件的任务原理1SIMATIC S7系列PLC该产品是西门子最新推出的可编程控制器充分满足于中小型自动化的系统需求。在研发过程中充分思索了系统、控制器、人机界面和

16、软件的无缝整合和高效协调的需求。SIMATIC S7系列集成了PROFINET接口，使得编程、调试过程以及控制器和人机界面的通讯可以全面地运用PROFINET工业以太网技术，并对现有的PROFIBUS系统的晋级提供了很好的支持。同时，SIMATIC S7系列小型控制器的设计具备可扩展性和灵敏性，使其可以准确完成自动化义务对控制器的复杂要求。CPU本体可以经过嵌入输入/输出信号板完成灵敏扩展。“信号板 是S7系列的一大亮点，信号板嵌入在CPU模块的前端，可以提供两个数字量输入/数字量输出接口或者一个模拟量输出。这一特点使得系统设计紧凑，配置灵敏。同时经过独立的RS-232 或 RS-485通讯模

17、块可实现PLC通讯灵敏扩展。 主要特点快速、简单、灵敏的工业通讯新型的 SIMATIC S7系列配备了集成PROFINET 接口，提供与以下组件的无缝通讯：集成 SIMATIC STEP 7 Basic 工程组态系统用于编程；SIMATIC HMI 精简系列面板；其它控制器用于 PLC 间的通讯；第三方设备用于可选的高级集成。组网简单SIMATIC S7系列通讯接口由一个抗干扰的 RJ45 衔接器组成。该衔接器具有自动交*网线auto-cross-over功能，支持最多 16 个以太网衔接，数据传输速率达10/100 Mbit/s。为了使布线最少并提供最大的组网灵敏性，可以将紧凑型交换机模块

18、CSM 1277 和 SIMATIC S7系列一同运用，以便轻松组建一个一致或混合的网络具有线型、树型或星型的拓扑构造。CSM 1277 是一个 4 端口的非托管交换机，用户可以经过它将 SIMATIC S7-1200衔接到最多 3 个附加设备。除此之外，假设将 SIMATIC S7-1200和 SIMATIC NET 工业无线局域网组件一同运用，您还可以获得一个全新的组网规模。与其它控制器和 HMI 设备进展通讯与第三方设备进展通讯SIMATIC S7系列上的集成接口不仅可以与其它厂商的设备进展无缝集成，还可以经过开放式以太网协议 TCP/IP native 和ISO on TCP 与多个第

19、三方设备进展衔接和通讯。集成的工程组态系统 SIMATIC STEP7 Basic 还为 SIMATIC S7系列提供了规范 T-Send/T-Receive 指令，因此用户在设计自动化处理方案时可以获得更高的灵敏性。模块化构造：体积小、组合自在、扩展方便、安装容易。端口类型齐备：各种方式的输入、输出端口，适用于各种传感器与驱动设备。高稳定性：具有极强的抗干扰才干与极高的可靠性，有力保证控制系统任务稳定可靠、采集数据真 实有效。传感器2.1 堆煤传感器：堆煤维护取样由煤位传感器实现，正常时煤位传感器输出端“C输出高电平，当煤位增高推移传感器偏转一定角度时，其内万向接点导通， “C输出低电平，“

20、满煤指示灯亮，经短暂延时，主机执行继电器释放，实现堆煤维护，同时发出言语报警信号。电极式煤位传感器原理一样，当电极接触煤堆时，在煤电阻小于1.5M500K的情况下,经1-3秒延时,实现缺点停机,维护皮带。皮带机正常运转时，将机械推移式堆煤传感器触头偏移1560或在两根电极同时接触到煤时，延时23秒，皮带机应停机，监控仪主机“堆煤指示灯亮，同时发出响亮的“堆煤言语报警声。2.2 煤位传感器煤位维护有两种方式，即电极式和位移式。煤位维护作用的实现是经过传感器使主控电路的低位堆煤控制和高位堆煤控制端得到高电位。对于电极式是传感杆与煤接触后，经过已接+12V的大地得到高电位，而位移式那么是直接经过开关

21、使低位堆煤控制和高位堆煤控制端与+12V接通。根本参数表名 称项 目根本技术参数煤位传感器电源电压V DC 12V任务电流A 1002.3 速度传感器假设某台保送机发生缺点，如电动机烧毁。机械传动部分损坏，胶带或链子拉断，胶带打滑等，安装在保送机被动机件上的速度传感器中的磁控开关将不能闭合如保送机完全不转或不能按正常速率闭合如保送机打滑，速度传感器输出的信号衔接到控制安装后，控制安装将按反时限特性延时后，速度维护电路动作，切断电动机供电，以防止事故扩展。根本参数表名 称项 目 根本技术参数速度传感器电源电压V DC 12V测速类别角速度检测原理磁一干黄式测速范围HZ 0 3输出信号方式无源接点

22、动作方向双向动作间隔 mm 磁铁面距传感器感应面510干簧管接点方式一组常开接点干簧管接点容量A/V DC 0.0112干簧接点闭合电阻 10干簧接点断开电阻K 100 任务特性磁钢距传感510mm时，输出接点闭合，任务频率小于3HZ 2.4 温度传感器在滚筒温度不超限时，温度传感器输出接点开路，衔接到控制安装后，保送机可以正常任务。当滚筒温度超限后，滚筒旁边的温度传感器将会起作用，此时传感器的输出点闭合，控制安装温度维护电路动作，使执行部分切断电动机供电，起到温度维护作用。根本参数表名 称项 目根本技术参数温度传感器电源电压V DC 12V温度维护范围 50士5检测原理温度继电器动作时间mi

23、n 10复原时间min 30输出方式未维护开路维护短路继电器接点方式一组常闭接点继电器接点容量A/V DC 0.0112继电器点闭合电阻 10继电器点断开电阻K 1002.5 烟雾传感器烟雾传感器的电路由烟雾探头电路、升压电路、输出电路和声音报警电路组成。当巷道中因胶带磨损等缘由呵斥烟雾发生时，悬挂在巷道顶部的烟雾传感器起作用，经3秒后，切断电动机供电，并发出声音报警。烟雾传感器电路原理图烟 雾探 头一一升 压电 路一一声音报警电路一一输 出电 路 YW 一一一一一 根本参数表名 称项 目根本技术参数烟雾传感器电源电压V DC 12V 探头电压V DC 24V检测原理离子感烟最大任务电流A 1

24、传输间隔 m 1000输出信号V (10mA电流测试)无烟监测DC10有烟报警DC0.5烟雾灵敏度13级负载才干(mA) 50适用风速m/s 82.6 撕裂传感器当胶带横向撕裂后，会有部分下垂，该下垂的胶带带动撕裂传感器横杆，横杆带动竖杆倒下，从而使前后传输线脱离，并与零线相接使控制箱在电气上起到急停闭锁作用，立刻停车。该传感器是不能自动复位的。只需人为的使传感竖杆重新立起来才干恢复正常运转形状。虽然上胶带和下胶带运转方向相反，但传感器正好是以支点为中心两个方向运动，与上下胶带一致，故上下胶带的原理是一样的。根本参数表名 称项 目根本技术参数撕裂传感器电源电压V DC 12V接点方式一对常开，

25、一对常闭接点容量DC 0.1A 12V复位角度05动作角度1015动作方向单向接触电阻 0.22.7 跑偏传感器胶带发生跑偏时，跑偏胶带边沿推进传感杆发生位置倾斜，当倾斜较角度40时，内部一部开封锁合，使音频震荡电路得电任务，产生1000H音频声，因此系统中的一切扬声器发出声音，表示有胶带跑偏。当倾斜角度60时，内部急停开封锁合，其作用同中途停车开关作用。这里需求阐明的是，跑偏传感器是上下两侧胶带可以同时维护，并且可自动复位，因此胶带恢复正位后，停车和报警作用将同时停顿。根本参数表名 称项 目根本技术参数跑偏传感器电源电压V DC 12V任务电流A 100MA 动作角度第一级405第二级605

26、复位角度10 15输出信号音频10002000Hz幅值9V动作方向双向动作级数二级接点方式一组常开，一组常闭接点容量A/V DC 0.512接触电阻 0.1探杆转动的极限角度 70 动作性能传感器受力作用，探杆摆动至动作角度时立刻动作，无力后自动前往原位，经过复位角度后立刻复位 2.8 急停闭锁开关急停闭锁开关适用于具有爆炸性混合气体的危险场所以及露天煤矿、选煤厂等任务场所，作为矿用带式保送机综合维护控制安装的紧急停车信号检测之用。接点容量：30V/10A；接点接触电阻0.1，振动、冲击后0.2；动作力：60N10N ；复位力：60N10N；动作性能：急停开关任一边的驱动拉环上向外施加作用力时

27、，急停开关内的接点形状应翻转，并能自锁；在相应的复位拉环上向外施加作用力时，急停开关内的接点形状应复原；外形尺寸：165mm90mm160mm；构造：急停开关由外壳、行程开关、急停拉环、复位拉环、接线端子等部分组成。任务原理：急停开关任一边的急停拉环上向外施加60N10N的作用力并产生位移时，急停开关内的行程开关动作，接点形状翻转，并自锁；在相应的复位拉环上向外施加60N10N的作用力时，急停开关内的行程开关再次动作，接点形状复原。3.自动喷雾安装3.1 概述矿用胶带保送机、刮板保送机在运输物料转载时会产生大量粉尘，粉尘的存在不但危及煤矿平安消费，还会影响作业人员的身体安康。KPZ型保送机转载

28、点自动喷雾降尘安装是防尘灭尘的理想设备。3.2 任务原理简介该安装由主机、电动球阀 、运输机任务形状传感器有触控传感器、转动传感器、红外探测传感器、振动传感器供用户选择。其原理：运输机运输物料，传感器接纳到物料运动信号，主机处置信号令电动球阀翻开，构成水幕，实现防尘灭尘3.3 性能特点1该安装为多功能控制。一台主机可同时配备多个传感器，实现防尘灭尘、喷雾降温、喷雾灭火等功能。2根据安装地点和功能不同，可选择一种或几种传感器运用，控制方式灵敏。3配上烟雾、温度、触控、粉尘传感器，可实现防尘、灭火及火情动态监测。4可接入监测系统或运输监测系统接口，实现监测、报警与控制。5具有节水功能。运输机上有物

29、料挪动时57秒防尘水幕自动翻开，停机2秒后，水幕自动封锁。6该安装主机设有任务形状显示窗。可显示电源、物料、防尘、防火等信息。3.4主要技术参数1防爆方式：矿用隔爆兼本安型ExdibI。2任务方式：延续。3安装电源电压：AC 127 V/36VHz15%。4电动阀任务电压：12V DC。5主控板电源电压：12V5%.6本安输出电压：12V5%。7本安输出电压维护值：13.5V5%。8本安输出电流维护值：200mA(MAx)。9主控板任务电流：100mA.10触控传感器任务电压/电流：12V/30mA。11控制板输入信号电压范围：7-12V DC。12控制板输入信号电流：1-2mA。13环境温度

30、：04014相对湿度：95%15主机外形尺寸：长宽高240220120 mm。3.5胶带保送机转载点自动洒水安装安装图4.MCGS触摸屏本触摸屏采用了高档的软件系统平台(WinCE操作系统和MCGS的嵌入版组态软件)，强大的界面组态功能动态界面制造，强大的数据处置才干数据保管、查询、制造趋势曲线和报表。5.矿用本质平安型操作台本操作台是防爆本安型，操作台上集成了西门子S-7系列PLC总站，嵌入式触摸屏，网络交换机皮带的起停控制、形状显示。急停闭锁控制箱正面右下角设有急停闭锁开关，利用该开关的左右旋转，可对本台或前台保送机实现急停闭锁。处于急停闭锁形状的保送机不仅能立刻停转，同时再来开机信号也不

31、能运转。6. 控制方式为了满足日常运转、检修、缺点处置等需求，具备三种控制方式：就地、远程和自动。操作人员可采用不同方式控制各条胶带机的启动和停顿。控制方式有三种: 1. 地面集中控制在这种方式下，操作人员只需在地面控制中心操作键盘或鼠标，控制井下各条胶带机和给煤机的起、停以及缺点解除等。并且经过计算机语音系统发布开车提示命令。 2. 人工就地控制 当日常检修或缺点处置以及特殊需求时，操作人员可分别在各条胶带机头经过胶带机自动控制安装控制胶带机的起、停。 3. 控制方式变换可以经过胶带机自动控制安装手/自动切换开关进展转换，使得二种控制方式互为备用、相互闭锁，提高系统的可靠性和灵敏性。 4. 后部闭锁具有同煤流方向相互闭锁功能，实现逆煤流开，顺煤流停。 5. 启动方式胶带机采用直接启动方式。 6. 缺点解除上位机具有缺点解除功能，对于运用中出现的各类缺点，非正常动作，运用中视情节正确运用。第三章 效力承诺1、我们根据根本参数和技术要求，担