煤矿综采事人情自动控制系统
煤矿综采事人情自动控制系统,
一、概述
综采事人情自动化控制系统以地面监控平台及顺槽监控平台为焦点，以千兆以太网、无线及现场总线为数据传输平台，对现场装备状态、视频、音频等信息举行收罗及数据剖析，在顺槽监控中心及地面调理室实现对采煤机、液压支架、刮板运送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机、液压泵站、供电装备等综采装备举行远程监测和控制。系统集成了工业以太网、现场总线、无线数据传输、现场可编程和现场可组态手艺，自力开发，拥有自主知识产权，可知足用户个性化要求。嵌入式系统、多主并发处置惩罚及冗余总线等多种手艺的融合，系统性能可靠、实时性强、容易维护、操作轻盈，为综采事人情现在实现少人化最终无人化提供可行的解决计划。
二、系统特点
（1）提供从子系统到综采事人情集控系统的完整解决计划
（2）顺槽集控、地面集控双中心模式，每其中心与现场系统直接相连，单台集控盘算机的损坏不会影响集控功效
（3）各子系统控制自力，数据共享，包管控制的可靠性
（4）可以凭证用户的现真相形举行无邪增减，已有的子系统可以直接接入集控系统，节约投资
（5）接纳千兆环网作为主干网络，包管通讯的高效、高速和高可靠性
（6）子系统之间、子系统与SCADA之间接纳以太网举行传输，包管最快的响应周期和最大的数据吞吐量
（7）子系统内接纳以太网或现场总线通讯方法取代原有的节点控制，镌汰现场的布线量，提高了通讯速率和可靠性
（8）无线信号能笼罩整个事人情，可以使用无线 ？仄髌敉 ？刂剖氯饲樗凶氨
（9）Wifi无线接入，可通过智能终端会见系统数据
（10）事人情沿线扩音电话具备与调理室双向通话功效
（11）兼容准确职员定位系统
（12）系统可以扩展远程移动终端APP功效，使用手机可以审查井下集控系统的状态
（13）具备以太网、RS485、CAN等接口，对外接纳标准、开放的通讯协议
（14）事人情磁力启动器、变频器、综保等装备的集中控制和监测
（15）可接入煤机控制装置，实现采煤机事人情远程数据上传、远程控制和自动化割煤
（16）可接入支架电液控制装置，实现全自动液压支架控制，自动跟机拉架，成组行动
（17）机电装备启动、停车、故障均具备语音预警功效；
（18）接纳接插光缆和接插电缆毗连，镌汰装备的装置和维护时间
（19）接纳组态方法举行系统的安排，不需用户修改程序便可以实现系统软硬件的扩充、控制工具的改变
（20）焦点主机、分站等接纳 ？榛峁， ？槿碛布通用，可以利便的替换
（21）闭锁、急停扩音电话接纳冗余总线方法通讯，总线相互冗余，并带有自力的清静回路，可以硬件断开输出
（22）具备自动识别手艺，沿线的装备类型、地点能自动识别，无需人工设置或翻开装备设置地点
（23）具备装备故障诊断及在线监测功效，可以显示装备事情状态、定位故障位置
（24）主机、现场控制分站、无线基站等程序均可在线升级，无需返厂或升井离线升级
（25）软硬件完全自主开发，可以针对现场举行软硬件定制，实时响应知足用户的需求
三、典范系统结构
（1）系统结构图一：综采事人情现在没有控制子系统或仅有少数子系统
从现场装备传感器层最先统筹构建各子系统，建设数据传输平台、集控平台。其特点是最大限度施展装置的性能，控制层级少、系统架构合理，系统控制响应周期短、调试利便。
（2）系统结构图二：综采事人情各控制子系统已有或大部分已有或子系统分步实验
在现有的装备基础上举行系统集成，最大限度的保存使用已有的子系统，子系统通过通讯方法接入集控系统。其特点是装备刷新量小、装备投资少。
四、系统组成及功效
系统由地面集控中心、顺槽集控中心、千兆环网与无线通讯装备、三机控制装置、泵站控制装置、事人情通讯控制装置、顺槽皮带；た刂谱爸谩⑼枷窦嗫叵低场⒅霸倍ㄎ幌低场⒁貉怪Ъ艿缫嚎刂谱爸媒尤搿⒉擅夯缈刈爸媒尤搿⒐┡涞缱氨甘菔章拮爸玫茸槌。
4.1、地面集控中心
地面集控中心由6台工控机、1台交流机、1台IP语音话台、采煤机操作台、液压支架操作台、集控操作台组成。其主要功效有：
（1）采煤机的信息显示与远程程控
（2）支架状态的显示与远程程控
（3）液压泵站系统的显示与远程程控
（4）刮板机、转载机、破碎机的状态显示、调速、操作与远程程控
（5）事人情语音通话功效
（6）顺槽皮带的远程程控与自动调速
（7）事人情视频显示
（8）职员准确定位
（9）组合开关的状态显示与远程程控
（10）移变、磁力启动器的状态显示与远程程控
4.2 顺槽集控中心
顺槽集控室由1台KXH18（G）矿用本安型可编程控制器、1台KDY127矿用隔爆兼本型直流电源、3台KXJ127矿用隔爆兼本安型控制器、6台XH12矿用本安显示屏、1台KJJ12矿用本安型无线接入器、1台KTG12矿用本安型光端机、1台TH12矿用本安型操作台和1台HXH18（F）矿用本安型控制器组成 ？捎糜谡鲎鄄墒氯饲樗凶氨傅目刂啤⑹莸南允旧洗⒕率悠导嗫叵允竞妥鄄墒氯饲槲拗交旃。其主要功效有：
（1）采煤机的信息显示与集中程控
（2）支架状态的显示与集中程控
（3）液压泵站系统的显示与集中程控
（4）刮板机、转载机、破碎机的状态显示、调速、操作与集中程控
（5）事人情语音通话功效
（6）顺槽皮带的集中程控与自动调速
（7）事人情视频显示
（8）职员准确定位
（9）组合开关的状态显示与集中程控
（10）移变、磁力启动器的状态显示与集中程控
4.3三机控制装置（破碎机、转载机、运输机）
三机（刮板机、转载机、破碎机）控制装置由KXH18（G）矿用本安型可编程控制器、KXH18（A）矿用本安型可编程控制器（自力控制时需要设置）、DXJ660/18(A)矿用隔爆兼本安型电源箱（自力控制时需要设置）、KXH18（C）矿用本安型控制器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱、铠装接插电缆、铠装接插网线、压力传感器、温度传感器、振动传感器、位移传感器、隔爆兼本安型电动球阀、本安型电磁先导阀等装备组成。KXH18（C）矿用本安型控制器之间可以接纳铠装接插电缆毗连，也可以直接使用铠装接插网线毗连。其主要功效有：
（1）集控室启停、无线 ？仄敉！⒕偷仄敉Ｓ胫卫，实现一键启停、连锁和互锁
（2）知足变频器、崎岖速、TTT等多种驱动方法的控制
（3）电机、齿轮箱的冷却水压力、冷却水温度的监测；
（4）电机绕组温度、减速机油温、输入轴温度、输出轴温度的监测和；
（5）电机、减速机的振动检测和；
（6）冷却水电动球阀自动控制
（7）刮板机煤流量监测：监测刮板运输机的煤量，实现刮板运输机调速和堆煤；
（8）刮板机的远程调速与自动调速
（9）刮板机限制电流报警与语音预警
（10）刮板运输机的无线 ？仄敉
（11）刮板运输机与煤机的双向联动调速
（12）电机状态显示，故障和历史数据纪录及数据上传
（13）刮板机自动张紧控制
4.4泵站电控装置
泵站控制装置由KXH18（G）矿用本安型可编程控制器、KXH18（A）矿用本安型可编程控制器（自力控制时需要设置）、DXJ660/18(A)矿用隔爆兼本安型电源箱（自力控制时需要设置）、KXH18（C）矿用本安型控制器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱、铠装接插电缆、铠装接插网线、本安型电磁阀、压力传感器、温度传感器、振动传感器、液位传感器、乳化液浓度传感器等装备组成。装置可以控制变频乳化泵和喷雾泵站，实现泵站的启 ？刂啤⒈；ぜ昂阊构┮。其主要功效有：
（1）乳化泵、喷雾泵的润滑油温度、润滑油压力、润滑油油位、进液口压力的监测与；
（2）自动控制乳化泵站电子卸载阀，实现系统压力低泵站自动加载，系统压力高泵站自动卸载
（3）泵站欠压启动：泵站运行时，系统压力低于设定值时，备用泵站自动启动
（4）泵站空载停车：当泵站一直处于空载状态运行时，系统自动阻止泵站
（5）泵站故障切换功效：泵站运行时，运行中的泵站突发故障停车，备用泵将自动启动
（6）具备泵站运行时间平衡控制：系统纪录每台泵的运行时间，系统自动平衡每台泵的运行时间
（7）具备增压泵控制功效和吸液口压力监测功效，阻止泵站吸空导致泵站损坏
（8）泵站爆管；ぃ合低成柚帽芗嗖，当系统爆发爆管故障时，系统自动停车
（9）具备变频泵站控制功效：可以凭证现场压力巨细动态的给定变频器的速率，抵达恒压供液的目的
（10）泵站自动补液功效：系统凭证液箱液位自动举行补液
（11）泵站就地操作和隔离功效：泵站可以就地手动不加载试运转，也可以通过急停按钮，将泵站隔离锁定，避免泵站在磨练时误启动
（12）泵站装置事人情急停功效，可以在事人情设置急停按钮，闭锁乳化液泵站系统，避免维修液压管路时爆发危险
（13）喷雾泵站与煤机联动功效，实现先启动泵站，后启动煤机和煤机停车后泵站延迟停车功效
（14）泵站启停和故障时，具备语音预警功效，包管职员的清静
（15）泵站的无线 ？睾妥刺蟛
（16）支持远距离供液控制系统
（17）可以扩展自动混液控制功效
（18）可以扩展自动高压过滤站反冲洗功效
4.5事人情通讯控制装置
事人情通讯控制装置由KXH18（G）矿用本安型可编程控制器、KXH18（A）矿用本安型可编程控制器（自力控制时需要设置）、DXJ660/18(A)矿用隔爆兼本安型电源箱（自力控制时需要设置）、KTK18（B）矿用本安型急停扩音电话、KTK18（D）矿用本安型急停扩音电话、KTA18矿用本安型信号耦合器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱、铠装接插电缆等装备组成。装置用于控制刮板运输机、转载机、破碎机的启停，事人情沿线温顺槽的语音通话、打点、预警，事人情装备的急停闭锁等。其主要功效有：
（1）实现远距离通讯控制功效，集控室与事人情距离可达2000m以上
（2）具有运行状态、沿线电缆状态、沿线电话状态、控制器自检信息及其它连锁装备运行状态等显示功效，可检测沿线电缆的断路位置
（3）实现对沿线每台装备电源的监控，包括沿线电源的电流和机尾的终端电压
（4）沿线接纳双总线控制，具备冗余通讯功效，一起总线故障，不影响系统运行
（5）接纳不锈钢铠装接插拉力电缆，接插件镀金结构，毗连部位加装电缆牢靠装置，防护品级抵达IP67以上，通过一根铠装电缆将系统音频、闭锁、拉线急停、数字通讯、系统供电融为一体
（6）闭锁：按下闭锁后， 强制切断控制输出，主控器以汉字和彩色图形的方法显示闭锁位置，沿线扩音电话自动播报闭锁行动位置，响应时间不大于0.1秒
（7）急停扩音电话：声强不小于100分贝、声音清晰；扩音电话带有电池，可显示电池电量，停电后可正常通话，待机不小于72小时
（8）沿线装备类型（闭锁、扩音电话或其它装备）自动识别，地点顺序由主控器举行自动分派，无需举行人工设置或设置地点
（9）地面调理与事人情实现一键广播和一键语音通讯
（10）主机具有以太网、RS485通讯，可以与开关或变频器通讯，实现周边装备的数据上传
（11）事情方法：远控模式、自动模式、磨练模式、手动模式、点动模式
（12）扬声器: 扩音电话壳体接纳双腔室设计，扬声器内置
（13）参数设定: 将所有参数内置，所有的改动只需调解参数就可
（14）具备参数U盘导入、导出功效，现场维护很是利便
（15）具备远控功效，通过通讯可以实现调理室对系统举行数据监控，参数设置、远程程控
4.6采煤机电控装置接入
采煤机电控装置接入由采煤机厂商认真将数据通过以太网传输到集控中心，并提供响应的通讯协媾和数据点表，开放远程控制功效，实现以下功效：
（1）通过集控操作台，远程操作采煤机的牵引，摇臂升降和电机的启停
（2）采煤机加装摇臂倾角传感器、机身倾角传感器、编码器、位移校准传感器，具备影象截割功效
（3）具备影象割煤人工干预功效，并自动影象人工干预的效果，用于下刀煤的影象截割
（4）具备自动割三角煤的功效
（5）可以显示采煤机本的所有状态，具备故障诊断功效
（6）可扩展等高割煤法和煤层曲线割煤法
（7）具备加装惯导的接口
4.7液压支架电液控制装置接入
液压支架电液控制装置接入由支架电液控制系统厂商认真将数据通过以太网传输到集控中心，并提供响应的通讯协媾和数据点表，开放远程控制功效，实现以下功效：
（1）通过集控操作台，远程操作支架收打互帮、移架和推溜
（2）通过操作台远程操作支架成组收打互帮、自动移架和成组推溜
（3）具备支架自动跟机拉架功效
（4）具备自动补压功效
（5）具备自动推转载机和皮带机自移机尾功效
4.8千兆环网与无线通讯装置
千兆环网与无线通讯装置由KTG12矿用本安型光端机、KJJ12矿用本安型无线接入器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱、接插光纤和铠装接插网线等组成。集控中心的KTG12矿用本安型光端机通过光纤与KJJ12矿用本安型无线接入器毗连，KJJ12矿用本安型无线接入器之间接纳千兆铠装接插网线毗连，组成整个事人情传输的千兆环网。其主要功效有:
（1）无线接入器自带WiFi接入功效，实现综采事人情和装备列车WiFi全笼罩
（2）无线接入用具备事人情摄像仪接入功效，摄像机可以就近接入无线综合接入器，实现对整个采面的视频监控
（3）无线接入用具备KXH18（C）矿用本安型控制器接入功效，实现数据收罗和程控功效
（4）具备动态治理无线 ？叵低彻π，可以实现无线 ？仄髟谖尴咦酆辖尤肫髦湮薹熘苡
（5）无线接入用具备自动IP地点分派功效，可以凭证分派的首台装备IP地点自动分派其余无线接入器的IP地点
（6）具备装备IP地点与编号绑定功效，举行控制组态时只需要使用编号，无需影象装备IP地点和MAC地点
（7）可扩展RS485控制和CAN总线控制功效
4.9皮带；た刂谱爸
皮带；た刂谱爸糜蒏XH18（A）矿用本安型可编程控制器、KXH18（C）矿用本安型控制器、KXH18（E）矿用本安型控制器、DXJ660/18(A)矿用隔爆兼本安型电源箱、KTK18（C）矿用本安型拉绳急停扩音电话、KHJ18矿用本安型拉绳急停闭锁开关、GL3-18矿用本安型料撒播感器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱、GEJ20/40矿用本安型跑偏传感器、GUJ19矿用本安型堆煤传感器、GSH6矿用本安型速率传感器、GWH300矿用本安型红外温度传感器、矿用本安型纵撕传感器、矿用本安型张力传感器、以及开停传感器、振动传感器等装备组成。其主要功效有：
（1）控制限矩型、调速型、变频型皮带机
（2）实现对整个皮带运输系统实现集控和调速
（3）具有完整的皮带；ず屯ㄑ豆π，可以中文/图形显示胶带主电机的状态、张力值、胶带速率、实时时钟以及故障、闭锁行动位置、跑偏行动位置、沿线拉力电缆断线位置、闭锁开关及扩音电话状态等信息，同时可以修改本皮带机的种种事情参数以及故障盘问和语音报警等功效
（4）皮带机的；ぃ嚎墒迪直账⒋蚧⒊隆⒀涛怼⑴芷⒆菟骸⒍衙骸⑷魉⒄帕ο陆怠⒄穸谋；。；ば卸，系统沿线可播报详细故障的信息，；た梢陨柚梦ň恢背岛捅ň３盗街直；ぜ侗
（5）实现对上级皮带的连锁输入和对下级皮带的连锁输出，具有皮带间连锁、皮带与给煤机间连锁功效，连锁输出可以在沿线电话中直接输出
（6）可以实现给煤机的就地控制、机头控制及集中控制
（7）地面调理与皮带沿线实现一键广播和一键语音通讯
（8）沿线接纳双现场总线控制，具备冗余通讯功效，一起总线故障，不影响系统运行
（9）皮带沿线通过一根铠装电缆将装置音频、闭锁、拉线急停、数字通讯、装置供电融为一体，也可做为急停闭锁开关的拉绳。电缆接纳不锈钢快速接插件，U型销快速毗连（防护品级IP67）
（10）主机可以实现对皮带沿线电源的监控，包括电源的电流和机尾的终端电压
（11）全装置沿线统一清静回路，主机可以检测并显示清静回路断开的位置，清静回路可以直接硬件断开主控机的输出
（12）沿线每台急停扩音电话或闭锁开关均能接入跑偏、纵撕等传感器的信号，并能提供用于连锁的输出信号；闭锁行动后控制器能以汉字和彩色图形的方法显示闭锁位置，同时沿线扩音电话自动播报闭锁的行动位置，响应时间不大于0.1秒，可强制切断控制输出
（13）急停扩音电话：声强盛于100分贝、声音清晰；扩音电话带有电池，停电后可正常通话不小于24小时；控制器能显示每台扩音电话电池的电量状态；恣意两急停扩音电话之间都可以实现语音对媾和打点的功效
（14）可编程控制器能自动识别并显示沿线装备类型（闭锁、扩音电话、分站或其它装备），地点顺序由控制器举行自动分派，无需举行人工设置或设置地点，单条沿线控制长度无中继时应抵达4公里
（15）可编程控制器屏幕显示:本安彩色液晶显示屏可显示装备运行状态、故障状态、控制器自检信息、其他装备运行状态、闭锁行动位置、跑偏行动位置、沿线拉力电缆断线位置、闭锁开关及扩音电话状态等
（16）统计：可对装置控制的主要装备的开机时间、开机率等举行统计
（17）历史纪录：可对装置的报警信息、故障信息举行历史纪录，利便后续问题查找，历史故障条数不低于1000条
（18）故障自诊断：装置具有完善的故障自诊断功效，控制器能检测显示沿线所有闭锁、扩音电话等装备的状态，其中一台装备的故障不可影响其它装备状态的检测；能检测并显示沿线电缆所有芯线的断线状态和位置
（19）语音报警：具有完善的语音报警功效，能够对单个装备的启停、沿线装备行动及故障状态、故障名称及故障位置、种种传感器接入故障等信息举行语音报警及提醒
（20）参数设定：控制器应具有现场职员调解维护参数功效，维护职员可以利便的举行运行参数更改，无需厂家派专人修改程序
（21）具备参数U盘导入、导出功效，现场维护很是利便
（22）设置以太网、RS485、CAN等多种接口，具备完善的远控功效，通过通讯可以实现调理室对系统举行数据监控，参数设置、远程控制
4.10供配电装备数据收罗装置
供配电装备数据集装置由KXH18（G）矿用本安型可编程控制器、KXH18（E）矿用本安型控制器、DXJ660/18矿用隔爆兼本安型电源箱等组成，可实现事人情移变、组合开关、磁力启动器、馈电和照明综保等装备的监控，其主要功效有：
（1）以太网/RS485/CAN总线通讯控制与复位
（2）装备数据上传
（3）装备的无线 ？
（4）装备的远程参数设置与整定（需要开关支持）
（5）实现一键启停、连锁和互锁
4.11图像视频系统
图像视频系统由KXJ127(A)矿用隔爆兼本安型控制器、XH12矿用本安型显示器、KJJ12矿用本安型无线接入器、KBA129(A)矿用隔爆兼本安型摄像仪、KBA12矿用本安型网络摄像仪、矿用本安型除尘摄像仪KBA12(B)、矿用本安型云台摄像仪KBA12(C)等组成。其主要功效有：
（1）可设置职员突入报警系统，实现无线电子围栏，当职员靠近或越过电子围栏时实现声光报警，并联动装备延缓；蛄ν；
（2）具备煤流异常物体监测、报警、图像抓捕及故障智能定位语音报警功效
（3）监控装备运行状态
（4）监控事人情运行状态
（5）实现图像拼接
（6）全景图像显示，显示大区分率的全景拼接图像
（7）视频接入，用于接入摄像机视频流，并举行解码处置惩罚。
（8）对所有摄像机装备发明、添加以及区域划分。
（9）摄像仪故障报警，实时检测各高清摄像仪的在线状态及图像状态，对视频信号丧失、摄像仪不在线等故障能实时报警
4.12职员定位系统
职员定位系统由KJ128D-F3定位读卡分站、KJ128D-K6标识卡、KDW660/24BJ矿用多路隔爆兼本安直流稳压电源、盘算机等组成。其主要功效有：
（1）UWB定位手艺，定位精度可达30cm
（2）充电后使用不小于30天
（3）空旷可视最泰半径400米、信息矿灯主灯使用11小时后关闭的情形下标识卡事情时间大于即是199小时
（4）以太网传输接口
（5）呼叫通讯功效：能吸收系统下发呼叫下令
（6）具有紧迫呼救按钮
（7）具备禁区治理，区域门禁，区域限员功效