- 概? ????述
煤矿地面生产系统是煤矿生产中的重要环节，因此他的集中控制十分重要，需要安全、可靠。**煤矿地面生产设备较少，工艺比较简单，因此，我们本着科学、高效、安全、节约的原则设计它的地面生产集中控制系统。通过该集控系统，可以方便的对整个地面生产各环节进行实时监测，远程控制设备的开停，监测电流、称重等各种参数，满足现代化矿井追求技术先进，安全生产，加强生产管理的需要。
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- 生产工艺流程
地面生产系统系统的设备主要主要包括101毛煤带式输送机、102毛煤带式输送机、圆振动筛、选矸带式输送机、破碎机、块煤带式输送机、末混煤带式输送机这七台主生产设备，以及除铁器、电动双侧犁式卸料器、电液动扇形闸门、空压机等辅助设备。生产流程如下图：
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流程图待修改
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|
101毛煤皮带 |
|
102毛煤皮带 |
|
圆振动筛 |
|
选矸皮带机 |
|
末混煤皮带机 |
|
破碎机 |
|
块煤皮带机 |
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- 控制方案
1、工作原理
系统使用PLC作为主控单元，对设备的运行状态进行统一采集、处理和记录，对设备的启停实行集中控制。采用自动控制、软手动操作、检修操作三种操作方式相结合的手段，使设备操作更方便，更灵活。同时，将所有设备的保护装置统一纳入该集控系统，实时采集各种保护信号，做出快速反应。并通过上位计算机组态软件实时显示设备运行状态，对各种数据进行显示、记录和打印，真正实现了地面生产系统的集中监视、控制，使生产更合理、更科学，保证矿井安全生产。
系统网络图如下：
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2、系统组成
地面生产集控系统主要由集中操作台、PLC控制柜、上位工控计算机、组态王软件、通讯单元、皮带机保护装置及电流等模拟量传感器组成。
(1) 下位机采用德国西门子S7-300PLC，功能强、可靠性高、使用灵活方便，适应煤矿这种粉尘大、噪声高、震动强、干扰强的场合。PLC负责对设备的运行状态进行统一采集、处理和记录，对设备的启停实行集中控制。同时，实时采集各种保护信号，做出快速反应。
(2) 上位机使用两台研华工控机，一台操作员站，一台工程师站，双机热备。用亚控组态王6.5组态软件完成主画面与分画面的设计，包括系统模拟图、运行状态监视（启、停）、操作信息界面、故障报警界面、模拟量曲线界面、累计报表等。
(3) 上位计算机与下位机PLC采用Profibus总线通讯，实现分布式控制。Profibus总线传输速度快、可靠性高、开放性好、抗干扰能力强，安装、调试方便，提高了生产效率和管理水平。这种网络体系具有较高的性能价格比，扩展性非常强，从而为实现地面生产系统的综合自动化和现场设备智能化提供保证。同时，PLC上位机可作为矿管理信息系统的一个子网，通过交换机与矿井整个网络系统的互连，共享信息资源。
(4) 就地控制箱可以就地操作设备的起停，部分设备的就地操作箱安装有声光告警装置，实现开机前的声光预警。系统设置急停功能，以防有故障发生时发生危险。
(5) 采用电流互感器与电流变送器，由上位机实时监测破碎机等大功率设备的工作电流，以便掌握主要设备的负荷及运转情况。
(6) 煤仓采用雷达料位计实时监测煤位，并同时上传给地面PLC主站，在上位机中实时显示当前煤位状况。
3、系统的主要监控设备
根据地面生产工艺有关技术要求，结合煤矿实际情况与以往的设计经验，本方案将对下列主运输设备以及辅助设备进行监控：
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|
序号 |
名称 |
编号 |
功率（KW） |
单位 |
数? 量 |
监? 控? 内? 容 |
|
1 |
101毛煤带式输送机 |
? |
22 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息、电流监测 |
|
2 |
102毛煤带式输送机 |
? |
45 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息、电流监测 |
|
3 |
圆振动筛 |
? |
11 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
4 |
选矸带式输送机 |
? |
4 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
5 |
双齿辊破碎机 |
? |
75 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息、电流监测 |
|
6 |
块煤带式输送机 |
? |
15 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
7 |
末混煤带式输送机 |
? |
37 |
套 |
1 |
设备的起、停及运转信息、电流监测 |
|
8 |
电动双侧犁式卸料器 |
? |
1.5 |
台 |
8 |
设备的起、停及运转信息 |
|
9 |
电液动扇形闸门 |
? |
2.2 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
10 |
除铁器 |
? |
3 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
11 |
电热式硫化器 |
? |
5.75 |
台 |
3 |
设备的起、停及运转信息 |
|
12 |
空压机 |
? |
7.5 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
13 |
脉冲袋式除尘器 |
? |
7.5 |
台 |
1 |
设备的起、停及运转信息 |
|
14 |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
?
4、控制功能描述
**煤矿地面生产集控系统的操作分为上位机集中操作与就地检修操作二种方式:
(1)集中操作方式
集中操作方式由上位机操作。各设备的控制顺序依生产工艺要求，按逆煤流方向顺序启车，顺煤流方向依次延时停车原则进行控制。集中操作又包括三种方式：集控自动、集控联锁、集控单机。其具体含义解释如下表：
???????????????? 集控操作方式功能一览表
|
序号 |
控? 制 方 式 |
控???? 制????? 性????? 能????? 描????? 述 |
|
1 |
集控自动 |
上位机选择集控自动方式，通过集控起动按钮、集控停止按钮按被控设备一工艺流程逆煤流开车、顺煤流停车顺序自动控制设备的启停，启停时间按工艺要求由PLC设定。 |
|
2 |
集控联锁 |
上位机选择集控联锁方式，各被控设备的起停有相应的闭锁关系，操作通过集中操作台相应启、停按钮完成，操作时间间隔由操作员掌握。 |
|
3 |
集控单机 |
上位机选择集控单机方式，操作员通过上位机相应按钮可实现“一对一”启停设备，设备之间无闭锁关系，方便单机启停。 |
集控方式下，控制系统对其自身及被控设备等的任一异常状况都应有相应的报警信息。
(2)就地检修操作方式
就地操作方式由现场就地控制箱实现，就地操作箱上安装有就地控制按钮与控制方式转换开关，实现就地操作。
(3)控制系统的启车信号
采用控制台与各生产岗位应答制，即在集控启车前由控制台向各岗位发出启车信号，待各岗位巡检人员应答后，方可由集控台司机发出启车命令。
(4)集控工作时的急停
系统在集控工作状态下出现紧急事故时，可点击上位机中的急停按钮，即可迅速可靠的实现系统的立即停车，并发出告警。
(5)皮带机保护装置动作时的停机
当皮带机保护装置发生动作，立即停止相应设备及其以上设备，并在上位机显示报警状态。
5、系统硬件设计选型
本方案严格按照国家有关安全、环保等强制性标准设计，所有设备及附属部件都成熟、可靠，适应煤矿使用。本系统涉及的零部件，严格遵循质量可靠，性能优良，尽最大限度的保证较高性能价格比的原则设计、选型，以保证系统整体的稳定性与可靠性。
本系统主要元器件一览表如下：
|
序号 |
名 称 |
规? 格、型 号 |
单位 |
数量 |
备????? 注 |
|
1 |
集中操作台 |
750X1800X900 |
台 |
1 |
非标 |
|
2 |
PLC控制柜 |
2200X800X600 |
台 |
1 |
? |
|
3 |
PLC |
S7-300 |
套 |
1 |
德国西门子原装 |
|
4 |
通讯单元 |
模块及通讯电缆 |
套 |
1 |
德国西门子原装 |
|
5 |
组态软件 |
组态王6.5 |
套 |
2 |
? |
|
6 |
工控机 |
研华 IPC-610 |
台 |
2 |
? |
|
7 |
液晶显示器 |
三星T260 26英寸 |
台 |
2 |
? |
|
8 |
针式打印机 |
EPSON 1600k3h |
台 |
1 |
? |
|
9 |
激光打印机 |
HP LaserJet 5200LX |
台 |
1 |
? |
|
10 |
UPS |
APC SUA3000RMIU ? |
台 |
1 |
? |
|
11 |
就地箱 |
JDX-1 |
台 |
10 |
带声光报警 |
|
12 |
就地箱 |
JDX-2 |
台 |
8 |
不带声光报警 |
|
13 |
椅子 |
电脑椅 |
把 |
2 |
? |
- 低压配电
地面生产集控系统配备3台GGD型低压配电柜，分别为：GGD-1、GGD-2、GGD-3。
配电柜GGD-1驱动101毛煤带式输送机、102毛煤带式输送机、圆振动筛、选矸带式输送机、块煤带式输送机、末混煤带式输送机。
配电柜GGD-2驱动破碎机。
配电柜GGD-3驱动电动双侧犁式卸料器、电液动扇形闸门以及除铁器等设备。
配电柜参数如下：
|
序号 |
名 称 |
规? 格、型 号 |
单位 |
数量 |
备????? 注 |
|
1 |
1#低压配电柜 |
2200X800X600 |
台 |
1 |
采用施耐德器件 |
|
2 |
2#低压配电柜 |
2200X800X600 |
台 |
1 |
采用施耐德器件 |
|
3 |
3#低压配电柜 |
2200X800X600 |
台 |
1 |
采用施耐德器件 |
?
五、? 设备安装及调试
?
设备出厂前，在本公司须进行模拟试验，满足要求后运至现场安装，安装时本方免费指导系统安装，免费进行操作人员技术培训，直到顺利投入使用。
六、? 技术保证及服务
我方技术人员具有丰富的理论与实践经验，多年来一直从事煤矿、热电、化工及其它行业自动控制系统的设计与开发、自控产品的研发、生产与销售，现场维修人员具有较强的解决与处理问题的能力，完全可以满足现场设备安全运转的需要。
系统运转一年内，非人为故障我方将免费对系统进行维护。使用时出现故障，我方将于2小时内给予答复，并在24小时内派人赶到现场进行处理；超过保修期限，我方将长期跟踪设备（系统）的运行情况，及时解决问题，优先保证系统的备件供应，确保系统的正常运转。
七、? 设备包装及运输
我方提供的设备部件，均遵照有关企业标准和有关设备包装技术要求进行。箱内设备采取防雨，防潮，防振动措施，以适应远途路上运输。
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