随机喷雾ZPD说明书（无线）毕业设计任务书

1  1  ZPD（ A）型综采工作面  智能定位喷雾除尘控制系统             使用说明书                                                   专利产品   仿冒必究                          割煤喷雾：自动跟踪采煤机运行，在风流下方自动打开 1-5道全断面喷雾实施高效除尘  移架喷雾：自动跟踪移架作业，在移架的风流下方自动打开 1-3道全断面喷雾高效除尘  放煤喷雾：自动跟踪放煤作业，在放煤支架前后方自动打开 1-3道全断面喷雾高效除尘   割煤喷雾：自 动跟踪采煤机运行，在风流下方自动打开 1-5道全断面喷雾实施高效除尘  移架喷雾：自动跟踪移架作业，在移架的风流下方自动打开 1-3道全断面喷雾实施高效除尘  放煤喷雾：自动跟踪放煤作业，在放煤支架前后方自动打开 1-3道全断面喷雾实施高效除尘  智能照明：具有工作面智能照明功能，可全开或跟踪采煤机运行，改善工作面作业条件  生产调度：将采煤机及移架作业等信息传送地面调度室，实时掌控监管工作面作业情况  无线传输 ：无线传感器内置锂电池，无线射频传输技术，无需任何电缆敷设，降低安全隐患   - 1 -  - 1 -    概  述  ZPD（ A）型综采工作 面智能定位喷雾除尘控制系统是我公司自主研发的实用新型专利产品。  ZPD（ A）型综采工作面智能定位喷雾除尘控制系统适用于煤矿井下综采工作面， 通过在采煤机、液压支架等处安装无线传感器 ，实时监测采煤机割煤、移架作业和放煤作业的运行位置，将采煤机割煤、移架作业和放煤作业信息实时传送至工作面电控站及地面进行网络发布，供生产调度中心和相关领导指挥决策。系统将架间自动喷雾、移架自动喷雾、放煤自动喷雾合为一体，在采煤机、移架、放煤作业的风流下方自动顺序开启 /关闭数道扇形强雾进行高效降尘，无需人员干预即可实现全自动运行，解决 了采煤机原喷雾装置降尘范围小、效果不理想、工作面粉尘浓度高的技术难题，降低了工人劳动强度，有效防止尘肺病危害。系统具有照明自动跟踪功能，提供全工作面高亮度照明，极大改善工作面作业条件。  与 ZPD（ A）型综采工作面智能定位喷雾除尘控制系统配套的 ZP-5C/B型矿用无线（移架 /放煤）触控传感器，采用当今最先进的无线射频技术进行无线数据传输， 具有非接触、阅读速度快、无磨损等特点，内置锂电池，无需敷设任何线缆，安全可靠，实用方便。     2  技术指标  2.1   额定电压： AC127V（ +15% -20%）， 50HZ 2.2   功率消耗：每道装置 60W（总功率 =60W总道数）  2.3   定位精度： 3米  2.4   定位形式：红外线传感  2.5   红外发射：额定功率 3W，发射距离 6 米，垂直发射角 15，水平发射角 8  2.6   操作功能：喷雾水幕总道数设定，喷雾道数选择，喷雾延时选择与                    采煤机相隔选择，点喷、启动、停止功能  2.7   面板显示： TFT-100/60 高等级彩色液晶屏  2.8   显示内容：采煤机运行方向、采煤机当前位置、架间喷雾点道数、当前移 架及移架喷雾道数、照明控制  2.9   喷雾形式：万向扇形喷头，可任意调节覆盖巷道全断面    2.10  割煤喷雾区域：采煤机的风流下方，相隔距离可设定 0-3道  - 2 -  - 2 -                       （ 3-18米）  2.11  割煤喷雾量设定：可设定风流下方 1-5道同时打开喷雾  2.12  割煤喷雾延时： 5-300秒可设定  2.13  移架喷雾区域：移架点风流下方 1-3道喷雾  2.14  移架喷雾延时： 5-90S 2.15  移架喷雾量设定：可设定风流下方 1-3道同时打开喷雾  2.16  放煤喷雾区域： 放煤支架前后方 1-3道喷雾  2.17  放煤喷雾延时： 5-240S 2.18  放煤喷雾量设定：可设定放煤支架前后方 1-3道同时打开喷雾  2.19  放煤 /移架传感器：液压触控式，无线射频信号传输，中心载波频率 433MHz，最大传输距离 6米，功耗 72mW，传感器内置 3.6V 锂电池，正常工作时间 6 个月  2.20  电动球阀：工作压力 10MPa，额定转角 90，微动开关限位，正向通电开阀，反向通电关阀，到位自动断电  2.21  系统最大喷雾道数： 99道（最大 400组液压支架）  2.23  工作面照明灯： 1200Lm/道，内嵌灯功率 21W，外置灯功率 13W 2.24  工作面照明方式： A - 照明全开； B - 2亮 1，照明跟踪；   C - 3亮 1，照明跟踪  2.25  系统通讯接口： RS485+光纤快速连接器，方便数据、作业信息上传  2.26  环境温度： -20 +55  2.27  安装地点：无剧烈碰撞、异物砸落和淋水  2.28  供水水压：各支路动态进水压力不低于 4MPa 3  系统组成、工作原理与实现功能   3 1  系统组成  ZPD（ A）型综采工作面智能定位喷雾除尘控制系统由一台 HFB127 型 红外线定位发射器、一台 KXJ127 型工作面定位喷雾显示控制箱、多台 KXB127型红外线定位接收控制箱、 ZP-5C 型移架 /放煤触控传感器（无线射频传感器）、 PT-ZC4型万向扇形喷雾组件、 GL型主过滤器、主供水管路、主阀门、支供水管路、支管路阀门及快接三通等部件组成。   3 2  系统工作原理 与实现功能  - 3 -  - 3 -  3.2.1  割煤作业时的自动喷雾除尘  ( 架间自动喷雾  ) 采煤机割煤作业时，安装于采煤机内侧的红外线定位发射器将采煤机位置信号 无线发送 至固定在液压支架上的红外线定位接收控制箱上的红外线接收头，接收控制箱将 收到的采煤机位置信息通过通讯电缆传送至工作面定位喷雾显示控制箱，显示控制箱按预先设定的参数和功能进行计算与程序控制，根据采煤机的运行位置，在其风流下方自动顺序开启 /关闭多道扇形强雾，并自动追踪采煤机的运行位置，对割煤作业产生的大量粉尘进行有效阻隔和高效除尘，实现采煤机架间喷雾智能化，使综采工作面防降尘达到高效、智能、合理的目的。  参阅附图一：综采工作面智能定位喷雾除尘控制系统示意图   3.2.2  移架作业时的自动喷雾除尘  ( 移架自动喷雾  )      工作面移架作业时， 串接在移架作业操作片阀处的无线液压 触控传感器将降架作业信号 无线发送 至红外线定位接收控制箱， 由红外线定位接收控制箱通过通讯电缆将降架信息传送至工作面定位喷雾显示控制箱，控制箱根据所移支架的位置，在其风流下方自动开启 /关闭扇形强雾进行喷雾降尘，经延时后关闭当前移架除尘喷雾，实现工作面移架智能喷雾除尘。  参阅附图五：无线传感器安装示意图  3.2.3  放煤作业时的自动喷雾除尘  ( 放煤自动喷雾  )     工作面放煤作业时， 串接在放煤作业操作片阀处的无线液压触控传感器将放煤作业信号 无线发送 至红外线定位接收控制箱， 由红外线定位接收控制箱通过通讯电缆 将放煤信息传送至工作面定位喷雾显示控制箱，控制箱根据放煤支架的位置，在其支架的前后方自动开启 /关闭扇形强雾进行喷雾降尘，经延时后关闭当前喷雾，实现工作面放煤智能喷雾除尘。  参阅附图五：无线传感器安装示意图   3.2.4  工作面智能照明      KXB127型红外线定位接收控制箱具有照明功能，并可省去原有工作面照明装置，其内置的 2U 和外置的螺旋式高亮度节能灯提供工作面高亮度智能照明功能，并可追踪采煤机和移架 /放煤作业运行，也可根据需要对照明角度进行调节，极大地改善工作面作业条件。   3.2.5  具备 工作面 生产监管与作业信息系统扩展功能  ZPD（ A）型综采工作面智能定位喷雾除尘控制系统 通过扩展，能 实时监测采煤机和移架 /放煤作业的运行位置，将采煤机运行和移架 /放煤作业信息- 4 -  - 4 -  通过通讯总线或光纤以太网传送至工作至面电控站及地面调度室，供生产调度中心和相关领导指挥决策，对于进一步提高煤矿井下精细化管理水平，优化现役综采工作面生产工艺和管理模式，确保煤矿安全高效生产将起到十分重要的作用。  4 设备安装数量及方法  4.1  确定系统主设备安装数量    通常，根据工作面液压支架和作业产尘情况确定系统主设备安装数量，在条件允许的情 况下，建议适当放有余量以备系统检修与维护。  4.1.1  红外线定位接收控制箱数量：根据规程要求，每隔 3-5 组液压支架安装一道架间喷雾装置。本控制系统中：采煤工作面液压支架的总数除以组数（ 3-5组），即为工作面所需安装红外线定位接收控制箱的数量（即喷雾道数）。  4.1.2  全断面扇形喷雾组件数量：每喷雾道安装一个全断面扇形喷雾组件，如需进一步提高喷雾除尘效果，可每架安装一个全断面扇形喷雾组件。  4.1.3  工作面定位喷雾显示控制箱数量： 1台  4.1.4  红外线定位发射器数量： 1台  4.1.5  矿用隔 爆电动球阀数量：和红外线定位接收控制箱数量相同  4.1.6  矿用防爆电源箱数量： 2台（选配，将信息传到地面工作站）  4.1.7  移架传感器（矿用触控传感器）数量：主移架传感器数量和工作面液压支架的总数相同  4.1.8  放煤传感器（矿用触控传感器）数量：主放煤传感器数量和工作面液压支架的总数相同  4.2  确定红外线定位接收控制箱、矿用隔爆电动球制阀、全断面扇形喷雾头、移架传感器、放煤传感器等设备的安装位置和固定方法。  在工作面现场确定红外线定位接收控制箱、全断面扇形喷雾头、主从移架传感器、放煤传感器、 支路过滤器、支路水阀及三通快速接头在液压支架上的安装位置和固定方法。  通常，红外线定位接收控制箱通过固定支架安装在液压支架下方，照明灯面向前方，控制箱稍向正前下方倾斜，有利于对红外线定位发射器信号的接收；全断面扇形喷雾头安装在采煤机道的上方支架下，调节喷头方向使喷雾封堵巷道；移架传感器和放煤传感器在液压支架操作片阀处通过高压管串入液压支架回路中；支路过滤器、支路水阀等按管路走向分布，避免挤压碰撞。  4.3  确定支路通讯电缆、支路供电电缆及支路水管等的长度  确定支路通讯电缆及支路供电电缆、支路水管 1 （支路过滤器至红外线- 5 -  - 5 -  定位接收控制箱）、支路水管 2（四通快速接头至全断面扇型喷雾头）、支路水管 2-A（四通快速接头至上一组支架的全断面扇型喷雾头）、支路水管 2-B（四通快速接头至下一组支架的全断面扇型喷雾头）、短接 1（三通快速接头至支路水阀）及短接 2（支路水阀至支路过滤器）的长度，上述电缆及管路均应留有足够裕度。  4.4  确定每道喷雾装置间的线缆和管路长度  现场确定每道喷雾装置间连接用分路通讯电缆、分路供电电缆、分供水管（本道三通快速接头至另一道三通快速接头）的长 度，均应留有足够裕度，防止长度过短而扯断。  4.5  确定工作面定位喷雾显示控制箱安装固定位置、 AC127V 供电电源及水源  在工作面现场确定工作面定位喷雾显示控制箱、主水阀及主过滤器的安装固定位置，工作面定位喷雾显示控制箱应安装在便于操作、无撞击、震动及淋水等安全场所。  通常情况下建议工作面定位喷雾显示控制箱安装在机尾，并注意系统AC127V供电电压应稳定可靠且功率充裕（不低于 4KVA），供水水源的水压及供水量符合工作面喷雾降尘要求。  4.6  确定红外线定位发射器安装固定位置及其供电电源  现场确定红外线定 位发射器安装固定位置，应选择无撞击及淋水等的安全区域。固定时，应适当调整定位信号发射器上仰角度，以利于红外线定位接收控制箱的红外线接收头对定位信号的接收，采煤机提供定位信号发射器的供电电源（ AC36V或 127V）应稳定可靠。   5  系统所需设备、部件及辅材  以工作面支架共 N组为例，参阅附图二：系统通讯、控制电缆及水管、水阀、过滤器等装置连接示意图，所需安装设备、部件及辅材明细如下：     工作面安装道数 M 计算方法  ：   M = (N-1)/3或 5，其中 N为工作面支架数量  （说明： /3 或 5 是指每隔 3个或 5个支架设一道喷雾，根据工作面支架及除尘效果要求确定）  系统安装设备、部件及辅材明细    序号   设备及零部件名称  型  号  单  位  数  量  备       注  1 工作面定位喷雾显示控制箱   KXJ127 台  1 厂方提供  2 红外线定位发射器  HFB127 台  1 厂方提供  3 红外线定位接收控制箱  KXB127/B 只  M 厂方提供  4 矿用防爆电源箱  KTK103-DY 只  2 厂方提供  - 6 -  - 6 -  序号   设备及零部件名称  型  号  单  位  数  量  备       注  5 矿用隔爆电动球阀  DFB-20/8Q 只  M 厂方提供  6 移架传感器  ZP-5C/B 只  N 厂方提 供  7 放煤传感器  ZP-5C/B 只  N 厂方提供  8 全断面扇型喷雾头  KCP-4 套  N 厂方提供  9  通讯电缆  主通讯电缆   根  1  建议用户自配  长度根据现场要求确定  10 分路通讯电缆   根  M 11 支路通讯电缆   根  M 12  供电电缆  主供电电缆   根  1  建议用户自备  长度根据现场要求确定  13 分路供电电缆   根  M 14 支路供电电缆   根  M 16 三通快速接头   只  M 建议用户自备  17 四通快速接头   只  M 建议用户自备  18 水阀  主管路水阀   只  1 建议用户自备  19 支管路水阀   只  M 20 过滤器  主管路过滤器   只  1 厂方提供  21 支管路过滤器   只  M 厂方提供  22 水管  主供水管   根  1     建议用户自备  长度根据现场要求确定  23 分供水管   根  M 24 支路水管 1  根  M 25 支路水管 2  根  M 26 支路水管 2-A  根  M 27 支路水管 2-B  根  M 28 短接  短接管 1  根  M 厂方提供  29 短接管 2  根  M 厂方提供  30 辅材  铅丝、尼龙扎条、生料带等  建议用户自备   6  系统人机界面显示            - 7 -  - 7 -   图 1  系统上电后 LCD显示屏初始画面   7   系统功能及参数设置                      7.1  风流喷雾方向设置    风流方向 ：    /    喷雾跟踪方向 ：    /  /    7.2  架间喷雾参数设置    同喷道数 ：  2-5 道    喷雾延时 ：  5-300 秒    与采煤机间隔 ：  1-3 道    喷雾点总道数 ：   8-99 道   7. 3  移架喷雾参数设置    移架喷雾 ：  开启  / 关闭    间隔道数 ：  0-2 道    喷雾延时 ：  5-90 秒    同喷道数 ：  1-3 道   7.4  放煤喷雾参数设置    放煤喷雾 ：  开启  / 关闭    喷雾延时 ：  5-240 秒    同喷道数 ：  1-3 道   8  无线传感器参数设置  - 8 -  - 8 -  无线传感器内置参数设置开关 SM1、 SM2，功能分别如下：  8.1 参数设置开关 SM1 开关 SM1为“两位”拨码开关，“个位”用于传感器号设置，“十位”用于放煤传感器 /移架传感器的类别设置 “ 0”代表移架传感器，“ 2”代表放煤传感器。  传感器号根据现 场安装的情况进行设置。 同一道喷雾分站内，传感器号码设置不得重复。     例如：一个分站负责采集 5个移架传感器，则移架传感器号分别设置为01-05。如安装 6个放煤传感器，则放煤传感器号分别设置为 21-26；  具体设置见下表：  传感器号  SM1参数设置  移架传感器  放煤传感器  1# 01 21 2# 02 22 3# 03 23 4# 04 24 5# 05 25 6# 06 26 7# 07 27 8# 08 28 9# 09 29    注：  1 个分站可以采集最多 9 个传感器（ 9 个移架 传感器、 9 个放煤传感器）  8.2 参数设置开关 SM2 开关 SM2为“两位”拨码开关，用于分站号设置。 分站号码设置与喷雾分站号一致，即与对应的红外线接收控制箱内的分站号设置一致。  9  无线采集器参数设置 （无线采集器位于接收控制箱内）  无线采集器的参数设置包括：无线移架 传感器采集数量设置、无线 放煤传感器采集数量设置、分站号设置。  9.1 无线 传感器采集数量设置  分站传感器的采集数量由 DIP 开关设置， DIP 开关为 4321 码。  1、 S1-YJ -用于设置现场安装的移架传感器数量，最多采集 15台；   - 9 -  - 9 -  2、 S1-FM-用于设置现场安装的放煤传感器数量，最多采集 15台；   DIP 开关配置表  序号  DIP 开关  LED 显示内容  采集传感器数量 （台）  备注  4 3 2 1 1 ON ON ON ON 无显示  0 “ 0”：表示未按传感器  2 ON ON ON OF 1 1  3 ON ON OF ON 2 2  4 ON ON OF OF 3 3  5 ON OF ON ON 4 4  6 ON OF ON OF 5 5  7 ON OF OF ON 6 6  8 ON OF OF OF 7 7  注： (1)、移架传感器与放煤传感器设置方法相同；           (2)、 DIP 开关全设为“ ON”，表示此类传感器未安装。  (3)、 DIP 开关设置的传感器数量必须大于等于实际安装数量，否则传感器动作信号会丢失！  9.2 分站号设置  SW1-设置分站号码  （与分站电路板号码设为一样），举例：  数字“ 8”  -第 8 号分站；数字“ 12”  -第 12 号分站；数字“ 20” &