平煤十三矿胶带机监控系统介绍07-03-04

PAGE1-目录系统概述系统组成系统功能产品的特色和创新之处控制机实体图检测保护装置一系统概述矿用胶带机综合监控保护系统主要用于煤矿井下有瓦斯及煤尘爆炸危险的场所，实现对胶带机的实时自动检测和控制，也可作为冶金矿山、露天煤矿、港口码头、选煤厂、发电厂等恶劣环境中的输料设备的监控系统。平煤十三矿地面胶带机的运输系统复杂，环节多，运量大，所用的设备种类多、要求高。对于高产高效的现代化矿井的运输系统就必须做到减少环节、消除煤流的停顿，实行不间断的运输连续化，控制、监测自动化，才能达到高产高效减员提效的目的。随着计算机技术的飞速发展，90年代以来国外先进的矿井采用了工业电视以及运输系统的综合保护，利用现代信息技术与网络技术，传送胶带输送机的各种参数以及图像。实现井下皮带运输的集中监控、监测系统。这样，除了安排少量的巡检人员外，没有胶带输送机的操作人员和管理人员。目前，将计算机控制技术、网络技术、工业电视技术、通信技术和电力电子技术，用于井下胶带输送机实现自动控制，自动测量，不仅大大地提高生产效率，增加了煤炭产量，而且使设备的可靠性和利用率得到有效提高，劳动人员的安全得到可靠保证，工作环境得到进一步的改善，实现了安全、可靠、经济的运行。近年来，国内自动化研究单位在胶带输送机控制方面做大量的工作。研制出以单片机和可编程序控制器为主的主控机。以灯光、模拟盘、控制台等屏幕显示的胶带运输机监控监测装置。而我们厂对平煤十三矿地面及井下六条皮带的运输系统采用的是一个集自动化、信息化、计算机、网络通讯为一体的高新技术自动化控制系统。该自动化控制系统主要由多个EQD11控制机分担监控任务，通过现场数据总线CAN有机结合在一起，实现对全矿井胶带机全自动的综合监控。系统还具有全自动语音及文字预告、报警功能，并在MCGS组态软件的平台上开发工控机软件，使系统具有友好的人机界面。此外，它还具有强大的网络功能，和企业内部局域网相连，实现信息和资源的共亨。本矿用胶带机综合监控保护系统是属于完全意义上的集散型控制系统，用现场总线技术CAN代替了传统的工业控制网络，使得系统具有强大的控制功能和更高的可靠性和实时性。此外，系统矿局域网级网络采用了先进的基于TCP/IP协议的工控机—服务器—客户终端三层模式的结构体系，与传统的基于C/S（客户/服务器）模式的应用系统相比，增加了Internet远程浏览的功能。

二系统组成系统由三级网络组成：传感器层、系统层、矿局域网传感器层由EQD11控制机及分布在胶带机两侧的EQG8节点机组成，它们通过现场数据总线CAN联网，实现单条皮带的自动监控。EQD11控制机接收工控机或主控制机的指令，负责单条皮带的监控，EQG8节点机采集现场实时故障信息，并发出响应的语音报警和预告信息。系统层由各条皮带的控制机和冗余的工控机组成，多台EQD11控制机和工控机通过现场数据总线CAN联网，实现全矿井皮带的综合监控。EQD11控制机和工控机都具有友好的人机界面。矿局域网由服务器、工控机和客户终端组成。客户终端一般包括企业内部终端（如矿长室、总工室、调度室）和企业外部终端（如矿务局），只需要利用网络浏览器通过以太网浏览和打印服务器上的历史数据达到最大范围内的信息共享。

系统结构示意图系统结构示意图2.1控制系统组成胶带机控制管理系统用于平煤十三矿地面与井下皮带及设备的自动控制，包括胶带机保护、设备的工况参数显示、历史记示管理等。本系统可实现简单的操作到复杂的分散化控制，具有性能稳定可靠、抗干扰能力强、人机界面友好、控制手段灵活、开放性好、易于扩展、管理功能丰富、画面形象逼真、动感强等特点。程控管理系统为集散型结构，由上位机系统、EQD11、EQG8语音闭锁装置组成，配以检测保护装置和控制设备，构成一套完整的控制系统。根据平煤十三矿胶带机及辅助设备输煤过程的控制要求和工艺要求，上位机系统由工控机、打印机、不间断电源等组成，控制装置与工控机之间通过TCP/IP协议进行通讯，实现实时监控。2.1.1上位机系统上位机系统由工业控制机,19寸LCD显示器,激光打印机,UPS组成。工控机包括：CPU：P42.6G硬盘：80G软驱：1.44M光驱:52X内存：512M网卡：10M/100M自适应接口：2个232，1个LPT上位机选用具有极高的可靠性及抗干扰能力、可在恶劣环境下工作的工业控制机。在本系统中，负责现场各设备的启停，运行工况显示、过程实时监控及故障报警用、报表统计、显示打印各类现场数据。工业控制机选台湾研华公司的产品。工控软件采用北京昆伦通态自动化软件科技有限公司的MCGS组态软件，它具有多任务，扩充性强，适用范围广，人机界面非常友好，支持多种通讯方式，是工业自动化控制中的一种十分理想的组态软件。②上位机系统特点：上位机完全取代操作台的全部功能。所有操作均可在工作站上进行（包括程控启停皮带、手动控制皮带）等。操作员通过形象，生动的监控画面，用鼠标点击画面中的按钮，就可完成操作，并获得相关的信息。系统对监控画面的数量没有限制，可以根据现场需要作出尽可能多的画面。便于操作者能够更详尽的了解系统运行的实时工况。【3】 系统生成的所有操作画面均经过汉化处理。操作人员更容易掌握作用。【4】 具有完善的生产管理功能。可以显示皮带速度、拖动电机电流、各台设备运行时间统计等。可以自动定时采集生产运行数据，对设备运行检修时间等进行统计保存，生成当班报表并保存在上位机硬盘中。【5】 具有完善的语音报警功能。【6】故障自诊功能。【7】可与矿上的调度室或矿长室连网，从远程直接查看皮带运行情况。【8】可远程修改皮带的参数。2.1.2技术参数平煤十三矿地面设备的具体参数如下：分站设备名称开关数电机数/功率长度M宽度mm备注一号主给11/30kw//20111/75kw801200二号20311/15kw//20411/15kw//20511/4kw8100020611/4kw8100021111/18.5kw411000三号20711/75kw//20811/75kw//四号20911/18.5kw19120021011/18.5kw191200五号22111/132kw1421200分煤器11六号21811/37kw120100070111/90kw142100070311/55kw601200平煤十三矿井下设备的具体参数如下：分站设备名称开关数电机数/功率长度M宽度mm备注一号己一一部22/110kw3951000-23二号己一二部11/110kw1941000-23三号己二一部11/75kw1731000-10四号己二二部33/110kw4921000-23五号己三一部8001000-14六号己三二部22/500kw22001000

三．系统功能3．1工控机功能工控机是矿局域网和系统层网络的连接设备，并为胶带机监控系统提供了良好的人机界面，通过CAN总线和EQD11控制机相连。通过友好的人机界面可以方便的实现系统在线工艺参数的设置、控制流程的定义、全自动的语音和文字预告和报警功能、系统状态检查、实时信息显示等功能。工控机传输延迟小，传输误码率少，重要数据具有丢失再发功能等特点。3．1．1工控机的用户登录画面工控机启动后出现如下的用户登录画面，要求只有受过权的工作人员才能登录系统，提高了系统的安全保密性。用户只要输入正确的用户名和密码就能正常登录系统。工控机用户登录画面图3．1．2工控机的开机画面授权用户登录系统后将出现如下的开机画面时说明系统初始化正常。工控机开机画面图3．1．3工控机的开车流程定义系统在决大多数的情况下处在集中控制状态。处在集中控制状态下用户可以根据需要灵活设置开车起始设备、结束设备，停车开车起始设备、结束设备，系统总皮带条数，MECU号。用户一旦设置好后，可以按检查按钮进行检查，用户确认无误后本设备将被系统保存，下次开机将无需在设置除非流程需要变化。具体过程可分如下：⑴流程设置：自由设定启停车流程（起车范围、起车方向），设置画面如图启停车流程定义设置画面图。具体设置步骤如下：（1）在监控状态下，单击左上角“系统管理”（2）选择“启停车流程定义设置”，进入启停车流程定义设置画面（3）按下下拉按钮或直接输入，选择设置的皮带号、起始及结束设备启停车流程定义设置画面图（2）流程检查：设置完成后，单击“检查”，进入“启停车流程检查界面”确认无误后，单击“确认”。启停车流程检查界面图3．1．4工控机的系统参数设置在工控机上用户可以方便的设置设备的投入、退出，联锁、解锁，延时时间。投入/推出设置可以方便用选择需要控制的设备。系统有时需要单台控制功能则在联锁模式下，如果下游设备没有运行，则无法单独开停本条皮带；在解锁模式下，工控机都可以单独开停本条皮带。延时时间用来设定各设备之间的延时时间。设置画面如下图所示：系统参数设置图3．1．5工控机的设备参数设置工控机可以对现场设备参数进行在线设置和修改。用户在设备名称选择文本框中输入需要设置参数的设备名称。通过下图选项的设置用户可以很方便的选择投入、退出的受控单元，具体设置项如下图所示：设备参数设置界面3．1．6工控机的设备参数检查用户在开车之前可以通过设备参数检查功能来查看相关设备的现场参数设置，用户在设备名称选择文本框中输入需要检查参数的设备名称，按确认按钮系统就会把该设备的现场设备参数设置返回给工控机，用户通过如下画面就可以清楚的知道现场的参数设置情况。设备参数检查界面3．1．7工控机的设备运行状态监控界面设备运行状态监控界面给出了系统中所有设备的运行状态，用动画模拟出现场设备是在运行状态还是在停止状态。用户也可以通过界面给出的集控开车按钮、集控停车按钮，方便的开停整个系统。在有紧急故障使可以通过紧急停车按钮立刻停车。在任何时刻现场有故障都会从画面上显示出来同时会有响应的语音提示，一般故障消除后在画面上的警告信息也会自动消除。用户通过复位按钮也可以手动消除。下图为设备运行状态监控界面设备运行状态监控界面3．1．8工控机的单台设备运行状态监控界面用户可以选择单台设备运行状态监控界面，从而可以更清楚的知道具体某台设备的运行状态。在解锁的情况下用户可以通过单机开车按钮、单机停车按钮实现对单台设备的控制，通过界面上的故障灯、集控灯、自动灯、手动灯、检修灯、解锁灯，用户可以清楚的知道本设备的状态。下图为单台设备运行状态监控界面。单台设备运行状态监控界面3．1．9工控机的单台设备模拟量显示界面现场设备有很多模拟量数据用户可以选择单台设备运行状态监控界面的模拟量显示按钮进入本设备的模拟量显示界面。设备的主要模拟量有：电机电流、电机温度、煤位、皮带张力、皮带运行速度。下图为单台设备模拟量显示界面单台设备模拟量显示界面3．2EQD11控制机控制功能3．2．1控制方式选择:通过转换开关选择如下控制方式： 集控：通过工控机或EQD11控制机实现对系统的控制 自动：通过EQD11控制机实现本条皮带的控制 手动：通过EQD11控制机上的手动按钮实现本条皮带的控制 检修：检修状态，停止控制（详情见EQD11控制机使用说明书）3．2．2自动开车自动开车是现场工作人员按下键盘上的“自动开车”后，现场设备按EQD11控制机默认的开车流程（如开车方向、开车时间等），自动开车。3．2．3集控开车集控开车有两种开车模式：流程默认为顺煤流起车当现场设备及环境一切正常，工作人员发出集控开车命令时，系统按默认的流程（顺煤流）开车，减小系统空载功耗，提高经济效益。②发生故障时逆煤流起车 当现场设备出现故障时，工作人员发出集控开车命令时，系统按逆煤流开车。3．2．4工艺参数设置：略（见EQD11控制机使用说明书）3．2．5预告及报警设置：略（见EQD11控制机使用说明书）3．3矿局域网功能介绍3．3．1基于TCP/IP协议，功能强大，维护简单又不失通用性网络系统软件采用目前应用最为广泛的TCP/IP（网际传输控制）协议。因而，可以充分利用大多数企业单位都拥有的局域网设施，为企业内每一位上网的计算机用户提供强大而稳定的实时生产信息浏览服务。3．3．2先进的三层体系结构与一般软件的点对点网络结构相比，本系统软件采用更为先进的工控机—服务器—客户终端三层结构体系。这样，所有的历史数据信息都在其中间层——服务器上统一管理、分配，因此对于维护人员，系统的维护更加简单、有效，信息的提供方式更为一致；对于企业管理人员来说，可以更方便地得到全面及时的现场信息。3．3．3充分利用已有软件硬件资源系统软件可以利用现有网络的软、硬件资源，无论是简单的小型对等共享局域网，还是企业的内部网站，系统软件都可以与其无缝连接。3．3．4流行的瘦客户终端机制，最大程度的减少软件购买、培训、维护费用和工作量系统软件引入了先进的瘦客户终端机制。即：在客户端只需要有MicrosoftInternetExplorer5.0版本的网页浏览器，就可以对现场的各种事务进行浏览，甚至控制。无需在用户的计算机上安装任何软件，既减少了软件购买成本，又可以充分利用大部分用户都具备的使用浏览器来浏览网页的能力，无需另外培训用户来使用客户端软件。3．3．5完整的用户权限管理机制系统软件的用户权限管理部分，增加了软件的简单、易用而又稳定、可靠的特性；特别是能够防范由于浏览器的广泛使用而对系统安全造成的威胁。3．3．6远程控制功能：无论何时何地，要处理现场事务，只需鼠标一点用户不但可以在客户终端浏览、打印现场的各种数据、报表；还可以对现场的运行情况进行控制。控制信息将通过服务器，传达到现场的各种控制仪器上，从而实现远程控制的功能。3．3．7集中发布，集中管理系统软件的维护工作将只集中在服务器端，在客户端无需任何编程工作。同时，所有的控制信息和数据信息都集中到服务器端后，再由服务器对其进行统一地以一致的方式管理和发布。这使得后期管理、维护都更为容易、方便。3．3．8服务器端的需求系统软件在服务器端的系统要求为：1）在相当于Intel公司的奔腾133或以上级别的CPU微型机上使用，推荐使用主频为300Mhz以上的IBMPC兼容机；2）图形显示卡含有1MB以上的显存，至少可以在640*480*256模式下运行，推荐在800*600分辨率16位色彩模式下运行，以获得更好的视觉效果；MicrosoftInternetExplorer5.0以上版本。同时需要其安装盘以便浏览端用户需要升级浏览器时可以提供；大约45MB剩余硬盘空间；如使用的操作系统为MicrosoftWindows98或MicrosoftWindowsME，则应当至少有64MB内存，且只能使用MicrosoftAccess数据库来作为存盘数据库；6）如使用的操作系统为MicrosoftWindowsNT4.0，则需要安装ServicePack3或以上版本的补丁包，应当有至少64MB内存，推荐使用128MB内存以获得更高的性能；同时，如果需要把SQLServer数据库服务器安装到本机上，还需要附加至少48M内存；如使用的操作系统为MicrosoftWindows2000，则应当有至少128MB内存，同时，如果需要把SQLServer数据库服务器安装到本机上，还需要附加至少48M内存；3．3．9客户端的需求客户端的要求比较简单，在任何安装了MicrosoftIE5.0及以上版本网页游览器的Windows9x、WindowsME、WindowsNT4.0及Windows2000的操作系统上均可以正常浏览所需内容。其他的设备如工控机，监控分站都是专用设备详细的说明分别见各自的单元。

四．产品的特色和创新之处4.1用现场数据总线代替传统的工业级控制网络4.2实现较高的开放性（由于CAN有着统一的标准）用户可以自己的需要和考虑，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统，实现信息共享。4.3实现监控系统的全分散系统结构本系统突破传统的系统结构，采用多CPU并行技术，提高系统的可靠性。而传统的系统利用主从结构，一旦主CPU出现故障就会出现全线崩溃。4.4灵活的控制功能4．4．1可由用户自由设定工艺流程系统提供了良好的人机界面，用户可以根据自己的需要和考虑，可用工业PC机或控制机上的按键修改生产工艺参数，而不要专业人员修改程序。从而方便用户。4．4．2实现设备间的联锁关系的自由设定现场工作人员可以根据实际情况，通过工控机或控制机上的相关设置，可以改变其想要的那台控制机是独立还是融合系统网络中，而不必专业人员修改程序或电路。4．4．3能随意修改皮带煤流的运行方式本系统可以设置三种运行方式：⑴按顺煤流启车。⑵逆煤流启车。⑶以故障点为基点。故障点前面的皮带为顺煤流启车，故障点后面的皮带逆煤流启车，从而减少皮带空载运转的时间，提高经济效益。4．4．4自动语音预告及报警功能的实现本系统具有强大的语音功能，可以实现语音预告，语音提醒，语音报警（语音报警详细、准确、高效）。4．4．5系统自诊断功能的实现是本系统的又一大特色，系统在启动时对系统进行自动检测，如果不符合开机条件，将自动停机，同时还发出语音报警、显示故障信息、指示故障、自动保护等一系列报警和保护，以免故障的扩大化及经济损失。4.5可由单个控制系统实现全井胶带机的综合监控功能本系统具有很强的监控能力适应矿用控制的各个层面。

五.控制机实体图5.1控制机箱体图5.2操作面板图5.3显示面板图5.4液晶屏5.5触摸键盘5.6液晶显示

六检测保护装置6.1速度检测保护装置以下介绍的检测保护装置适用于煤炭、冶金、化工、建材以及选煤厂、钢铁厂、电厂、港口、粮食等恶劣工业环境。外壳防护等级达到IP54以上。它们即可与胶带输送机电气控制装置配套，也可单独使用。6.1.1选用KG5007A型速度检测传感器，它为矿用本质安全型电气设备，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。与胶带输送机电气控制装置配套，用作输送机胶带速度（加速度）检测、低速打滑、断带和超速保护。主要特点：*测速范围广，低速性能好，性能稳定，抗干扰能力强。*密封性能好，能在有瓦斯、煤尘、烟雾、水汽等恶劣环境中使用。*弹性支架安装，摩擦连接方式，安装简单方便，运行可靠，测速精确。主要技术指标*电源：DC12V~24V，工作电流不大于50mA。煤矿井下使用时，需由本安电源（如KTK（80）、KJ2019.2等关联设备）供电。*频率输出：5V方波输出，f=200V其中：f-输出频率值，单位：Hzv-胶带速度值，单位：m/s*引入电缆外径：7~12mm*防爆型式：矿用本质安全型ExibI*外壳防护等级：IP54。*重量：10kg6.2KG5007系列跑偏开关选用KG5007型皮带跑偏传感器，它为矿用本安型电气设备，适用于煤矿有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。与胶带输送机电气控制装置配套，用作输送机胶带跑偏检测和保护。主要特点：*体积小、重量轻、密封性能好、维护方便。*触点动作后还留有较大的探杆转动缓冲角，使其本身不易损坏。*探杆上装有尼龙滚动护套，避免探杆和胶带间磨擦。技术指标*输出无电位接点，触点容量：AC380V、DC220V、5A。（煤矿井下使用时须与本安电路连接