煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)講座 三 李盼2012年5月 第三部分 煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 一 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)必要性 為提高煤礦安全生產(chǎn)能力和安全生產(chǎn)管理水平 多數(shù)煤礦已經(jīng)安裝或者即將建設(shè)多種自動(dòng)化系統(tǒng) 如 提升自動(dòng)化系統(tǒng) 安全管理系統(tǒng) 排水自動(dòng)化系統(tǒng) 主運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng) 通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng) 供電自動(dòng)化系統(tǒng) 選煤自動(dòng)化系統(tǒng) 工業(yè)電視系統(tǒng)和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等 這些監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)大多數(shù)是在不同階段建設(shè) 處于相互獨(dú)立的狀態(tài) 給以后造成了很多問題 通訊線路重復(fù)投資 重復(fù)建設(shè) 整體可靠性差 不利于煤礦安全生產(chǎn) 各種系統(tǒng)自成體系 需要專門獨(dú)立的值班和維護(hù)員 各種系統(tǒng)獨(dú)立 信息不能互通 不能發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合效益 系統(tǒng)維護(hù)量大 維修 維護(hù)困難 一 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性 因此 為了從系統(tǒng)工程的角度整體上對(duì)礦山進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)化管理 防止 信息孤島 現(xiàn)象 有效整合各種資源和發(fā)揮自動(dòng)化集成的最大效益 需要建立統(tǒng)一的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 通過建設(shè)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)使煤礦井下的安全信息 設(shè)備的工況信息和控制信息在一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上傳輸 避免重復(fù)投資和建設(shè) 提高傳輸平臺(tái)的可靠性和傳輸能力 而且 通過綜合自動(dòng)化軟件平臺(tái) 可以將現(xiàn)有的以及將來(lái)要上的自動(dòng)化系統(tǒng)整合到一個(gè)統(tǒng)一的綜合自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中 進(jìn)行集中的調(diào)度管理 有效地提高了礦井生產(chǎn)安全調(diào)度水平 實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備和安全監(jiān)測(cè)信息的遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)與控制 11 礦井供電自動(dòng)化控制系統(tǒng) 綜合管理平臺(tái) 4 礦井主排水自動(dòng)控制系統(tǒng) 8 礦井安全生產(chǎn)無(wú)線監(jiān)管系統(tǒng) 1 綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng) 2 礦井動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng) 6 地面壓風(fēng)機(jī) 主扇風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) 7 地面篩選集中控制系統(tǒng) 12 通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 13 礦井主煤流計(jì)量系統(tǒng) 14 選煤廠綜合自動(dòng)化調(diào)度集成平臺(tái) 二 系統(tǒng)組成 3 主運(yùn)輸皮帶集中控制系統(tǒng) 9 礦井巷道頂板壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 10 地面裝車自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 決策者 管理者 5 礦井架空人車自動(dòng)控制系統(tǒng) 三 系統(tǒng)拓?fù)鋱D 四 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 面向應(yīng)用的原則人機(jī)協(xié)同工作的原則信息共享 安全保密的原則統(tǒng)一規(guī)劃和分步實(shí)施的原則適應(yīng)變化和相對(duì)穩(wěn)定相結(jié)合的原則 五 系統(tǒng)特點(diǎn) 主干網(wǎng)采用千兆以太光纖環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式 支線網(wǎng)采取星型結(jié)構(gòu)連接 這樣既保證了網(wǎng)絡(luò)帶寬 又充分利用了網(wǎng)絡(luò)帶寬資源 發(fā)揮 三網(wǎng)合一 的優(yōu)勢(shì) 提高煤礦信息化水平 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一采集 分級(jí)管理 避免了各個(gè)系統(tǒng)之間的信息孤立 使各系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)成為可能 整個(gè)系統(tǒng)由模塊化的子系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)分級(jí)管理 兼容性好 擴(kuò)展性強(qiáng) 六 系統(tǒng)功能 系統(tǒng)容量 系統(tǒng)輸入 輸出點(diǎn)位能夠采集64K個(gè)監(jiān)控點(diǎn) 巡檢周期符合行業(yè)規(guī)定 高可用性和冗余功能 組態(tài)軟件采用Client Server架構(gòu) 在調(diào)度中心設(shè)立兩臺(tái)互為冗余服務(wù)器 數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在兩臺(tái)服務(wù)器上 兩臺(tái)服務(wù)器間自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步 并互為熱備 具有友好的操控界面 豐富的全漢字的圖形組態(tài) 可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜漂亮的圖形畫面 并支持動(dòng)化技術(shù) 圖形縮放技術(shù) 多級(jí)窗口技術(shù) 各種數(shù)據(jù) 曲線 各種儀表盤等的實(shí)時(shí)顯示 并能方便地進(jìn)行多畫面切換 當(dāng)設(shè)備故障或模擬量超限時(shí) 監(jiān)控子系統(tǒng)與自動(dòng)化平臺(tái)同步顯示故障設(shè)備名稱 報(bào)警測(cè)點(diǎn)名稱及數(shù)值 并將故障信息和報(bào)警信息存入數(shù)據(jù)庫(kù) 供以后統(tǒng)計(jì)分析 六 系統(tǒng)功能 顯示功能 系統(tǒng)在調(diào)度中心能實(shí)時(shí) 準(zhǔn)確地采集各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 并以畫面和圖表的形式表現(xiàn)出來(lái) 在任何一個(gè)操作站上 操作人員根據(jù)授權(quán)可以監(jiān)視各自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況 同時(shí)可以根據(jù)生產(chǎn)和調(diào)度的要求控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備 打印功能 能實(shí)時(shí)或按時(shí)間段打印各子系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài) 如開停狀態(tài) 故障類型 故障發(fā)生時(shí)間等 六 系統(tǒng)功能 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理界面的功能 生成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在線監(jiān)測(cè) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的在線修改 系統(tǒng)具有編輯態(tài) 置數(shù)態(tài)和運(yùn)行態(tài)三個(gè)狀態(tài) 在編輯態(tài)下可修改系統(tǒng)的一些靜態(tài)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 在置數(shù)態(tài)下可對(duì)一些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改 在運(yùn)行態(tài)下只能對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視 報(bào)表曲線功能 系統(tǒng)提供自由制作報(bào)表的工具 報(bào)表編譯器 它是圖文合一的報(bào)表組態(tài)工具 有豐富的編輯手段 可生成各種圖文并茂的圖形報(bào)表 報(bào)表包括日?qǐng)?bào) 周報(bào) 旬報(bào) 月報(bào) 季報(bào) 年報(bào) 六 系統(tǒng)功能 歷史事件記錄功能 按時(shí)間順序 將各個(gè)歷史動(dòng)作的順序 時(shí)間記錄下來(lái) 供事后分析用 事故追憶功能 在某傳感器輸出超過預(yù)警門限時(shí) 把系統(tǒng)中的主要參數(shù)記錄下來(lái) 供事后分析用 時(shí)間段長(zhǎng)度可由系統(tǒng)維護(hù)人員在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中修改 事故前追憶點(diǎn)數(shù)和事故后延續(xù)點(diǎn)數(shù)也可在參數(shù)中修改 控制功能 控制軟件實(shí)現(xiàn)的控制具有遠(yuǎn)程啟動(dòng) 停止 復(fù)位和測(cè)試功能 并具有可進(jìn)行地面遠(yuǎn)程編程 故障 保護(hù) 屏蔽及控制方式轉(zhuǎn)換等功能 六 系統(tǒng)功能 故障自診斷功能 應(yīng)具有強(qiáng)大的系統(tǒng)自診斷功能與故障報(bào)警功能 可準(zhǔn)確判斷故障類型 位置并能進(jìn)行圖像和語(yǔ)音提示以及打印輸出 易于管理與維護(hù) 系統(tǒng)維護(hù)和可擴(kuò)展性 在工程師站上可以進(jìn)行組態(tài)編程 同時(shí)兼做網(wǎng)管工作站 當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控需求變化時(shí)可以很方便的自行調(diào)整 同時(shí) 應(yīng)為將來(lái)新上的自動(dòng)化系統(tǒng)留下接口 可以方便地組態(tài)和集成 七 子系統(tǒng)介紹 礦井動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng) 主運(yùn)輸皮帶集中控制系統(tǒng) 瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 系統(tǒng)概述及特點(diǎn) 7 1 礦井動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng) 為了能實(shí)時(shí)的了解井下人員的流動(dòng)情況 了解當(dāng)前井下人員的數(shù)量及分布情況 查詢?nèi)我恢付ㄏ戮藛T當(dāng)前或指定時(shí)刻所處的區(qū)域 查詢?nèi)我恢付ㄈ藛T本日或指定日期的活動(dòng)蹤跡 在平時(shí)可作為下井考勤系統(tǒng) 對(duì)任一指定月份 或任一指定日期段 對(duì)下井人員進(jìn)行下井次數(shù) 下井時(shí)間等進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì) 便于考核 打印相關(guān)報(bào)表 一旦礦井發(fā)生透水 火災(zāi)等災(zāi)害事故 可對(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)的人員統(tǒng)計(jì) 定位等起準(zhǔn)確的指導(dǎo)作用 礦井動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 礦井動(dòng)目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)特點(diǎn) 礦井人員定位系統(tǒng)具備以下特點(diǎn) 1 被測(cè)目標(biāo) 無(wú)負(fù)擔(dān) 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 配置靈活3 節(jié)省資源 系統(tǒng)組成礦井動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由地面中心站 發(fā)射器 無(wú)線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站 接收探頭及電源 電纜 傳輸接口等輔助設(shè)備組成 主要功能 1 人員監(jiān)測(cè)查詢功能2 超時(shí)報(bào)警功能3 統(tǒng)計(jì)考勤功能4 信息聯(lián)網(wǎng)功能 圖a 圖b 主要技術(shù)指標(biāo) 1 系統(tǒng)容量 可連接數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站127個(gè) 無(wú)線編碼發(fā)射器16384個(gè) 2 傳輸方式 主從方式 半雙工 采用RS485傳輸方式3 傳輸速率 4800 9600 115200bps 用戶可設(shè)定 4 地面中心站至數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站最大傳輸距離 15km 5 編碼發(fā)射器供電電壓 DC1 5V 5 5V 6 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站最大有效接收區(qū)半徑 5 10米 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定 7 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站可同時(shí)檢測(cè)300人 8 工作頻率 433 434MHZ 9 工作溫度范圍 25 60 10 傳輸系統(tǒng) 電纜1 5銅芯雙絞線 直流電阻不大于12 5歐姆 千米 工作電容不大于0 06F Km 電感不大于800mH Km 11 允許被測(cè)目標(biāo)最大移動(dòng)速度 100人以上同時(shí)通過時(shí)為5m s 30人同時(shí)通過時(shí)為15m s 人數(shù)小于20人時(shí)可20m s 12 軟件為組態(tài)模塊網(wǎng)絡(luò)版 可以二次開發(fā) 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 13 系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前井下人員 身份 區(qū)域信息 可對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行搜尋和定位 對(duì)救護(hù)提供可靠信息 可與局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng) 達(dá)到信息共享 具有統(tǒng)計(jì) 打印等功能 礦用皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)示意圖 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 7 2 主運(yùn)輸皮帶集中控制系統(tǒng) 控制分站系統(tǒng)示意圖 功能概述 1 系統(tǒng)具有較高的安全性2 系統(tǒng)支持多臺(tái)PLC組成控制網(wǎng)絡(luò) 3 完善的信息處理功能 4 可變換不同的通訊方式 5 系統(tǒng)可以通過地面上位機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控 6 系統(tǒng)有自動(dòng) 手動(dòng) 檢修三種工作方式 7 2 主運(yùn)輸皮帶集中控制系統(tǒng) 7 采用跑偏開關(guān)用于皮帶運(yùn)輸跑偏監(jiān)測(cè)和保護(hù) 成對(duì)使用 8 采用多種先進(jìn)傳感器 使系統(tǒng)更高效穩(wěn)定 9 完善的控制臺(tái)顯示 10 系統(tǒng)配置了擴(kuò)音電話和語(yǔ)言報(bào)警器 11 數(shù)據(jù)通訊功能 12 對(duì)各個(gè)設(shè)備及必要傳感器的故障狀態(tài)實(shí)時(shí)報(bào)警 13 隨時(shí)查詢 打印實(shí)時(shí)趨勢(shì)以及任意時(shí)間段的歷史趨勢(shì) 7 2 主運(yùn)輸皮帶集中控制系統(tǒng) 7 3 瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 在井下采煤工作面 掘進(jìn)工作面 主要巷道 機(jī)電硐室及等處設(shè)置各種傳感器 監(jiān)測(cè)瓦斯 溫度 風(fēng)速 負(fù)壓等各類環(huán)境參數(shù) 監(jiān)測(cè)風(fēng)門開關(guān) 風(fēng)筒開關(guān) 各種機(jī)電設(shè)備開停等生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)及電壓 電流 功率 電度 饋電狀態(tài)等電力參數(shù) 當(dāng)出現(xiàn)超限情況時(shí) 地面調(diào)度中心及現(xiàn)場(chǎng)均應(yīng)有聲 光報(bào)警 通過遠(yuǎn)程斷電器實(shí)現(xiàn)瓦斯風(fēng)電閉鎖 瓦斯斷電 故障閉鎖及其它必要的控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)地面中心主站 井下分站 前端傳感器 分站之間通過現(xiàn)場(chǎng)總線 如CAN總線訊 通過專用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳到主站 7 3 瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 八 建設(shè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益 1 節(jié)省傳輸線路鋪設(shè)和維護(hù)費(fèi)用 2 提高對(duì)設(shè)備的故障分析和判斷能力 減少停機(jī)事故 3 加強(qiáng)對(duì)輔助運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度與管理 提高運(yùn)輸能力 4 減少人工操作失誤 增強(qiáng)操作系