• 概? ????述

煤礦地面生產系統(tǒng)是煤礦生產中的重要環(huán)節(jié)，因此他的集中控制十分重要，需要安全、可靠。**煤礦地面生產設備較少，工藝比較簡單，因此，我們本著科學、高效、安全、節(jié)約的原則設計它的地面生產集中控制系統(tǒng)。通過該集控系統(tǒng)，可以方便的對整個地面生產各環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測，遠程控制設備的開停，監(jiān)測電流、稱重等各種參數，滿足現代化礦井追求技術先進，安全生產，加強生產管理的需要。

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• 生產工藝流程

地面生產系統(tǒng)系統(tǒng)的設備主要主要包括101毛煤帶式輸送機、102毛煤帶式輸送機、圓振動篩、選矸帶式輸送機、破碎機、塊煤帶式輸送機、末混煤帶式輸送機這七臺主生產設備，以及除鐵器、電動雙側犁式卸料器、電液動扇形閘門、空壓機等輔助設備。生產流程如下圖：

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流程圖待修改

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101毛煤皮帶

102毛煤皮帶

圓振動篩

選矸皮帶機

末混煤皮帶機

破碎機

塊煤皮帶機

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• 控制方案

1、工作原理

系統(tǒng)使用PLC作為主控單元，對設備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)一采集、處理和記錄，對設備的啟停實行集中控制。采用自動控制、軟手動操作、檢修操作三種操作方式相結合的手段，使設備操作更方便，更靈活。同時，將所有設備的保護裝置統(tǒng)一納入該集控系統(tǒng)，實時采集各種保護信號，做出快速反應。并通過上位計算機組態(tài)軟件實時顯示設備運行狀態(tài)，對各種數據進行顯示、記錄和打印，真正實現了地面生產系統(tǒng)的集中監(jiān)視、控制，使生產更合理、更科學，保證礦井安全生產。

系統(tǒng)網絡圖如下：

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2、系統(tǒng)組成

地面生產集控系統(tǒng)主要由集中操作臺、PLC控制柜、上位工控計算機、組態(tài)王軟件、通訊單元、皮帶機保護裝置及電流等模擬量傳感器組成。

(1) 下位機采用德國西門子S7-300PLC，功能強、可靠性高、使用靈活方便，適應煤礦這種粉塵大、噪聲高、震動強、干擾強的場合。PLC負責對設備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)一采集、處理和記錄，對設備的啟停實行集中控制。同時，實時采集各種保護信號，做出快速反應。

(2) 上位機使用兩臺研華工控機，一臺操作員站，一臺工程師站，雙機熱備。用亞控組態(tài)王6.5組態(tài)軟件完成主畫面與分畫面的設計，包括系統(tǒng)模擬圖、運行狀態(tài)監(jiān)視（啟、停）、操作信息界面、故障報警界面、模擬量曲線界面、累計報表等。

(3) 上位計算機與下位機PLC采用Profibus總線通訊，實現分布式控制。Profibus總線傳輸速度快、可靠性高、開放性好、抗干擾能力強，安裝、調試方便，提高了生產效率和管理水平。這種網絡體系具有較高的性能價格比，擴展性非常強，從而為實現地面生產系統(tǒng)的綜合自動化和現場設備智能化提供保證。同時，PLC上位機可作為礦管理信息系統(tǒng)的一個子網，通過交換機與礦井整個網絡系統(tǒng)的互連，共享信息資源。

(4) 就地控制箱可以就地操作設備的起停，部分設備的就地操作箱安裝有聲光告警裝置，實現開機前的聲光預警。系統(tǒng)設置急停功能，以防有故障發(fā)生時發(fā)生危險。

(5) 采用電流互感器與電流變送器，由上位機實時監(jiān)測破碎機等大功率設備的工作電流，以便掌握主要設備的負荷及運轉情況。

(6) 煤倉采用雷達料位計實時監(jiān)測煤位，并同時上傳給地面PLC主站，在上位機中實時顯示當前煤位狀況。

3、系統(tǒng)的主要監(jiān)控設備

根據地面生產工藝有關技術要求，結合煤礦實際情況與以往的設計經驗，本方案將對下列主運輸設備以及輔助設備進行監(jiān)控：

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序號	名稱	編號	功率（KW）	單位	數? 量	監(jiān)? 控? 內? 容
1	101毛煤帶式輸送機	?	22	臺	1	設備的起、停及運轉信息、電流監(jiān)測
2	102毛煤帶式輸送機	?	45	臺	1	設備的起、停及運轉信息、電流監(jiān)測
3	圓振動篩	?	11	臺	1	設備的起、停及運轉信息
4	選矸帶式輸送機	?	4	臺	1	設備的起、停及運轉信息
5	雙齒輥破碎機	?	75	臺	1	設備的起、停及運轉信息、電流監(jiān)測
6	塊煤帶式輸送機	?	15	臺	1	設備的起、停及運轉信息
7	末混煤帶式輸送機	?	37	套	1	設備的起、停及運轉信息、電流監(jiān)測
8	電動雙側犁式卸料器	?	1.5	臺	8	設備的起、停及運轉信息
9	電液動扇形閘門	?	2.2	臺	1	設備的起、停及運轉信息
10	除鐵器	?	3	臺	1	設備的起、停及運轉信息
11	電熱式硫化器	?	5.75	臺	3	設備的起、停及運轉信息
12	空壓機	?	7.5	臺	1	設備的起、停及運轉信息
13	脈沖袋式除塵器	?	7.5	臺	1	設備的起、停及運轉信息
14	?	?	?	?	?	?

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4、控制功能描述

**煤礦地面生產集控系統(tǒng)的操作分為上位機集中操作與就地檢修操作二種方式:

(1)集中操作方式

集中操作方式由上位機操作。各設備的控制順序依生產工藝要求，按逆煤流方向順序啟車，順煤流方向依次延時停車原則進行控制。集中操作又包括三種方式：集控自動、集控聯鎖、集控單機。其具體含義解釋如下表：

???????????????? 集控操作方式功能一覽表

序號	控? 制 方 式	控???? 制????? 性????? 能????? 描????? 述
1	集控自動	上位機選擇集控自動方式，通過集控起動按鈕、集控停止按鈕按被控設備一工藝流程逆煤流開車、順煤流停車順序自動控制設備的啟停，啟停時間按工藝要求由PLC設定。
2	集控聯鎖	上位機選擇集控聯鎖方式，各被控設備的起停有相應的閉鎖關系，操作通過集中操作臺相應啟、停按鈕完成，操作時間間隔由操作員掌握。
3	集控單機	上位機選擇集控單機方式，操作員通過上位機相應按鈕可實現“一對一”啟停設備，設備之間無閉鎖關系，方便單機啟停。

集控方式下，控制系統(tǒng)對其自身及被控設備等的任一異常狀況都應有相應的報警信息。

(2)就地檢修操作方式

就地操作方式由現場就地控制箱實現，就地操作箱上安裝有就地控制按鈕與控制方式轉換開關，實現就地操作。

(3)控制系統(tǒng)的啟車信號

采用控制臺與各生產崗位應答制，即在集控啟車前由控制臺向各崗位發(fā)出啟車信號，待各崗位巡檢人員應答后，方可由集控臺司機發(fā)出啟車命令。

(4)集控工作時的急停

系統(tǒng)在集控工作狀態(tài)下出現緊急事故時，可點擊上位機中的急停按鈕，即可迅速可靠的實現系統(tǒng)的立即停車，并發(fā)出告警。

(5)皮帶機保護裝置動作時的停機

當皮帶機保護裝置發(fā)生動作，立即停止相應設備及其以上設備，并在上位機顯示報警狀態(tài)。

5、系統(tǒng)硬件設計選型

本方案嚴格按照國家有關安全、環(huán)保等強制性標準設計，所有設備及附屬部件都成熟、可靠，適應煤礦使用。本系統(tǒng)涉及的零部件，嚴格遵循質量可靠，性能優(yōu)良，盡最大限度的保證較高性能價格比的原則設計、選型，以保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性與可靠性。

本系統(tǒng)主要元器件一覽表如下：

序號	名 　　　稱	規(guī)? 格、型 號	單位	數量	備????? 注
1	集中操作臺	750X1800X900	臺	1	非標
2	PLC控制柜	2200X800X600	臺	1	?
3	PLC	S7-300	套	1	德國西門子原裝
4	通訊單元	模塊及通訊電纜	套	1	德國西門子原裝
5	組態(tài)軟件	組態(tài)王6.5	套	2	?
6	工控機	研華 IPC-610	臺	2	?
7	液晶顯示器	三星T260 26英寸	臺	2	?
8	針式打印機	EPSON 1600k3h	臺	1	?
9	激光打印機	HP LaserJet 5200LX	臺	1	?
10	UPS	APC SUA3000RMIU ?	臺	1	?
11	就地箱	JDX-1	臺	10	帶聲光報警
12	就地箱	JDX-2	臺	8	不帶聲光報警
13	椅子	電腦椅	把	2	?

• 　低壓配電

地面生產集控系統(tǒng)配備3臺GGD型低壓配電柜，分別為：GGD-1、GGD-2、GGD-3。

配電柜GGD-1驅動101毛煤帶式輸送機、102毛煤帶式輸送機、圓振動篩、選矸帶式輸送機、塊煤帶式輸送機、末混煤帶式輸送機。

配電柜GGD-2驅動破碎機。

配電柜GGD-3驅動電動雙側犁式卸料器、電液動扇形閘門以及除鐵器等設備。

配電柜參數如下：

序號	名 　　　稱	規(guī)? 格、型 號	單位	數量	備????? 注
1	1#低壓配電柜	2200X800X600	臺	1	采用施耐德器件
2	2#低壓配電柜	2200X800X600	臺	1	采用施耐德器件
3	3#低壓配電柜	2200X800X600	臺	1	采用施耐德器件

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五、? 設備安裝及調試

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設備出廠前，在本公司須進行模擬試驗，滿足要求后運至現場安裝，安裝時本方免費指導系統(tǒng)安裝，免費進行操作人員技術培訓，直到順利投入使用。

六、? 技術保證及服務

我方技術人員具有豐富的理論與實踐經驗，多年來一直從事煤礦、熱電、化工及其它行業(yè)自動控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)、自控產品的研發(fā)、生產與銷售，現場維修人員具有較強的解決與處理問題的能力，完全可以滿足現場設備安全運轉的需要。

系統(tǒng)運轉一年內，非人為故障我方將免費對系統(tǒng)進行維護。使用時出現故障，我方將于2小時內給予答復，并在24小時內派人趕到現場進行處理；超過保修期限，我方將長期跟蹤設備（系統(tǒng)）的運行情況，及時解決問題，優(yōu)先保證系統(tǒng)的備件供應，確保系統(tǒng)的正常運轉。

七、? 設備包裝及運輸

我方提供的設備部件，均遵照有關企業(yè)標準和有關設備包裝技術要求進行。箱內設備采取防雨，防潮，防振動措施，以適應遠途路上運輸。

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