综采工作面自动化项目申报书

技术创新计划项目申报书

项目名称：综采工作面集中自动化系统

承担单位: 中滦科技

项目负责人：

参加单位：

申报计划类别: 申报项目专业：自动化

项目起止年限：

申报计划年度：2013年

申报日期： 2013年11月

中滦科技有限公司制

项目主要研究、实施内容、工艺技术路线、创新点及技术关键：

控制系统软件的基本功能是可以从顺槽监控中心和地面集控中心进行现场设备运行的状态显示、异常判断、事故报警、数据存储、信息共享等，进行采煤机、电液控支架以及刮板输送机、破碎机、转载机、乳化液泵站、皮带机等设备设施的远程监控。

（1）监测系统层

监测系统层是指电液控制系统、采煤机控制系统、刮板输送机控制系统、转载破碎机控制系统、皮带机控制系统、泵站控制系统、视频监控系统。

（2）数据接口层

实现将各个监测系统数据转存到统一数据存储平台，接口方式主要有文本文件（xml、txt 等）、数据库、视频数据流。

（3）存储层

实现实时监测监控系统动态数据的存储，采用传统的关系数据库，通过对采集数据进行挖掘和分析处理，灵活地满足煤矿实际生产的各种需求。考虑到平台的稳定性和通用性，平台拟采用MS SQL Server作为后台数据库对监测监控数据进行统一存储。

（4）业务层

业务层对统一数据库平台数据进行统计、分析、查询，实现各个子系统和子系统之间的业务逻辑，并对业务逻辑进行封装，以供展现层调用。

（5）用户层

用户层提供监测控制数据的在线的展示以及与用户的交互。主要展示井下顺槽设备以及工作面设备和环境的状态，实时监测工作状况，综合判断是否有发生异常的趋势，当出现异常提示报警。用户通过这一层的交互可以设定系统的关键参数来完成日常的管理工作。

网络传输信息流示意如图：

从系统功能和分布上，监控系统软件主要分为如下几部分：

1、顺槽集控中心

➢显示工作面的工作设备（包括采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等）的运行状态、故障信息并语音报警。

➢显示胶带运输机运行状态，并将相关数据上传至井下集控室主控计算机。

➢泵站系统的运行状态、故障信息并语音报警。

➢主控计算机通过通讯线路可以实现控制电液控跟机自动化启动、停止、急停。主控计算机通过通讯线路将指令传输给采煤机达到控制采煤机启停、采煤机的各种操控及相关保

护功能。可以对工作面三机系统、转载机、皮带运输系统进行远程控制。

➢监控系统所有功能的交互菜单选择控制可完全用鼠标实现，可独立实时处理各种图表和多窗口信息。

监控系统界面功能方面，主要分为综采工作面设备监控主界面、采煤机监测监控、电液控支架监测监控、刮板输送机、转载机、破碎机集控系统界面、顺槽皮带机监测控制、运斜皮带机监测控制、泵站监测控制界面，分别介绍如下：

工作面设备监控主界面：

1.1 采煤机监测控制系统

主要监测采煤机工作时的各项指标参数，实时的显示在界面上。数据异常时具有报警功能，提示保护信息或直接进行保护停机，界面具有总启、总停、二启、牵电、牵停、左牵、右牵、左升、左降、右升、右降、锁溜、急停等操作功能按钮，可实现鼠标点击操作。

⑴实时监测功能

①具有各部电机运行电流、温度的监测显示、过载、过温、漏电闭锁报警和保护功能；

②摇臂、牵引箱高速腔轴温的监测显示、报警和保护功能；

③液压系统压力的监测显示、报警和保护功能；

④水路压力、冷却水流量的监测显示、报警和保护功能；

⑤具有采高及卧底量的实时在线监测功能；

⑥具有采煤机行走位置与牵引速度的在线监测显示功能；

⑦实时监测采煤机左、右摇臂角度；

⑧实时监测采煤机的俯、仰采角度及采煤机行走方向的工作面倾角；

⑨具备瓦斯、声音在线监测、瓦斯超限断电闭锁功能；

⑩实时监测系统的通讯状态。

⑵实时控制功能

①急停、锁溜；

②启动/停止；

③牵引启动/牵引停止；

④牵引速度、方向；

⑤左、右摇臂升降；

⑶数据分析功能、自动仿形截割；

⑷视频显示功能：实时显示采煤工作区域视频画面，随采煤机行走自动进行实时视频切换；

⑸就地/远程互锁、切换。

①就地模式下，不允许远端控制；在远端控制模式下不允许就机控制，用于保证采煤

机操作的安全性。

②远程控制模式下，数据传输通讯失败的情况下，采煤机可快速保护锁定，不允许远

控操作。

监控画面示意图如下：

1.2 电液控监测控制系统

在工作面电液控制系统的基础上，实现在集控室对液压支架运行的状态参数进行监控。主要

监控功能有：

⑴实时监测功能

①液压支架工况信息显示：每组液压支架的立柱压力、支架位置、推移行程、工作面倾角、

护帮板位置、工作面推进度、支架动作状态。

②工作面视频监测：视频播放选择、视频播放窗口、视频保存。

③监测显示各组支架控制器工作状态、故障信息，采煤机位置、方向监测，主机与工作面控

制系统通信状态；

⑵实时控制功能

①能够通过集控中心界面发出指令，控制液压支架跟机自动化启动、停止、急停功能。

②单支架操作：通过集控室的支架控制器实现单组支架可视远程操作功能。

③成组支架操作：通过集控室的支架控制器实现成组支架可视远程操作功能，如成组自动降

-移-升、成组、推溜、成组护帮伸收、成组伸缩梁伸收等功能控制。

⑶数据分析功能

根据采集的数据进行分析，实现与采煤机的联动。紧急情况进行报警、急停、闭锁。对液压支架压力数据、高度、推移行程曲线进行综合分析，形成该工作面的综合地质分析报告。

⑷视频显示功能

通过点击界面上的视频摄像头可进行视频切换，从而根据需要显示不同的视频信息，对不同支架进行视频显示。

监控界面示意图：

1.3 刮板输送机、破碎机、转载机集控系统

主要是对刮板输送机、破碎机、转载机进行运行状态监测、视频监视和启停控制。

主要监控功能如下：

⑴显示刮板输送机、破碎机、转载机的启停状态、工作电流、工作电压。实现对刮板输送机、破碎机、转载机的集中控制；

⑵实现与皮带机的双向通信，实时获取皮带机的运行状态，若皮带机处于停止状态，给出报警信息并自动闭锁刮板输送机、破碎机、转载机；

⑶刮板输送机、破碎机、转载机开关状态显示，包括各个回路运行状态、电流大小、电压大小以及漏电、断相、过载等保护故障状态显示；

⑷可对刮板输送机、转载机、破碎机进行顺序远程起停控制，起动顺序：皮带机->破碎机->

转载机->刮板输送机->采煤机；停止顺序：采煤机->刮板输送机-> 转载机->破碎机->皮带机。

监控界面示意图如下：