煤矿皮带集控系统技术方案
煤矿PLC的皮带集中控制系统设计
本科生毕业设计题目：基于PLC的皮带集中控制系统设计姓名：学号：摘要煤矿的运输系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
为了保证煤矿运输系统可靠安全运行，对带式输送机进行集中监视和控制很必要。
本文以新疆哈密煤矿主斜井及地面胶带输送机为背景，设计出了以PLC技术为核心的集中控制系统，提高了运输系统的监测和控制水平。
文中首先介绍了本次设计的背景，然后设计了胶带输送机集中控制系统的结构和应具有的控制功能，参数的检测和故障保护装置，确定了各故障检测传感器的类型及安装位置。
在此基础上采用SIEMENS的S7-300系列PLC对系统进行硬件和软件设计，其中包括PLC的模块配置及外部连线，梯形图程序设计。
最后提出PLC控制系统的主要干扰源，并设计了抗干扰的措施。
关键词：胶带输送机； S7-300；集中控制系统ABSTRACTCoal transport system to ensure normal production of mine played a very important role. In order to guarantee coal mine safety and reliable operation of the transport system, the belt conveyor to focus on surveillance and control is necessary. In this paper, the Xinjiang Hami Coal Mine inclined conveyor belt and the ground as the background, to design the PLC technology as the core of the centralized control system to improve the transport system of monitoring and control level.First introduced in the text of this design background, and then design a conveyor belt on the structure and control system should have the control, fault detection and parameters of the protection device, identified the fault detection sensors and installation of the type of position. On this basis the use of SIEMENS S7-300 series PLC to the system hardware and software design, including the PLC module configurationand external connections, ladder program design. Finally, PLC control system the main source of interference and the design of the anti-jamming measures.Keywords:Belt conveyor；S7-300；Centralized control system目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 胶带输送机集中控制系统 (1)1.2.1 胶带输送机集中控制系统的重要性 (1)1.2.2 集中控制系统的发展及存在的问题 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2 胶带机集中控制系统的总体设计 (4)2.1 课题背景介绍 (4)2.2 胶带输送机集中控制系统的功能设计 (5)2.3 胶带输送机集中控制系统结构设计 (6)2.4胶带输送机集中控制系统设备构成 (7)2.4.1 胶带输送机 (7)2.4.2 参数检测及故障保护装置 (8)2.4.3 PLC简述 (14)2.4.4 人机界面HMI (17)3 胶带输送机集控系统硬件设计 (19)3.1 SIMATIC S7-300 PLC简介 (19)3.1.1 SIMATIC S7-300 PLC简介 (19)3.1.2 模块安装 (20)3.2 集控系统PLC的设计 (21)3.2.1 CPU的选择 (21)3.2.2数字量模块选择 (23)3.2.3模拟量模块选择 (25)3.2.4电源模块的选择 (26)3.3西门子ET200M与PROFIBUS-DP总线 (28)4 胶带集中控制系统软件设计 (30)4.1 集中控制的流程图 (30)4.2 系统软件实现 (31)4.2.1 控制方式选择 (31)4.2.2 模拟量的处理 (32)5 控制系统的抗干扰措施 (34)5.1主要干扰源 (34)5.2抗干扰措施 (35)6 总结 (37)参考文献: (38)附录 (40)翻译部分 (42)英文原文 (42)中文译文 (54)致谢 (63)1 绪论1.1 概述煤炭运输是煤炭生产过程中不可缺少的一部分。
福兴煤矿皮带集控系统设计方案110620
山东省枣庄市峄城区福兴煤矿地面皮带集控系统技术方案徐州上若科技有限公司二O一一年六月一、总则本方案是针对煤矿地面皮带运输及工业电视监视系统技术要求,并充分考虑其先进性、安全性、可靠性及安装、使用和维护的方便而设计。
（一）设计依据（1）MT209 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求（2）MT571.1 煤矿用带式输送机监控系统（3）MT817 煤矿用带式输送机电控装置（4）MT872 煤矿用带式输送机保护装置技术条件（5）《煤矿安全规程》（6）《福兴煤矿皮带运输系统工艺流程图》（二）设计原则（1）控制系统由地面集中控制中心、现场PLC监控主站、就地控制分站和视频监视系统组成。
（2）解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。
实现就地无人操作，仅设巡检人员。
（3）本系统采用分布式控制（DCS系统），结构合理，信息共享，实现提高指挥效率和生产率，达到减人提效的目的。
（4）系统能与矿井综合自动化系统无缝集成。
（5）保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便和修改灵活。
（6）系统具有灵活和可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面友好，充分考虑现场运行、检修要求。
（7）系统具有自诊断功能，报警时可以语音、图像显示等功能实现。
（8）系统具有实时数据采集、处理及多种显示功能。
（9）系统结构合理，为系统今后的完善、提高留有充裕的扩展容量。
（三）达到的技术水平和实现的目标（1）实现地面集中控制、可视化和语音通话三位一体的自动化控制系统体系。
（2）立足于高起点、高技术和高质量，将计算机控制系统和工业电视相结合，实现以“集中控制为主，就地操作为辅”的控制模式，保证系统的连续性和可靠性。
（3）系统技术达到国内领先水平。
提高开机率和管理水平，减少操作人员和工人的劳动强度，并无缝接入矿井现有的综合自动化系统。
（4）实现地面运输胶带机运输的长距离、多点位信息传输和集中监测监控。
具有在线监测、分析及完善的保护和报警功能。
煤矿皮带机集控系统设计方案
煤矿皮带机集控系统设计方案矿用胶带机远程集控综合保护系统一、胶带输送机远程集控综合保护系统概述为了提高皮带运行的安全可靠性，减少经济损失，满足《煤矿安全规程》要求，我们研制了一套技术先进、工作可靠率高的矿用胶带输送机远程集控综合保护系统。
本系统是根据煤矿井下工作状态，针对矿用皮带机设计的一种高性能低价格的微机远程集控综合保护系统，使电能的损耗和设备无效磨损的损失降至最低。
它以进口PLC作为监控系统的核心主控单元，从根本上提高了系统的工作可靠性与使用寿命。
通过现场编程可适应皮带机的各种运行工况，可实现皮带机打滑、超温、洒水、堆煤、急停、跑偏、撕裂、烟雾、力、电机电流、电机等基本保护。
同时数字显示皮带机的带速，每台电机的电流、每台电机的温度，并以语音方式实时报出。
该系统同时配有总线接口，通过485通讯协议可以方便的与上位机或其他皮带机之间实现数据通信，以实现多台皮带机的集中控制并能和全矿井监控系统联网运行。
二、系统结构框图：三、系统实现的功能1、具有一般起停、软控起停、下运起停等多种起停方式和自动紧等控制功能。
更能根据客户的不同工艺要求通过系统程序的设定来实现不同的起停方式。
2、具有跑偏保护、速度检测，纵向撕裂保护、打滑和超速保护。
沿线急停闭锁和故障位置检测、堆煤检测、动力设备温度检测、驱动滚筒的表面温度检测、烟雾检测、自动洒水灭火、电机电流和开关故障检测、胶带紧力检测、连续煤仓煤位检测等检测保护功能。
3、具有胶带各电机开关量状态显示，速度、煤位、温度等模拟量显示功能。
4、具有对二级跑偏、闭锁、纵撕、超温、打滑、烟雾、堆煤、洒水、电机故障等故障信号的显示和报警功能；5、保护功能当皮带撕裂时，系统立即切断电机电源，使皮带机停机。
同时在皮带沿线用电铃报警，在地面监控站显示撕裂曲线并发出报警信号。
6、显示功能通过线缆将信号传至地面监控站，显示撕裂曲线，显示事件发生的时间，显示裂缝状态。
7、打印功能打印显示器发生事件时的一切容。
煤矿皮带集控系统技术方案
煤矿皮带集控系统技术方案煤矿皮带集控系统技术方案一、系统概述:本方案是针对煤矿皮带集中控制系统的设计，实现对煤矿皮带系统的自动化控制和数据采集，方便煤矿生产过程中的管理和调度。
二、系统组成:本系统由软硬件两个组成部分构成，其中软件部分包括控制系统软件、数据分析软件、数据库管理软件等；硬件部分包括中央控制器、数据采集模块、信号控制模块等。
三、技术方案:1. 硬件部分(1) 中央控制器本系统采用微处理器为核心的中央控制器，其具有高效稳定的运行性能，支持多种接口，通信速度快，可靠性强。
(2) 数据采集模块数据采集模块采用现场总线技术，以实现对煤矿皮带各点位数据的采集。
数据采集模块内部具有多个采集通道，可同时采集多点位数据。
(3) 信号控制模块信号控制模块采用PLC控制器，其通过采集模块采集的数据，实现对设备状态的检测和控制。
同时，信号控制模块还支持与其它设备进行联动控制。
2. 软件部分(1) 控制系统软件控制系统软件是本系统的核心部分，其负责对数据采集模块采集的数据进行处理和控制，并将处理结果传输给数据分析软件。
控制系统软件还提供了可视化的操作界面，方便用户进行操作。
(2) 数据分析软件数据分析软件是对煤矿主要生产数据进行处理和分析的软件。
它通过与数据库管理软件的配合，将采集得到的数据进行存储和处理，形成数据分析报告。
(3) 数据库管理软件数据管理软件主要是用于管理采集得到的数据。
采集模块采集的数据将存储在数据库中，数据库管理软件通过对数据进行管理和维护，实现数据的有效利用。
四、技术优势:(1) 实现了对煤矿皮带系统的自动化控制，提高了生产效率和安全性。
(2) 可以实时采集监测和操作设备，实现对整个生产线上的设备状态的监控，方便管理和调度。
(3) 数据分析软件能够分析煤矿主要生产数据，为后续决策提供科学依据。
(4) 技术成熟、稳定性强、可扩展性高，可以满足煤矿生产需要。
襄垣七一煤矿主运皮带集控方案
长治襄垣七一矿业集团主运带式输送机电控系统技术方案2011年10月长治襄垣七一矿业集团主运带式输送机电控系统技术方案1 主运皮带机主要参数皮带机长度(m) 480电机功率(kW) 2*250输送量(t/h) 600输送机宽度(mm) 1000运行速度(m/s) 2.5拉紧装置配重小车电机电压(V) 660制动方式盘式制动器、逆止器驱动方式防爆同步变频器+防爆永磁同步电机坡度23度2 方案概述矿用带式输送机电控系统针对带式输送机的配置情况，对每条输送机的配置进行了设计，选用行德国西门子S7-300系列PLC作为系统的控制核心，并配有PC上位机系统，可实现下述功能：➢联锁功能：电控系统与井下给煤机之间设有循“逆连锁功能，逆煤流起车、顺煤流停车”原则，并能在事故情况下不堆煤（紧急停车）。
➢具有集控、手动、闭锁三种工作方式。
➢电控装置与变频装置配合，控制胶带输送机的起、停，实现皮带机软启动，能满足其较低加速度平稳起动和重载起动要求，确保两台电机之间的负荷平衡。
➢显示屏终端显示功能：显示胶带速度、跑偏、闭锁、打滑、堆煤、烟雾、温度等故障信号，上位机主站上实现自动声光报警及故障提示，在人机界面终端有汉字提示及报警。
➢信号系统（1）具有起动预告的声光告警信号，且预告信号与开车闭锁。
（2）胶带沿线、控制室及生产系统之间设有联络信号。
（3）事故预报及事故停车声光报警信号。
➢显示屏对皮带机设备的运行状态实现动态图形化监视；➢显示屏对皮带机所有设备提供完全的故障显示，跑偏、闭锁等沿线保护的动作指示，声光报警；➢实时显示和存储所有检测的运行数据，如带速、运行时间等；➢按该机的自身特点，提供合理优化的起动加速度、运行调速控制、不同工况下的操作方式、可视化监控的软件程序设计，以保证带式输送机的安全经济可靠运行。
3 系统配置矿用带式输送机保护装置主要有矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱、操作台、PC上位组态系统、皮带保护传感器、电话和信号装置、视频监视系统、控制电缆等组成（见附图）；控制箱既作为本条皮带的控制核心，又承担起与变频器及皮带保护之间的数据通讯，从而组成一个既相对独立有紧密联系的控制系统；PC上位组态系统，不仅对控制系统的控制运行数据进行采集和存储，将这些数据上传至调度系统，同时又作为井下视频监视系统的地面监视分站。
主运皮带集控方案
目录1 主要设计依据和标准 (2)2 总则 (2)设计原则 (3)3 系统概述 (3)3.1可靠性 (3)3.2安全性 (4)3.3经济性 (4)3.4扩展性 (4)3.5操作性 (4)3.6系统监控信号 (4)4.1 控制对象与监测点位 (5)4.2 主要功能 (5)4.2.1 显示及设定功能 (5)4.2.3 多模式控制方式 (6)4.2.4实时记录和打印功能 ...................................................................................................................4.2.5后部闭锁功能 (6)4.2.6 常规保护功能 (8)4.2.7 煤仓监测......................................................................................................................................4.2.8 软故障解除..................................................................................................................................4.2.9 网络..............................................................................................................................................4.2.10 扩展功能 (9)4.2.11综合布线技术要求 (9)4.2.12安全管理 (9)4.3 主要监控设备 (10)1、井下网络控制装置 (10)主要核心元件 (10)5 系统软件............................................................................................................................................5.1 组态软件.........................................................................................................................................5.2 编程软件......................................................................................................................................... 6系统可靠性......................................................................................................................................... 7主要设备清单 (12)1 主要设计依据和标准1.1 设计依据1）《皮带监控项目技术文件》2）《煤矿安全规程》和《煤矿设计规范》1.2设计标准1) IEC标准（国际电工委员会）2) ISO标准（国际标准化组织）。
井下皮带集控系统运行检修安全技术措施
井下皮带集控系统运行检修安全技术措施一、系统概况恒源煤矿皮带集控系统以地面控制为主、井下为辅的操作方式，配有视频监控及语音广播系统，保障设备的安全运行。
目前,井下皮带集控系统已实现井下9部皮带机、5部煤仓给煤机的远程控制，通过光纤进行数据传输，最终数据上传至地面集控室工控机，完成远程控制及数据显示。
设备包括:二、集控技术要求(一)系统组成1.井下胶带运输视频集中控制采用计算机分布式控制系统，利用1000M工业以太环网作为通信平台，控制系统由地面监控中心，井下防爆兼本安型可编程控制器和系统线缆网络组成。
2.地面控制中心由两台工业控制计算机，语音调度主机、硬盘录像系统等组成。
地面两台计算机采用冗余技术，互为备用。
3.井下防爆兼本安型可编程控制器，采用西门子可编程控制器为核心，分别完成信号采集及控制相关设备任务，并通过1000M工业以太环网与地面监控主站通信，以达到设备单台、设备间连锁集控。
4.系统的控制方式为PLC主控站+人机界面操作屏。
系统主要由控制中心、传输网络和井下控制器等组成。
5.具体包含以下几部分：（1）调度监控屏；（2）皮带控制系统；（3）视频部分；（4）扩音电话系统。
6.控制中心(含监控显示系统)：控制中心设置在地面指挥控制中心，通过工作站和工业电视系统、扩音电话联络系统、对皮带及相关设施进行集中控制和监视。
7.现场总线+工业以太网网络结构：利用井下可编程控制器组建的现场总线网络作为井下皮带控制系统的底层网络，实现皮带及相关设备的实时控制及信号采集，利用1000M工业以太环网实现和地面调度指挥中心的控制中心工作站的连接通信，实现远程集中控制。
(二)系统功能系统完成实施后，操作员可在集控室终端上监视控制运输皮带生产过程，完成对运输皮带生产及相关环节的监控任务，实现矿井皮带运输生产系统的综合自动化。
具体功能如下：1.实时运行参数监测。
各监控系统实时采集生产工况参数，可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况及目前产量、仓储等。
关于煤矿皮带机集中控制
关于煤矿东xx集中运输巷和xxx集中运输巷胶带机集中控制方案批复的请示集团公司机电运输部：我矿主运输线胶带输送机（东xx集中运输巷、xxx集中运输巷）控制均采用单台人工启停方式。
中间环节多、运输路线长，胶带司机无法掌握运输线上煤量的变化情况，经常出现胶带机无煤空转，造成电力浪费和设备磨损。
现将主运线胶带输送机集控方案上报您部，请批示。
附件1：《xxx集中运输巷胶带机集中控制方案》附件2：《xxx集中运输巷胶带机集中控制方案》东xx集中运输巷胶带机集中控制方案一、东21集运巷概况：东xx集中运输巷有四部带式输送机。
第一部皮带主机型号：DSJ80/40/2×55输送机长度280米。
输送机主机保护型号：KHP168。
厂家：宿州华科。
控制器型号：真空交流软启动器QJR-250/660。
厂家：电光防爆科技有限公司。
其他三部皮带机型号：DSJ80/40/2×40。
第二部输送长度180米，其余两部输送长度280米。
现在每班配司机4名。
二、胶带机集中控制的必要性1、东xx集中运输巷现有的胶带输送机控制采用单台人工启动方式，由于中间环节多、运输路线长，胶带司机无法掌握运输线上煤量的变化情况，经常出现胶带机无煤空转，造成电力浪费和设备磨损。
2、现每部胶带输送机配备1名司机，实现集控后能有效地降低人员配备、提高生产效率。
3、皮带机频繁启动，对皮带机、启动器损坏较大。
三、胶带机集控实现功能1、集控系统控制方式多样：集控后该系统具有单控、集控和检修三种模式。
2、启停车操作：操作人员可根据现场运输需要灵活开停任意一条皮带机，需要停车时也能及时将皮带机停车，避免皮带机空转带来的电能浪费和皮带磨损，延长了皮带机的使用寿命。
3、沿线增加拉线急停装置。
4、每部胶带机转载点及中间部位隔爆兼本安型摄像仪，通过网线将视频信号传输至集控地防爆显示器，能够实现集中监控。
5、沿线每隔50米安装一个语音对讲信号，各部之间实现对讲联系。
煤矿井下主运输皮带自动化系统方案
煤矿井下皮带自动化控制系统方案设计第一章功能一、系统基本功能控制功能该系统既可从井上调度室对井下皮带运输进行实时监控，也可从井下操作台、触摸屏、就地分站箱对皮带运输进行实时监控。
既可对一条皮带、一条生产线实现一键起停（顺煤流停、逆煤流开），也可对多条生产线的整个系统实现一键起停。
在自动状态下每条皮带还可实现有煤即开、无煤即停的全自动控制。
集成功能该系统能将同种组态软件和具有相同通讯功能的不同软件下的不同系统集成到一个计算机上进行监控。
使整个煤炭体系更直观更易于管理。
第二章系统硬件组成及工作原理一、系统硬件组成本系统是以矿用本质安全型PLC为核心的皮带机综保装置组成下皮带机控制系统，是以光纤为介质组成的工业以太网传输网络。
整个系统现场控制设备：矿用隔爆兼本质安全型PLC（含语音模块、通讯模块）、检测传感器(物流传感器、煤位传感器、速度传感器、跑偏传感器、撕裂传感器、温度传感器、烟雾传感器)、KPZ型矿用转载点自动喷雾装置、本安型操作台、隔爆兼本安型就地操作控制箱、嵌入式触摸计算机（Windons CE操作系统）、网络交换机、和井上监控中心的上位机监控软件等组成。
二. 系统硬件的工作原理1、矿用本质安全型PLC该产品拥有多项专利技术，性能达到煤矿级与军工级要求，PLC模块具有矿用本质安全特性（经过严格测试，已通过“本安”认证，防爆证号：1094029U），是一种适用于地面严酷环境或煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险环境使用而不需要采用隔爆措施的通用型PLC，技术处于国内领先水平。
IB 系列PLC 采用模块化设计，扩展方便，功能强大；其DI/DO 点数可扩展至80 点；具有脉冲频率测量、脉冲周期测量、脉冲宽度测量功能；PWM 高速输出、频率型模拟量采集、语音信息报警、输入断线判断等多种模块；通讯为标准的MODBUS-RTU 或MODBUS TCP 通讯协议、物理接口为RS-232、RS-485、CAN 或以太网，通讯距离远、网络节点多、抗干扰能力强。
系统集控技术方案
皮带机集中控制技术方案一、设计原则与标准（一）设计标准1、《煤矿安全规程》2011和《煤矿设计规范》2、《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-20003、《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-20004、《矿用一般型电气设备》GB12173-905、《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-90（二）设计依据1、设计方案必须根据“***皮带机集中控制技术要求”而作出。
2、系统设备符合张***煤矿生产环境条件，并符合《煤矿安全规程》有关要求。
控制系统中主要设备具有国家煤矿质量“MA”标志和煤矿防爆“EX”标志。
（三）设计原则1、控制系统由地面控制中心（已经完成）和井下监控分站组成。
***皮带机控制装置直接接入已经形成的集控系统。
2、解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。
实现就地无人操作，仅设巡检人员。
3、采用分布式控制系统结构，结构合理，信息共享，实现提高指挥效率和生产率，达到减人提效的目的。
4、要求充分满足现场运行和检修要求。
5、必须保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便和修改程序灵活。
6、系统必须具有灵活和可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面友好。
7、系统应具有自诊断功能，报警时要求使用语音、图像显示等功能实现。
8、系统必须具有实时数据采集、处理及多种显示功能。
9、系统结构要求合理，便于系统的扩展（采用标准工业控制网络）。
10、装置控制核心部分必须采用德国西门子公司生产的S7-300 可编程控制器系列产品。
二、技术目标1、实现地面集中控制的自动化控制系统体系。
***皮带机控制装置直接接入已经形成的集控系统。
2、实现地面对井下主煤流皮带机运输的长距离、多点位信息传输和集中监测监控。
具有在线监测、分析及完善的保护和报警功能。
3、地面控制中心计算机实现系统的生产管理、事故跟踪与处理、打印各种运转日志报表。
福兴煤矿皮带集控系统设计方案110620
山东省枣庄市峄城区福兴煤矿地面皮带集控系统技术方案徐州上若科技有限公司二O一一年六月一、总则本方案是针对煤矿地面皮带运输及工业电视监视系统技术要求,并充分考虑其先进性、安全性、可靠性及安装、使用和维护的方便而设计。
（一）设计依据（1）MT209 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求（2）MT571.1 煤矿用带式输送机监控系统（3）MT817 煤矿用带式输送机电控装置（4）MT872 煤矿用带式输送机保护装置技术条件（5）《煤矿安全规程》（6）《福兴煤矿皮带运输系统工艺流程图》（二）设计原则（1）控制系统由地面集中控制中心、现场PLC监控主站、就地控制分站和视频监视系统组成。
（2）解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。
实现就地无人操作，仅设巡检人员。
（3）本系统采用分布式控制（DCS系统），结构合理，信息共享，实现提高指挥效率和生产率，达到减人提效的目的。
（4）系统能与矿井综合自动化系统无缝集成。
（5）保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便和修改灵活。
（6）系统具有灵活和可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面友好，充分考虑现场运行、检修要求。
（7）系统具有自诊断功能，报警时可以语音、图像显示等功能实现。
（8）系统具有实时数据采集、处理及多种显示功能。
（9）系统结构合理，为系统今后的完善、提高留有充裕的扩展容量。
（三）达到的技术水平和实现的目标（1）实现地面集中控制、可视化和语音通话三位一体的自动化控制系统体系。
（2）立足于高起点、高技术和高质量，将计算机控制系统和工业电视相结合，实现以“集中控制为主，就地操作为辅”的控制模式，保证系统的连续性和可靠性。
（3）系统技术达到国内领先水平。
提高开机率和管理水平，减少操作人员和工人的劳动强度，并无缝接入矿井现有的综合自动化系统。
（4）实现地面运输胶带机运输的长距离、多点位信息传输和集中监测监控。
具有在线监测、分析及完善的保护和报警功能。
煤矿自动化方案——皮带远程集中控制系统
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤矿自动化方案——皮带远程集中控制系统
1.系统概况：胶带输送机是煤矿生产中非常重要的运输设备，它能否安全高效地运行，直接决定着矿井的产量和效率。
老式胶带机控制系统一般单条皮带独立控制开停，系统分散，控制的灵活性差，且各皮带的配置差异较大，操作人员岗位多，劳动强度大，运行效率低，且易引起操作失误，造成设备损坏，甚至人员伤亡，给矿上带来重大的损失。
实现胶带输送机的远程集中控制就显得更加必要。
我公司开发的胶带机远程集控系统可实现对系统全部胶带机及设备的集中监测监控，提高生产效率，降低事故率，减少故障处理时间、减少现场操作人员、提高经济效益。
该系统采用先进的并行处理技术，操作方便、灵活、可靠性高，抗干扰能力更强。
分布式控制结构，保护功能齐全。
具有胶带跑偏保护、速度检测、打滑和超速保护、急停闭锁、堆煤检测、温度检测、烟雾检测、纵向撕裂保护、自动洒水、语音提示等完善的检测和保护功能，现场可编程功能及组网功能强，采用开放式编程软件和开放式的数据通信协议，可与综合自动化及信息化系统实现汇接。
2.系统结构：
系统采用全分布式控制结构，主要由井下控制分站、传感器及保护装置和综合操作台构成。
综合操作台位于地面中央控制室，控制分站之间采用工业以太网络或工业总线结构连接，控制分站与传感器之间采用矩阵结构分布式连接。
控制分站负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，对整个系统的设备进行监控和集中控制。
煤矿皮带运输集控系统的设计
由于煤 矿运 输 区的现 场环 境较 为恶劣 ，
在充分 考虑矿用 设备安全性 的前提 下，通过经
济 技术 性 比选 后 ，决 定 选 用 西 门子 公 司研 发 的
￥ ７ ３ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ作为集控系统的控制 处理器 ， 基于主分站的模式，借助工业 以太 网实现数据 互传。下面对 该集控 系统关键 部分 的设计要 点
自动 化控制 ・ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ
煤矿皮带运输 集控系统 的并在皮带沿线上 目前， 国 内各 大煤矿基 本 实 现 了机 械 化 生 产 ， 为 确 保 相 关 设 备 的 安 全 、 稳 定 、 可 靠 运 行 ， 应 结合 具体 的生 产 工艺，设 计控 制 系统 。基 于此 点，本 文首 先对 煤 矿 皮 带运输 集控 系统的 需求 进行 简要 分析 ，在此 基础 上对 煤矿 皮 带运输 集控 系统 的设 计要 点进 行 论 述 。期望 通过 本 文的研 究 能够 对 煤矿 生产能效 的提升有所帮助。 设置相应 的保护装置 ，对皮带运输过程进行实
时 监控 。
２ ． ２设 计 要 点
感器，并沿着皮 带走向，每间隔 １ ０ ０ ｍ 的距 离
安 装 １个 急 停 闭 锁 开 关 。 在对 传 感 器 进 行 设 置
时， 一方面要确保所选的传感器符合矿用要求， 另一方面还要保证传感器的性能，从而使其作 用能够得 以最大限度地 发挥 。 在本系统设计中 ， 重点对作业危险性较高 、环境极度恶劣、运输 距离较长的皮带进行故障识别，当传感器发出 报警信号后，可在较短的时间 内获悉皮带的故 障情况 ，由此可为维修人员的快速处理提供可
的重要组成部分之一 ，为确保煤矿高产高效 目 标 的实现 ， 应对皮带运输全过程进 行集 中控制 ， 这 一 目标 可通过 皮带运输集控 系统来完成 。在
岱庄皮带集控系统(最终版)
矿井主皮带运输集中控制及语音通信一体化系统方案淄矿集团岱庄煤矿华宁电子一、前言随着岱庄煤矿服务年限的增长和采区的进一步开拓布局，井下主运输胶带机和各采区胶带机都需要延长或接力，并且煤流的主要由采区胶带机直接到主运输胶带机上，这样就形成了运输系统线路长、岗位多、联络环节多等特点，势必造成人员增加、分散，不利于安全生产和科学管理。
在矿山生产领域，生产经营管理的高效性、实时性、安全性直接影响到企业的生产效益和成本控制。
皮带运输系统的建设、管理、调度应该向着信息化、智能化、可视化、集中加分布式控制化的方向发展――建立运输系统完善的调度指挥中心势在必行。
鉴于此，根据岱庄煤矿实际使用要求，达到安全可靠运行及减人增效的目的，我们采用现场总线，建立岱庄煤矿井下运输胶带机集中控制及语音通讯系统。
该系统可以与语音广播系统兼容，并为信息自动化平台提供接口和数据。
二、KTC101系统简介KTC101通讯、控制系统是我公司自主开发设计、生产的新一代产品，在各矿实际使用中，得到了广大用户的一致好评。
作为煤矿井下通讯、控制、保护和监测一体化系统，它有以下优点：1.多胶带机控制：每台控制器可同时最多控制8部皮带，单台控制器最长控制距离可达8公里。
控制器之间实现无缝连接，最多255台控制器的级联使控制距离最长可以达到2040公里。
2.拉线急停：不需要单独铺线，只需要拉动本系统的七芯双屏蔽双护套阻燃拉力电缆，就可在胶带机沿线任何位置实现胶带机急停。
（选配）控制器上和地面主机上都会显示出急停的位置。
沿线同时给出急停语言报警。
3.皮带保护：实现皮带机头、机尾跑偏保护、堆煤、速度、温度、烟雾等保护。
4.语音处理：每部扩音上带有通话按钮和打点按钮，可进行通话和打点。
可实现胶带机沿线和井上调度室之间的通话。
所有报警都是中文语言报警而非单一的频率报警。
5.与程控联网：加入耦合器，可以实现沿线和程控之间的通话。
可实现人工或自动转接，自动挂机功能（选配）。
煤矿井下主运输皮带自动化系统方案 PDF
煤矿井下主运输皮带自动化系统方案 PDF1 第一章功能一、系统基本功能控制功能该系统既可从井上调度室对井下皮带运输进行实时监控也可从井下操作台、触摸屏、就地分站箱对皮带运输进行实时监控。
既可对一条皮带、一条生产线实现一键起停顺煤流停、逆煤流开也可对多条生产线的整个系统实现一键起停。
在自动状态下每条皮带还可实现有煤即开、无煤即停的全自动控制。
集成功能该系统能将同种组态软件和具有相同通讯功能的不同软件下的不同系统集成到一个计算机上进行监控。
使整个煤炭体系更直观更易于管理。
第二章系统硬件组成及工作原理2 一、系统硬件组成本系统是以矿用本质安全型PLC为核心的皮带机综保装置组成下皮带机控制系统是以光纤为介质组成的工业以太网传输网络。
整个系统现场控制设备矿用隔爆兼本质安全型PLC含语音模块、通讯模块、检测传感器物流传感器、煤位传感器、速度传感器、跑偏传感器、撕裂传感器、温度传感器、烟雾传感器、KPZ型矿用转载点自动喷雾装置、本安型操作台、隔爆兼本安型就地操作控制箱、嵌入式触摸计算机Windons CE操作系统、网络交换机、和井上监控中心的上位机监控软件等组成。
二. 系统硬件的工作原理、矿用本质安全型PLC 该产品拥有多项专利技术性能达到煤矿级与军工级要求 1PLC模块具有矿用本质安全特性经过严格测试已通过“本安”认证防爆证号1094029U是一种适用于地面严酷环境或煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险环境使用而不需要采用隔爆措施的通用型PLC技术处于国内领先水平。
IB 系列PLC 采用模块化设计扩展方便功能强大其DI/DO 点数可扩展至80 点具有脉冲频率测量、脉冲周期测量、脉冲宽度测量功能PWM 高速输出、频率型模拟量采集、语音信息报警、输入断线判断等多种模块通讯为标准的MODBUS-RTU 或MODBUS TCP 通讯协议、物理接口为RS-232、RS-485、CAN 或以太网通讯距离远、网络节点多、抗干扰能力强。
煤矿皮带智能化集控系统
01
项目背景
02
必要性分析
03
功能性分析
04
解决方案
05
项目效益分析
公司LOGO
设计依据
• 《煤矿安全规程》 • 《煤矿设计规范》 • 《智能调度室装备规范》 • 《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》 • 《爆炸性环境用防爆电气通用设备要求》 • 《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》
用于对皮带输送机侧面、电面等进行超温检测与保护
• 本安型煤位传感器 用于对输送机煤堆保护和煤仓煤位检测
解决方案
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实施方案
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1、每条皮带安装速度传感器一台，固定于胶带机架上，随着皮带运转带动保护装置自带的传动轮旋转，该装置向保护器主 机提供高电位信号，当皮带运行速度低于设定值，并保持5s，保护器动作，皮带机停止，实现低速打滑保护。 2、每条皮带安装堆煤传感器一台，应用于单条皮带机尾，保护器通过煤位传感器探杆，可对堆煤仓或煤漏斗的煤位进行监 控，当煤堆触及探杆时，经5-10s后，保护器动作，实现停车报警。 3、跑偏传感器在皮带机头、机尾各安装一对，同时在每间隔200米处设置一台；跑偏传感器作为臂式单向动作方式，当皮 带跑偏时，皮带推动臂式滚动导杆，当偏离夹角大于20º（允许误差±3 º）时，跑偏开关动作，保护器主机执行报警，但 不停机；主机经过5-10s延时后，如果跑偏仍旧发生，保护器主机将自动切断胶带运输机的电源，实现跑偏保护。 4、温度传感器应用于胶带电机及减速机，每条皮带共需安装两台，当检测温度值超出额定范围，传感器提供保护器主机发 出报警信号。 5、烟雾传感器在每条皮带机头安装一台，当皮带机周围有烟雾生成并达到一定浓度时，保护器自动停车保护；同时启动遥 控喷洒装置。 6、急停传感器在每条皮带机头、机尾各布置一台，同时在每间隔50米处安装一台，如遇皮带异常或检修，在皮带沿线任 意拉开并锁定其中一个闭锁开关，均可实现停车功能，在复位之后方可正常起车。 7、自动喷雾洒水装置每条皮带配置一套，当烟雾或温度传感器的检测值超限后，保护器主机控制并开启电动球阀执行洒水。
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KTC158煤矿皮带通讯控制系统技术方案济南华科电气设备有限公司Jinan Huake Electrical Device Co., LTD2014年总述一、公司概况济南华科电气设备有限公司是全国领先的矿山信息技术解决方案供应商，公司通过为全国煤矿矿山和非煤矿山提供创新技术与产品解决方案，让矿山用户享有语音、数据、多媒体、无线等全方位沟通。
公司成立于2003年，位于美丽泉城济南高新开发区，公司自创建以来一直从事研发、生产和销售各种矿用电气产品。
拥有完整的、端到端的产品线和融合解决方案，通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业服务，灵活满足全国不同用户的差异化需求。
公司具有一批经验丰富、多年从事矿用电气产品研制和生产的专业技术人员，技术力量雄厚，检测设备齐全，售后服务贴心。
华科坚持以持续技术创新，为客户不断创造价值，至今已经成功研制并投入生产和销售的产品达数十种，包括KTC煤矿皮带通讯控制系统、KT190矿用广播通信系统、KT158矿用无线通信系统、矿用工业环网系统、煤矿井下视频监控系统等。
公司管理规范、科学，驾驭市场的能力日益增强，已进入高速良性发展的轨道。
公司将以现代化的管理手段，先进的技术，优良的软、硬件，高品质和高可靠性的产品，良好的信誉和优质的售后服务，为煤矿的现代化生产做出我们的努力。
在与客户的长期合作中，我公司坚持诚实守信，质量第一，跟踪服务，努力使广大客户满意。
我们追求卓越，勇于创新，以团队的力量来完成华科人的使命。
公司真诚向全国各地用户承诺：产品质量可靠，价格合理，信守合同，还可根据用户现场需要设计生产。
华科电气具有十分丰富的实施经验，熟知项目的风险所在及成功之关键，有一支由销售代表、行业顾问、体系结构设计专家、项目经理和方案实施专家组成的团队，对项目配备充足的资源。
客户至上的服务理念，第一时间的服务承诺，改进完善的逆向服务，全员服务的管理体制。
济南华科电气设备有限公司将以雄厚的技术力量、严格的质量控制体系及饱满的工作热情，为煤矿企业提供优质服务，公司倡导与用户真诚合作，做用户可靠朋友的企业宗旨和以人为本，追求卓越，勇于创新，以团队的力量来完成企业文化。
济南华科电气设备有限公司将与煤矿企业共创美好未来！二、技术方案1、系统概述KTC158煤矿皮带通讯控制系统整体采用工业PLC和嵌入式技术，人机界面采用寸TFT显示终端，上位机采用防爆计算机，可实现井下掘进顺槽皮带、采煤工作面顺槽皮带、主运输皮带以及洗煤厂皮带等的保护，控制、沿线通话、故障检测、显示及报警等功能,带有标准的以太网接口、RS485、RS232接口。
从小皮带到主运皮带；从单条运输胶带到整个矿井的所有固定胶带机运输系统；从简单的头尾搭接到“丁”字型、“山”字型搭接；从设备启停控制到工作电流、电压显示、皮带速度检测和显示、煤仓煤位检测和显示、高低煤位停机；电机温度、运行频率、风机状态等的检测和显示及计算机远程传输通信；故障自诊断等均可提供全套解决方案。
2、先进性和可扩展性：随着现代信息技术的发展，新产品、新技术层出不穷。
因此本系统在投资费用许可的情况下应充分利用现代最新技术，以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。
但由于现代科学技术的飞速发展，故必须充分考虑今后的发展需要，设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。
这种可扩展性不仅充分保护了甲方的投资，而且具有较高的综合性能价格比。
本设计对此均作了充分考虑，预留了输入输出等各种接口，极便于系统的扩展和升级。
3、安全性和可靠性：KTC158煤矿皮带通讯控制系统作为皮带运输系统的控制系统，对安全型和可靠性有极高的要求，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。
并从设备防尘、防水以及设备快速安装和维护等方面，都必满足可靠性的要求。
特别重要的一点是本方案选用的所有主要关键设备，均符合煤矿安全使用标准。
4、系统设计主要依据主要依据：★《煤矿安全规程》★《煤矿设计规范》★《智能调度室装备规范》★《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》★《爆炸性环境用防爆电气通用设备要求》★《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》5、系统结构组成本皮带通讯控制系统主要由以下产品组成。
★矿用隔爆兼本安型计算机；★矿用本安型主控制器；★矿用隔爆兼本安型电源；★矿用本安型闭锁扩音电话；★矿用本安型远控电话；★矿用本安型分站；★矿用本安型拉线急停开关；★矿用本安型耦合器；★KDW660/18矿用隔爆兼本安型电源；★矿用本安型终端；★KB127矿用隔爆型网络摄像仪。
6、系统设计规范使用KTC皮带通讯控制系统实现2条皮带的集中和分布式控制：、1号皮带的通讯控制系统设计：、首先在1号皮带（1000米）的机头开关电站附近安装1台本安型主控制器和1台隔爆兼本安型电源，作为1号皮带的控制中心；、从主控制器开始，沿皮带方向每100米安装1台拉线急停扩音电话，每200米安装一台拉线急停开关，一直敷设到机尾；、将1号皮带机的抱闸电机控制线接入主控制器，用来控制抱闸电机的开停。
4、将1号皮带机的用于控制主运电机的开关先导线或变频器先导线引入主控制器，用来控制主运电机的启停；、如果被控对象为变频器，主控制器可通过RS485总线与其通讯，读取变频器的电流值和频率值等数据；、将1号皮带机头的温度传感器、速度传感器、烟雾传感器、堆煤传感器、机头跑偏传感器等输入信号就近接入主控制器，用来实时监测各个保护信号；、在1号皮带的中间位置将中间跑偏传感器接入最近一台拉线急停电话的输入口，用来监测皮带中间位置的跑偏情况；、在1号皮带机的机尾附近将机尾跑偏传感器和撕裂传感器接入最近一台拉线急停电话，用来监测是否有撕裂发生和机尾跑偏情况。
、2号皮带的通讯控制系统设计：、首先在2号皮带（2000米）的机头开关电站附近安装1台本安型分站和1台KDW127/18电源，作为2号皮带的控制中心；、从分站开始，沿皮带方向每100米安装1台拉线急停扩音电话，每200米安装一台拉线急停开关，一直敷设到机尾；、将2号皮带机的抱闸电机控制线接入分站，用来控制抱闸电机的开停。
、将2号皮带机的用于控制主运电机的开关先导线或变频器先导线引入主分站，用来控制主运电机的启停；、如果被控对象为变频器，分站可通过RS485总线与其通讯，读取变频器的电流值和频率值等数据；、将2号皮带机头的温度传感器、速度传感器、烟雾传感器、堆煤传感器、机头跑偏传感器等输入信号就近接入分站，用来实时监测各个保护信号；、在2号皮带的中间位置将中间跑偏传感器接入最近一台拉线急停电话的输入口，用来监测皮带中间位置的跑偏情况；、在2号皮带机的机尾附近将机尾跑偏传感器和撕裂传感器接入最近一台拉线急停电话，用来监测是否有撕裂发生和机尾跑偏情况；、在最后一台拉线急停电话的后面插上终端，用来检测末端电压。
两条皮带控制系统的级联用1条20米的七芯通信电缆将1号皮带机的最后一个电话和2号皮带机头的分站连在一起，实现两条皮带控制系统的信息共享和集中控制。
控制流程、集控控制方式在集控控制方式下，1号皮带和2号皮带的启停具有先后顺序，即：在1号皮带不启车的情况下，2号皮带无法启车；当1号皮带停车时，2号皮带会自动停车；从而实现逆煤流启车、顺煤流停车的功能。
主控制器的优先级较高，它可以对1号皮带进行控制，也可以对2号皮带进行控制（即集中控制）；分站的优先级较低，它只能控制2号皮带。
、检修控制方式在检修控制方式下，1号皮带和2号皮带没有启停的联锁关系，即：1号皮带停车的情况下，不影响2号皮带的启停。
此种方式主要用于皮带检修时使用。
保护信号的处理、温度保护：当温度传感器动作时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机，同时超温洒水打开；、烟雾保护：当烟雾传感器动作时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机，同时超温洒水打开；、速度保护：当速度传感器的速度值低于低速值或高于高速值时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机；、堆煤保护：皮带运行时，有时会出现矸石或大煤块瞬间碰到传感器的情况，所以堆煤保护可以设定检测延时时间，在检测延时时间内（比如1秒钟）主控制器不会停止皮带的运行，当保护时间超过检测时间时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机；、机头跑偏保护：同堆煤保护类似，当皮带运行时，有时会出现矸石或大煤块瞬间碰到传感器的情况，所以跑偏保护可以设定检测延时时间，一级跑偏发生时，主控制器只报警不停车；二级跑偏发生时，当保护时间超过检测时间，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机；、皮带中间的跑偏保护：皮带较长时，一般皮带的中间需要敷设跑偏保护，中间的跑偏保护可以就近接入最近的一台拉线急停地电话，该跑偏信号会通过总线的方式由七芯通信电缆传输到主控制器或分站，然后进行相应的处理。
、皮带机尾的跑偏保护：同中间跑偏类似，也是就近接入拉线急停电话。
、撕裂保护：撕裂传感器一般在机尾位置，就近接入最近的拉线急停电话，当撕裂传感器动作时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机；、急停保护：皮带沿线每台拉线电话或拉线开关之间都有钢丝绳相连，当拉动钢丝绳时，拉线电话或拉线开关会动作，主控制器会发出语音报警，皮带机立即停机。
、超温洒水：当烟雾传感器动作或温度传感器动作时，主控制器或分站会将电磁阀打开，从而实现超温洒水的功能。
7、单机产品介绍矿用隔爆兼本安型计算机隔爆兼本安型计算机主要有嵌入式计算机、22寸液晶显示器、2个百兆光口、3个百兆电口、电源和本安键盘组成。
可通过该计算机实现对下位机或分站的集中控制，同时也可接入隔爆型摄像机实现对生产沿线的监控。
通过自身的光口可接入及井下环网，从而实现现场参数和视频的上传。
矿用本安型主控制器矿用本安型主控制器采用西门子PLC、嵌入式计算机和寸显示终端组成，具体功能和参数如下：●皮带机运输机的启车/停车控制、单个电机的点动；●多条皮带的级联控制（按逆煤流方向启车，顺煤流方向停车）;●皮带沿线的单工扩音通话功能（扩音强度大于100dB）；●皮带沿线的信号打点功能（信号响度大于100dB）；●显示功能：主控制箱采用寸TFT大屏幕液晶显示，各设备的启停状态、沿线电话状态、电机的电流、温度、各皮带保护（包括速度、烟雾、温度、堆煤、机头跑偏、中间跑偏、机尾跑偏、撕裂、沿线急停以及超温洒水等）都以动画和汉字的形式进行双重显示；●设备启停时间统计、显示功能；●控制对象的多样化:控制对象可以是组合开关,变频器,软启动等●灵活的参数设置及调整功能;●主控制箱可提供30路输入端口和26路输出端口（可扩展至更多）。
●多条皮带分布和集中式控制。
矿用隔爆型本安电源●矿用隔爆兼本安型电源用来给主控制器和沿线扩音电话供电；●输入电压为AC127V/660V，允许波动范围为：75%~110%；●输出二组DC12V，三组DC18V,一组D24V；●六组电源均具有过流保护功能和故障排除自恢复功能。