新阳能源井下皮带自动化改造技术方案

新阳能源井下皮带自动化改造技术协议甲方：山东新阳能源有限公司乙方：山东能源机械集团通力装备制造有限公司新汶矿业集团山东新阳能源有限公司（以下简称甲方）和山东能源机械集团通力装备有限公司（以下简称乙方）就三采一层运输下山、西翼运输巷两部带式输送机电气控制部分及现有运输系统的集成控制系统的改造达成如下技术协议：一、工作范围（一）、甲方范围1、负责对乙方最终完成的系统进行验收。

2、安排专人配合乙方现场技术服务人员的工作。

3、配备电气相关专业的技术人员进行安装和调试，以便为日后对带式输送机的维修、维护以及带式输送机能够安全和可靠地运行提供技术保障。

（二）、乙方范围1、乙方提供满足本协议要求所必须的全套硬件设备、软件、技术性能和各项服务。

2、乙方负责安装、调试其提供的所有硬件设备和软件。

3、乙方负责按照甲方进行软硬件的安装、调试、培训等工作，乙方允许并指导甲方的工作人员参与系统的安装、调试、诊断及解决问题等各项工作。

4、乙方到现场了解设备的安装需求和布置要求，提供全套的实施方案，及相关技术文件和图纸资料。

5、乙方在工程实施期间认真遵守甲方的各项管理规章制度。

二、项目介绍（一）、概述新阳能源井下原煤运输系统分为大巷主运系统（-506中央煤仓）和西翼主运系统，大巷主运系统包含：东、西两翼两部主运皮带，二采矸石仓两条绕道皮带，矸石仓、原煤仓一部联络皮带以及3部给煤机，运输距离共计1150米；西翼主运系统包含6部皮带，运输距离共计4200米，原煤运至二采煤仓。

（二）、基础参数1、主运系统运输简图：2、西翼主运系统运输简图：甲方的集控方案采用“调度室上位机+主集控台(中央煤仓)+副集控台（二采煤仓）+分布式子站”的网络结构，系统采用工业总线技术（PROFIBUS ）和光纤通讯介质，实现与各控制设备及综保等组成分布式集成控制系统。

其中主集控台负责整个系统的监测与控制及中央煤仓运输系统子站、给煤机监测与控制；副集控台负责二采煤仓运输系统子站的监测与控制。

通信网络系统数据传输采用PROFIBUS 现场总线技术，传输介质为光纤，负责各分站与主副站、主副站之间、主副站与上位机间的通信，将现场设备采集到的信息以及程序的内部的信息传送到地面上位机管理系统，同时也可将上位机系统发出的控制指令传送到控制器。

井下视频系统以光纤为传输介质，采用点对点方式把井下视频信号传送至主控室和地面调度室，通过视频技术和图像处理技术实现实时监视。

集控方案设计采用开放式编程软件和开放式的数据通信协议，通过可编程控制器（西门子PLC）和PROFIBUS技术，对煤矿主煤流运输皮带机、给煤机和刮板机等设备实现远程集中控制和保护。

具备《煤矿安全规程》规定的各项保护以及完善的视频监控功能。

该系统集监视、控制于一体，具有自动化程度高、安全性高、实用性强、运行可靠等优点，能实现皮带运输系统现场岗位的无人值守，从而达到减人增效、提高矿井安全程度的目的，系统组成及功能如下：（一）、主、副集控台主、副集控台由矿用隔爆型PLC控制箱及本安型不锈钢操作台组成，主、副集控台以西门子S7-300为核心元件配置以太网口，就近接入井下环网交换机，上传地面控制室。

不锈钢操作台面板为腐蚀雕刻，配置可触摸显示屏,进行系统运行状态的监视和控制。

可任意组合皮带运输线的台数及控制动作顺序，包括特殊“山”字形运输线控制流程等，各皮带的启动和停止及故障有醒目指示灯显示，实现运输系统集中控制、集中操作、集中显示。

集控台分为中央煤仓主集控台和二采煤仓副集控台两部分组成。

二采煤仓副集控台作为副台可受主集控台（中央煤仓主集控台）的控制，该状态下副台作为单机控制箱不具备控制西翼运输巷6部皮带的集控功能，与主控室处于解锁状态时，副台也可以作为西翼6部皮带的中心控制站对西翼运输巷6条皮带进行集控；同时主、副站要求各预留4部皮带的接口作为备用，以便以后扩展使用。

集控台可实现皮带机所有运行数据的监测与控制，可实现控制、拖动、监测的无缝连接，实现整个皮带机的逻辑控制、速度设定、现场设备状态和数据采集，以及与皮带机的联锁控制。

1、具体功能如下：①两台主、副集控台所组成的控制系统满足本运输系统长距离、多皮带、工况复杂的控制要求，既可在操作台或触摸屏进行皮带机的连锁控制，又可通过操作台上的按钮对每部皮带机、给煤机进行分步控制。

②集控系统主要由主控制箱、KXJ-127/660和ZJT变频电控组成，井下每条运输皮带机分别有单独的电控系统，通过通讯光缆接入集控系统。

③主、副集控台选用人机交互界面触摸屏，可实时监控显示皮带机系统的运行状态、故障位置、故障类型等参量，并可根据胶带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机、发出报警声光信号。

并具有起、停、运行时间统计，变频器（电机）电流、皮带运行速度、电机温度显示及统计功能，并能够进行故障诊断，各种时间、故障统计存储时间不少于1年，并能以报表及曲线的形式对历史数据查询。

④系统具有通信功能，提供通信接口通过与其他被控设备进行通行，可采集其他被控设备的主要保护、参数及其他被控皮带运行的有关信息，同时能够将各种信息上传至地面调度室。

⑤皮带联锁运行时,逆（顺）运煤方向依次延时起动各台输送机，防止同时起动造成电网的过载，同时还能防止起动过程中因故不能起动的输送机被煤压住。

⑥触摸屏可操作性强，人机画面友好，系统以图形、动画和汉字的形式显示设备起、停和各种保护传感器的情况，并用不同的颜色区分。

监控画面符合岗位人员操作习惯，画面整洁、效果逼真、监控方便。

操作台和集控室具有全面的语音报警功能。

⑦可将二采煤仓副集控台的所有信息上传至中央煤仓主集控台，并实现由中央煤仓控制西翼运输巷6部皮带，且对西翼运输巷皮带在中央煤仓主集控台控制、操作、信息读取效果与二采煤仓副集控台效果等同。

⑧在大巷中央煤仓、大巷矸石仓、二采煤仓安装煤位传感器实现煤仓煤位的在线实时监视。

（二）、分站分站由隔爆兼本安控制箱组成，其包括PLC各I/O模块、模拟量模块、以太网模块、DP通讯模块、RS485接口，控制箱实现相应皮带的就地控制、信息采集及各智能设备接入，与主站及其它分站实现光纤传输。

1、功能要求①新安装两台KXJ-127/660控制箱作为分站，实现三采一层运输下山皮带、西翼运输巷第一部皮带变频器的的启停控制，具备防滑保护、堆煤保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水六大保护功能，符合《煤矿安全规程》（2011）及《新矿集团2013年技术规范》相关要求，并具备现场保护模拟试验、故障声光报警等功能。

②将三采探巷第一部皮带、二采七层运输下山皮带、二采七层运输巷第一部皮带、二采七层运输巷第二部皮带四部皮带的原有皮带机保护装置传感器改至现有四台ZJT变频电控箱，使其具备防滑保护、堆煤保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水六大保护功能，并实现保护模拟试验、故障声光报警等功能，以满足现有方案要求。

③新安装的两台皮带控制箱能够对两部皮带的变频器进行检控，配合变频器供应商实现皮带机用变频器的闭环控制和变载调速。

④新安装的两部控制箱能够采集皮带机各传感器、控制开关等设备参数、状态，并以从站的方式将各类数据上传至中心站，实现主从访问。

⑤控制分站电源侧具有过载、过压、过流、欠压、电源缺相等自动保护功能。

⑥控制箱配以液晶显示屏，配置灵活，汉字显示，信息直观，便于现场调试、使用和维护。

控制分站具备“就地”、“集控”两种工作方式，“就地”模式下各控制箱脱离集控，只能采用人工就地启停；“集控”模式下与“就地”控制相闭锁，需要在集控室或调度室进行控制。

2、皮带机保护系统每部皮带机装设防滑保护、堆煤保护、防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水装置皮带六大保护，符合煤矿安全规程相关条款和国家及行业相关标准规定。

①跑偏保护：在机头、机尾各安装一对防跑偏开关。

当皮带继续跑偏到40°时开关动作，报警并延时（7s可调）停机。

②堆煤保护：在机头卸载处和给煤点安装堆煤传感器，当煤出现堆积时，堆煤保护持续动作一定时间后报警并立即停机。

③打滑保护：安装KCS测速装置，连续监测皮带速度，显示正常运行速度，提供胶带机打滑速度信号，瞬时的打滑加延时屏蔽，连续打滑（低速）时报警并停机。

④烟雾保护：在机头集中驱动部安装烟雾传感器，作为温度或打滑保护的后备保护。

烟雾保护动作时报警、立即停机，并实施洒水。

⑤温度保护：能够接入主电机及驱动滚筒轴承安装的温度传感器信号，超过温度设定值报警并立即停机。

巨力公司应备好安装孔。

⑥洒水电动球阀：安装在机头驱动部，当烟雾传感器、温度传感器动作时，自动控制灭火洒水（也可进行防尘洒水），洒水工作报警并停机。

⑦防尘喷雾：防尘洒水电磁阀能够与皮带机启停联锁，也可独立控制打开或关闭。

⑧各类传感器、通讯接口数量满足现场要求，并留有足够的预留接口，系统考虑破碎机与给煤机的运行情况的接入检测。

⑨皮带控制器具备完善的语言报警提示功能，如各种传感保护和故障、沿线闭锁及沿线故障等，对设备起停进行预警，声音响亮，传输距离远，相关信息并实时上传控制中心。

⑩分站具有故障保护和查询功能，当保护出现故障的时候，将保护情况进行记录，便于事后查询，对所有的保护具有故障性质和故障地点显示功能。

（三）、操作方式本设计方案主、副集控台具备“远控”、“集控”、“就地”三种模式，每条（部）皮带机、给煤机具备“集控”、“就地”两种模式。

具体如下：1、远控操作：以主集控台为集控中心，接收来自调度室的控制指令，操作员可在调度室自动按程序开、停所有皮带机及给煤机，既可根据选定的皮带运行次序进行“一键起停”也可进行单机逐部操作。

此时，主、副集控台旋钮均打至“远控”位置，操作面板及分站对应的单机皮带机控制旋钮均打至“集控”位置，主、副站现场控制指令被屏蔽，只可进行紧急停车。

远程操作要求具有集控操作、就地操作的等效功能。

2、集控操作：以主集控台为集控中心，主、副集控台旋钮打至“集控”位置，操作人员只允许在主集控台进行操作，可按照选定皮带顺序“一键起停”实现顺煤流或逆煤流起车、顺煤流停车。

此时，副站现场控制指令被屏蔽，不允许操作，但急停按钮有效。

操作面板及分站对应的单机皮带机控制旋钮均打至“集控”位置。

该种工况下皮带机、给煤机有联锁功能。

集控方式下的联锁控制如下所述：①集控方式用于正常生产，由主控室的控制台控制，按照煤流设备队列的闭锁关系，实现设备按顺煤流或逆煤流方向成组或逐台顺序延时起车，按顺煤流方向成组或逐台顺序延时停车。

设备起停的延时时间随设备而异，原则是运行时减少皮带启动空运时间，停车时不堆煤。

②集控自动起车的过程中，鸣笛示警。

操作人员若发现问题，可按下就地禁起按钮，终止起车过程。

控制室能立即知道哪台设备出了问题，并采取措施。

③在运行期间，若某台设备因故障停车，能自动使队列中该设备之前的所有设备停车。