用户手册(工作面自动化系统集成)天玛

系统集成主机
皮带控制系统
负荷中心
采煤机系统
三机控制系统
泵站控制系统
运输机系统
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综采工作面自动化控制系统
地面系统集成主机 交换机 TCP/IP TCP/IP OPC Server 地面电液控主机
第三方
PLC控制装置
显示屏
光缆 系统集成主机
人机界面
PLC控制器
三机
皮带光纤交换机 工作面光纤交换机 TCP/IP 皮带控制系统 电液控主机 三机 采煤机 开关
综采工作面自动化控制系统
是一个对综采工作面的采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机、顺槽皮带运输机、电气开关、泵站等设备进 行集中自动控制，确保各设备协调、连续、高效、安全运行，实现高产高效综采工作面的自动化控制系统。系统 的主要功能包括工作面顺槽集中自动控制（单点启停控制、联锁启停控制、闭锁、保护等）、泵站自动控制，同 时可对设备进行实时在线监测、信息显示。这是一个综采工作面综合自动化控制系统，它兼备了综采工作面信息 系统的功能，同时又具有工作面集中自动控制的功能。
隔爆兼本安型的工控计算机
操作系统: Windows XP 显示器： 17”液晶屏，1280X1024 微处理器: VIA1GHz 主存储器: 512MB 电源喇叭嘴(AC85~230V) 硬盘: 2×40GB 内存盘： 512 MB 接口:Ethernet 10/100 Base T、 1XUSB1.1 光纤接口 电源: 85—260 VAC 外壳防护等级: IP65 体积： 411X343X158 重量： 45Kg
七 系统灵活，高度冗余
工作面系统集成具有四种控制方式:自动控制方式、人工就地控制方式、检修控制方式、点动控制方 式。1）当工作面自动化主控计算机出现故障时， 由人机界面来进行控制，人机界面具有显示和按钮 ，仍可确保对工作面的集中控制；2）当人机界面出现故障时，PLC主控器仍可以对三机和泵站进行 集中控制，确保生产正常运行；3）当系统不在“自动控制方式“时，各子系统不受自动化系统控制 ，保证在检修和自动化系统出现故障时，各子系统能单独开车，确保生产不受影响。
2 设计方案
2 软件操作
3 系统特点
3 隔爆型UPS电源
4 系统结构图
4 本安型交换机
5 交换机电源
6 电缆
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1.1系统介绍
负荷中心
北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司 供电系统
现状
三机控制系统 运输机系统 采煤机系统 泵站控制系统
皮带运输系统
电液控制系统
PLC控制装置是工作面自动化系统集成的核心部分，它担负着数据采集 、通信、计算、显示、数据传输及监控逻辑的定制、控制设备动作等重 要任务，是整个系统的中枢。 PLC控制装置主要由PLC控制器、隔爆液晶显示屏、人机界面三部分组成
显示屏
人机界面
PLC CPU 中央处理单元 （主站）
Modbus 模块
以太网 模块
八 系统便于维护
将三机控制系统和泵站控制系统的PLC放在一个隔爆箱内，这样不但结构紧凑而且节省空间，并使各 种走线更为整齐和美观，便于维护；隔爆箱采用快开门，方便维护人员快速处理故障；
九 大屏幕彩色液晶显示图形组态实时可视化生产过程
系统采用17”彩色液晶显示器，图形及汉字显示，显示内容丰富，直观明了，便于操作和维护。
S7-300是一种模块化的小型PLC系 统,其优越的性能价格比,使之成为中 小规模控制系统理想的选择。
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1.3 Biblioteka Baidu能
（1）三机集中控制功能
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重点
系统可实现对工作面三机，即破碎机、转载机、运输机的控制和监测功能，并使具 有联锁、保护、通信等功能，通过人机界面或工作面系统集成主机都能够实现对工作面 三机控制 。
（2）泵站控制和检测功能
三 高度兼容
系统在硬件和软件上的选型都与矿上现有的大集成系统有着高度的兼容性，其中软件开发平台采 用统一国际知名品牌的组态软件“iFix4.0”；井下主控计算机采用和电液控制系统主机一致的德国 Marco公司隔爆兼本安型的工控计算机等。
四 可视化人机界面
人机界面采用可视化屏幕，将操作按钮和屏幕集成一体，保证系统的高可靠操作。
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1.5 系统特点
一 双CPU结构
PLC控制器采用双CPU结构，分别用来进行三机控制和泵站控制，保证系统资源的高可靠性利用 北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司
二 高度集成
PLC控制器配置MODBUS、Profibus和以太网通讯卡等多种通讯模块，能够与工作面其它综采 设备进行通信，实现数据集成与上传。
五 系统高度智能化
集控系统软件中增加故障记录功能，该功能将设备信息和员工的操作信息做历史保存， 给综采 队的管理工作带来较大方便。 建立专家智能诊断数据库，对集控系统运行中常见的故障类型做出判断，并且给出解决方案。例 如：转载机在运行过程中突然停机（原因可能为下列几种：操作人员手动停机、工作面沿线闭锁、皮 带机闭锁、负荷中心无反馈信号、输出继电器故障、线路故障等），这时诊断程序会调用系统在该时 刻采集的数据，并进行分析处理，在得出故障产生原因后，通过文本方式显示设备名称，故障时间， 故障类型（如停机、无法启动、无启动报警等）、故障原因等信息，最后给出故障解决方案。
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综采工作面信息系统
第三方 地面系统集成主机 交换机 TCP/IP TCP/IP OPC Server 地面电液控主机
TCP/IP
皮带光纤交换机
TCP/IP
工作面光纤交换机 电液控主机
Modbus/RS485
TCP/IP
Modbus/RS485、BB22444、Modbus/TCP、 Profibus
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1.1 系统介绍 定义
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重点
为了满足高产高效现代化矿井对煤矿综采工作面自动化和信息化的需要，天玛公司已先后应兖州矿业集团、 神华集团、潞安环能股份公司、淮南矿业集团等煤炭生产企业的要求，共同研究开发并成功推出综采工作面自
系统可实现对乳化液泵站、喷雾泵站及过滤站的控制和监测功能。通过人机界面或 工作面系统集成主机都能够实现对泵站集中控制。 系统可实现乳化液泵和喷雾泵的集中 自动化控制。
（3）信息采集和监测功能
可监测采煤机的牵引速度、牵引方向及所在工作面位置等信息；监测液压支架的工 作状况；检测、监控乳化液泵站、负荷中心、顺槽皮带机的工作状态和参数；监测被控 电机工作电压，电流，温度，启动状态，故障状态；监测负荷中心故障信息等，并能在 该计算机上显示上述系统的工作状态和参数。
动化控制系统和综采工作面信息系统。实现了井下综采工作面生产信息在地面调度中心的实时显示和管
理，及顺槽的集中自动化控制。使地面工作人员可以随时了解井下工作面的生产情况，进行科学的生产管理，最 大程度地提高生产设备的开机率，实现连续高效生产。
综采工作面信息系统
是一个将综采工作面的采煤机、支架电液控制系统、工作面三机通信控制系统、泵站控制系统、顺槽胶带机 通信控制系统及供电系统有机结合起来，实现在顺槽主控计算机和地面调度指挥中心对综采工作面设备的远程监 控以及各种数据的实时显示等，为井下工作现场和地面生产、管理人员提供实时的井下工作面生产及安全信息， 是实现工作面高产、高效、安全的现代化信息系统。这是一个以系统集成和数据上传为主的系统，被广泛应用在 神华、兖州、潞安等矿区。
Profibus 模块
I/O 模块
PLC控制器
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2.2 PLC控制器
PLC控制器是控制系统的核心，相当于控制装置的“心脏”。 北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司
PLC控制器采用矿用隔爆兼本安型控制器, 控 制核心器件是可编程序控制器，采用SIEMENS 公司的S7-300 控制器。配置MODBUS、DP和 以太网通讯卡，DI/DO模块，并配置模拟量输 入板和输出板，用于接收来至泵站的一些模拟 量信号，如液位信号，压力信号等 ，装置有各 种继电器转换板、中间继电器、本安电源模块 、接触器、输入/输出隔离板、本安/ 非本安隔 离板等，用于本安/非本安信号的转换，输入信 号的隔离、放大及输出控制外围设备等 。
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1.5 系统特点
六 系统稳定可靠
北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司 从硬件和软件的选型来看，都以稳定性、可靠性为第一目标。 从硬件看：PLC控制器采用国际知名品牌的西门子系列产品，保证主控器的稳定可靠，从而为设备 的集中监控奠定了硬件基础；井下主控计算机采用德国Marco公司隔爆兼本安型的工控计算机，系统 性能优越；采用隔爆型UPS电源，为整个系统的可靠运行提供了持续的稳压电源，避免系统因频繁断 电造成的设备损耗。泵站控制系统同时采用两个压力传感器进行控制参考，大大提高了泵站控制系统 的可靠性。 从软件看：井下主控计算机和地面服务器都采用国际知名品牌的组态软件“ iFix4.0”作为软件开发平 台；人机界面采用国内知名的组态软件“嵌入式组态王6.0”作为软件开发平台；PLC集中控制软件采 用西门子STEP7软件以及西门子SIMATIC的通讯组态软件作为软件开发平台。
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2.1 主控计算机
北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司 功能主要是： （1）汇集并存储了工作面各设备传输来的数据信息， 因此可以随时、集中地监视工作面相关设备的工况。 （2）具有数据处理能力和图形界面，可使提供的信息 显示清楚直观。 （3）通信接口的多样灵活，用户可根据需要与其他设 备（如采煤机、刮板输送机）的监控计算机通信协调工 作。也可以联入矿井的某一监控网络或与地面计算机通 信，实现工作面设备在更大范围的监测和共享。
（4）实现工作面设备数据上传
将与生产管理有关的相关信息（包括主要生产设备的工况信息、采煤机的工况信息 、泵站、液箱的工况信息、负荷中心的工况信息、工作面支架状态、采煤机的工况信息 、皮带工况信息等）实时地传输到地面，并根据需要在地面进行存储、显示、打印和数 据传输。。
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1.4 顾桥矿系统应用：系统结构图
皮带控制系统
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1.1 系统介绍 问题
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1、各子系统相互独立，协调性差 2、各子系统过于分散，不便于集中管理与控制 3、有的子系统不具备数据上传功能 4、各子系统数据独立上传，增加矿井通讯负担，增加地面调度 室管理负担，不便于日常维护与管理 5、不适应当前煤矿工作面自动化、信息化的潮流
工作面自动化系统集成与数据上传
培训
（用户：淮南矿业集团）
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
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提纲
内容
北 京 天 地 玛 珂 电 液 控 制 系 统 有 限 公 司
一 系统介绍
1 简介
二 硬件
1 主控计算机
三 软件
四 应用
1 人机界面操作
1 组成与设计原则
2 功能与目标
2 PLC控制装置
FU1 FU2
工作面光纤交换机
2.5米矿用网线 A1 A2
电源接线图
CONM2 CONM5 串口 CONM4
FU3
FU4 USB 以太 网口
键盘。鼠标
CONM1 CONM3
B1
B2
C1
C2
接口定义
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2.2 PLC控制装置
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泵站
控制信号 开关 采 集 信 号
泵站 乳化泵、喷雾泵
运输机、转载机、破碎机
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1.2 目标
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就在于实现工作面的生产过程自动化以及减轻 劳动强度、提高生产效率； 实现对主要生产设备工况的实时在线监测，及 时发现故障隐患以便采取措施避免设备损坏，提高 设备正常率和开机率，确保工作面各设备协调、连 续、高效、安全运行； 将工作面的相关信息及时传输到地面，并通过 计算机网络实现共享，实现生产管理的信息化。