礦用隔爆兼本安plc控制箱 貴州 六盤水

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礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱在礦井綜合自動化系統(tǒng)應用案例

1、采煤工作面自動控制系統(tǒng)

系統(tǒng)概況：

     采煤工作面生產設備包括順槽膠帶機、破碎機、轉載機、前溜、后溜、清水泵、乳化泵及采煤機等，均納入綜采工作面礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱，實現綜采工作面的生產設備閉鎖控制、保護及數據采集。

    通過一臺礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱，控制工作面各設備和順槽膠帶機，并設有就地啟停裝置。在工作面部分沿線每15米設一臺擴音電話。膠帶機部分沿線每100米設一個拉線急停開關，每200米設一個擴音電話，并設有堆煤保護、跑偏保護、速度保護、溫度保護、煙霧保護、電流監(jiān)測等。

2、井下主運輸膠帶集中控制系統(tǒng)

系統(tǒng)概況

井下主運輸膠帶機均納入井下主運輸膠帶礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱，既可實現井下當地集中控制，亦可實現在礦井調度監(jiān)控中心進行遠程監(jiān)控。

系統(tǒng)組成：

1、地面監(jiān)控

系統(tǒng)在調度監(jiān)控中心設有主運輸監(jiān)控主機，通過該監(jiān)控主機對主運膠帶機及相關設備進行集中控制和實時監(jiān)視。

2、網絡結構

以礦井100M/1000M工業(yè)以環(huán)太網（Ethernet）作為主運膠帶監(jiān)控系統(tǒng)的主干網。各膠帶的礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱控制主機通過其提供的網關實現互相之間及其與地面中心站監(jiān)控主機的信息交換。

3、膠帶機控制

    系統(tǒng)在各主運輸膠帶機各設一套礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱及網關，其他受控的各膠帶機設有KXJ1智能輸入輸出分站。受控的各膠帶機均配有拉線急停開關、擴音電話、堆煤保護、跑偏保護、溫度保護、速度保護、煙霧保護、電流監(jiān)測、煤倉煤位監(jiān)測等傳感器。

3、地面篩選集中控制系統(tǒng)

系統(tǒng)概況：

地面篩選系統(tǒng)設備包括原煤皮帶、振動篩、手選皮帶、動篩、洗塊煤皮帶、末煤皮帶、爬坡皮帶、無底溜、上倉皮帶、水平皮帶、配煤皮帶、外倉皮帶、拉矸皮帶、洗矸皮帶、排矸皮帶等設備。需采用S7-300PLC控制，既可實現當地集中控制，亦可實現在礦井調度監(jiān)控中心進行遠程監(jiān)控。

系統(tǒng)組成：

1、地面監(jiān)控

系統(tǒng)在調度監(jiān)控中心設有監(jiān)控主機，通過該監(jiān)控主機對地面篩選系統(tǒng)設備進行集中控制和實時監(jiān)視。

2、網絡結構

以礦井100M/1000M工業(yè)以太環(huán)網（Ethernet）作為地面篩選集控系統(tǒng)的主干網。S7-300PLC主機通過其以太網模塊實現與地面中心站監(jiān)控主機的信息交換。

3、控制系統(tǒng)

采用一套西門子S7-300PLC控制系統(tǒng)及ET200等遠程監(jiān)控分站。監(jiān)控主站設在地面篩選車間控制室，人機界面為觸摸屏，在各受控設備處設控制分站，實現對上述篩選工藝各設備的集中控制。在礦調度監(jiān)控中心，通過地面生產系統(tǒng)監(jiān)控工作站對上述各設備運行工況、保護參數及煤倉位進行遠程實時監(jiān)視、控制和數據采集。

4、選煤廠綜合自動化系統(tǒng)

系統(tǒng)概況：

對選煤廠所有參控設備，采用iFIX上位監(jiān)控及西門子S7-300主站和監(jiān)測控制分站實現集中控制。

系統(tǒng)組成：

系統(tǒng)監(jiān)控主站設在選煤廠控制室，實現對選煤廠各設備的集中監(jiān)控和數據采集。在礦調度監(jiān)控中心，通過機電設備監(jiān)測工作站對選煤廠各主要設備運行工況、保護參數及煤倉煤位進行遠程實時監(jiān)視和數據采集。

5、地面裝車自動監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)概況：

地面裝車系統(tǒng)為產品倉下電動閘門裝車，實現自動定量快速裝車。

系統(tǒng)組成：

自動定量裝車配套PLC控制系統(tǒng)，設有監(jiān)控上位機。系統(tǒng)監(jiān)控主站設在裝車系統(tǒng)控制室，實現對裝車系統(tǒng)各設備的集中監(jiān)控和數據采集。在礦調度監(jiān)控中心，通過機電設備監(jiān)測工作站對裝車系統(tǒng)各主要設備運行工況、保護參數及煤倉煤位進行遠程實時監(jiān)視和數據采集。

6、礦井主排水自動控制系統(tǒng)

系統(tǒng)概況;

礦井主排水包括中央泵房及各采區(qū)泵等。各泵房需采S7-300PLC控制，既可實現當地集中控制，亦可實現在礦井調度監(jiān)控中心進行遠程監(jiān)控

系統(tǒng)組成：

在井下各主排水泵房分別設一套自動化控制分站，人機界面為觸摸屏，包括PLC柜、就地控制箱和外圍傳感器等。動作單元有電動閘閥、電磁閥及電動機等。

7、礦井主煤流計量系統(tǒng)

在主井等膠帶輸送機上設置皮帶秤，對礦井主煤流進行計量。主煤流計量皮帶秤帶有上位監(jiān)控計算機，裝設在礦井調度監(jiān)控中心，實現對礦井主煤流瞬時量和累計量等參數的實時監(jiān)視和數據采集。

8、礦井供配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)

礦井供配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)包括地面供配電監(jiān)控和井下供配電監(jiān)控兩部分。

實現的功能如下：

監(jiān)測功能：實時采集供電系統(tǒng)的電壓、電流、功率、電量、功率因數、頻率、開關的分合狀態(tài)及故障信息。

保護功能：對過載、短路等故障設置保護。

控制功能：根據實際需要進行分合閘，以保證安全無故障生產。

顯示功能：顯示變電所設備運行的工況，以及電壓、電流、功率、電量、功率因數、頻率等參數的變化，實時顯示變電所各種保護傳感器的狀態(tài)，顯示跳閘、過載、短路等故障類型，以及查看各分站之間通信是否正常。對變電所各種歷史數據進行查看顯示，用以分析故障原因。

報表功能：對吧同時間內的電壓、電流、功率、功率因數、頻率等參數進行數據分析統(tǒng)計，生成報表，根據需要打印出來進行故障分析。

9、礦井井下皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)

 皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)是將先進的自動控制、通訊、計算機技術、信息技術和現代化管理技術結合，將礦井生產與統(tǒng)計作為一個整體進行控制與管理，提供整體解決方案，以實現優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而對提高生產運行狀況、安全水平、事故災害預測預報以及生產業(yè)務管理產生重要的作用。

皮帶機集控系統(tǒng)包括電視監(jiān)控和計算機遠程控制兩部分，具有監(jiān)視和操作設備運行的功能。

系統(tǒng)構成

主控制器設置

 系統(tǒng)在每個皮帶設置一臺礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱。

 礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱基本配置：

 西門子S7-300 PLC、模擬量I/O模塊；

 MCDX-1型本安電源；

 西門子的TP270觸摸顯示屏等。

 傳感器設置及信號采集

 跑偏傳感器：防止皮帶跑偏

 速度傳感器：測量皮帶帶速

 煙霧傳感器：防止皮帶與托輥、滾筒過度摩擦

 溫度傳感器：測量電機的軸承溫度、繞組溫度及滾筒溫度

堆煤傳感器：防止皮帶堆煤、堵煤

超聲波料位計：測量緩沖倉煤位信號

 撕裂傳感器：防止皮帶橫向和縱向撕裂

  顯示功能

1、在計算機屏幕上動態(tài)顯示全系統(tǒng)工況、主要保護、參數及每條皮帶運行的有關信息；

2、在計算機屏幕上，實時顯示絞帶機和各種保護傳感器的工作狀態(tài)，如皮帶開機；

3、狀態(tài)及運行速度，拖動電機電壓、電流和功率等參數；

4、在計算機屏幕上，實時顯示皮帶、給煤機的開停狀態(tài)和煤倉煤位高度；

5、在計算機屏幕上，顯示絞帶機的故障類型、故障發(fā)生時間及故障個數。

保護功能

1、系統(tǒng)帶有速度、溫度、煤倉煤位等的連續(xù)量檢測。通過對系統(tǒng)自帶的速度傳感器信號的檢測，可以進行打滑、過速、欠速和斷帶保護。系統(tǒng)還可以對電機的軸承溫度、繞組溫度、滾筒溫度、張緊系統(tǒng)和軟啟動系統(tǒng)的油溫，煤倉煤位等進行檢測和顯示。在參數菜單設定好每一個連續(xù)量的報警值和停機值后，一旦達到報警值，將自動報警，超過停機值，將自動停機（可設定為只報警，不停機）；

2、系統(tǒng)配有堆煤、跑偏、煙霧、環(huán)境溫度等開關量傳感器。可對堆煤、跑偏、煙霧、環(huán)境溫度等進行檢測和保護。并實現報警停機（可設定為只報警，不停機）；

3、通過電機開關，引入電流檢測，對漏電、過電壓等實現超限報警和停車等功能；

4、主皮帶和采區(qū)皮帶間實現順序閉鎖，即按煤流順序停機，防止涌機頭。

系統(tǒng)控制方式：

生產集中控制系統(tǒng)有兩種控制操作方式，即控制室集中控制操作和現場單機就地操作方式。控制室集中操作方式是本系統(tǒng)的主要操作方式，現場單機就地操作方式主要用于設備的調試和維護。

集中控制中設備的起、停遵循的原則為：逆煤流啟動、順煤流停止。

控制原則為：集控服從于就地。

集中操作方式可分為：“集中—手動”及“集中—自動”兩種。

皮帶監(jiān)控系統(tǒng)主界面

10、提升運輸絞車監(jiān)控系統(tǒng)

絞車監(jiān)控系統(tǒng)適用于煤礦井下瓦斯、煤塵爆炸性氣體的惡劣環(huán)境，用于井下暗立井、暗斜井；單水平、多水平；單滾筒、雙滾筒或其它需要防爆場合的絞車（提升機）的控制，取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器形式的控制系統(tǒng)，采用技術先進、有效節(jié)能的變頻控制系統(tǒng)。絞車監(jiān)控系統(tǒng)內置的PLC可以采集現場各受控設備的運行數據信號和傳感器的信號；通過PLC的程序控制，可以對各種井下電氣傳動系統(tǒng)進行智能化集控；通過觸摸顯示屏的組態(tài)畫面，能直觀、方便、清楚的顯示控制系統(tǒng)各個節(jié)點的實時工作狀態(tài)、監(jiān)控數據及工藝流程參數；系統(tǒng)具有遠程聯網功能，可將控制系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)遠傳到調度室等地上位機進行監(jiān)控。

系統(tǒng)構成：

礦用本質安全型操作臺

礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱

BPJ1系列礦用隔爆兼本質安全型交流變頻器

本質安全型轉速傳感器

本質安全型井筒開關，限位開關，磁開關等；

系統(tǒng)特點：

控制箱內的PLC是整個系統(tǒng)的控制中心，它具有對變頻器的起停，運行方向和在線調速等控制功能，可以對絞車的速度、方向、位置、過卷、松繩以及制動、潤滑油壓、油溫等信號進行檢測和監(jiān)控。系統(tǒng)采用兩套PLC實現熱備冗余控制，安全有效地解決了絞車運行過程中的邏輯、速度和位置控制，妥善處理了系統(tǒng)安全回路和整個提升過程最佳運行狀態(tài)的配合控制問題；兩套PLC分別作為主控系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)，每套PLC系統(tǒng)都帶有各自獨立的位置傳感器，正常工作時兩套PLC系統(tǒng)同時投入運行，并在內部對兩套PLC系統(tǒng)的位置信號和速度信號進行實時比較，一旦偏差過大就會立即報警；系統(tǒng)既可以按照給定的程序自動運行，也可以由司機人工操控運行。

操作臺安裝了各種防爆儀表、指示燈、指示光柱、按鈕、轉換開關和主令手柄，司機通過觀察儀表、指示燈和顯示屏所實時反映的系統(tǒng)各種動、靜態(tài)提升參數，能夠及時準確地了解絞車的運行狀態(tài)，同時操作這些開關、按鈕和主令手柄來控制絞車（提升機）運行于最佳狀態(tài)。

變頻器是一種集數字式變頻調速裝置及相關的散熱技術為一體的高新技術產品。具有明顯的節(jié)能效應，可實現經濟運行。隨著煤礦自動化程度的不斷提高，變頻器正以其節(jié)能、高效、安全、可靠的特點，逐漸成為今后煤礦電機設備調速控制的發(fā)展方向，并得以廣泛的應用。

主要技術指標

主回路輸入電壓：AC660V/AC1140V, 50/60Hz 85%Ue~110%Ue

控制回路輸出電壓：AC127V

變頻控制方式：無速度傳感器矢量控制

制動控制方式：回饋制動；能耗制動

控制核心：可編程控制器PLC（雙限制冗余設計）

顯示方式：真彩觸摸屏

通訊接口：Profibus,RS232/485接口

11、礦井泵房監(jiān)控系統(tǒng)

隨著計算機控制技術、網絡技術及可編程序控制器（PLC）的普遍應用，結合礦井排水系統(tǒng)的自身特點，在確保先進性與可靠性的基礎上，地面集控室采用工業(yè)控制計算機通過光纖工業(yè)以太網與井下泵房PLC進行實時通訊。

    系統(tǒng)利用計算機、PLC龐大的軟硬件資源，通過各種先進可靠的傳感器、保護裝置、電動閘閥、電磁閥等設備組成礦井主排水自動控制系統(tǒng)。

該自動控制系統(tǒng)達到準確及時的掌控各種設備的工作狀態(tài)、減少排水系統(tǒng)操作人員工作量，降低勞動強度，結合水倉水位變化充分提高煤礦井下主排水系統(tǒng)效率，使水泵排水系統(tǒng)能夠安全可靠、節(jié)能高效、經濟合理的優(yōu)化運行。對于進一步實現全礦井生產系統(tǒng)得自動化、科學化、網絡化管理具有十分重要的意義。

系統(tǒng)構成

主控制器設置

系統(tǒng)在每個泵房設置一臺礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱。

礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱基本配置：

西門子S7-300 PLC、模擬量I/O模塊；

MCDX-1型本安電源；

西門子的TP270觸摸顯示屏等。

傳感器設置：

流量計：在每臺水泵的出水管路上各安裝一臺超聲流量計，以檢測單臺水泵排水量;

水位傳感器：在水倉內設兩臺水位傳感器，可依據檢測到的水倉水位起停水泵;

真空壓力表：在每臺水泵的出水管路上各安裝一臺真空壓力表，以檢測真空度，控制水泵電機的啟動；

壓力傳感器：在每臺水泵的出水口各設一臺礦用本質安全型壓力傳感器，以控制排水閘閥的開啟；

流量開關：在上水管路有底閥的水泵上裝設流量開關，以檢測水泵注水度；

溫度傳感器：測量水泵電機的軸承溫度、繞組溫度。

就地控制：

就地控制箱

采用3個（每臺泵一個）用于單臺設備的啟動、停止，在緊急故障和檢修時使用。分為集中-就地轉換按鈕，操作原則“集中服從就地”。

聲光信號箱

采用1個用于事故報警及設備起、停警示。

系統(tǒng)功能與特點

1、水泵系統(tǒng)具有遙控（地面控制中心控制）、自動（與水倉水位聯鎖）、手動（人工手動開停）等多種控制模式。

2、每臺水泵出水管路的流量監(jiān)測顯示。

3、水泵水壓、真空度、電壓、電流等參數的測試分析。

4、泵房排水系統(tǒng)效率的測試與分析。

5、水倉水位實時監(jiān)測，并實現高低水位報警。

6、水泵電機的軸承溫度、繞組溫度在線監(jiān)測，并具有超限報警功能。

7、監(jiān)測系統(tǒng)可以實時顯示并保存各種參數及狀態(tài)，對于模擬量參數可進行圖形曲線顯示，可隨時查看一段時期內的歷史數據。

8、系統(tǒng)具有通訊和故障報警功能。

9、系統(tǒng)留有通訊接口，可方便的與 全礦井綜合自動化系統(tǒng)聯網。

10、地面中心計算機的圖表功能豐富，界面友好操作簡單。

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