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1、煤矿综合自动化系统讲座（三）李 盼2012年5月第三部分煤矿综合自动化系统一、综合自动化系统必要性一、综合自动化系统必要性l 为提高煤矿安全生产能力和安全生产管理水平，多数煤矿已经安装或者即将建设多种自动化系统，如：提升自动化系统、安全管理系统、排水自动化系统、主运自动化系统、通风自动化系统、供电自动化系统、选煤自动化系统、工业电视系统和安全监测系统等。这些监测监控系统大多数是在不同阶段建设，处于相互独立的状态，给以后造成了很多问题。通讯线路重复投资、重复建设；整体可靠性差、不利于煤矿安全生产；各种系统自成体系，需要专门独立的值班和维护员；各种系统独立、信息不能互通，不能发挥自动化系统 的综合
2、效益；系统维护量大，维修、维护困难；一、综合自动化系统的必要性一、综合自动化系统的必要性 因此，为了从系统工程的角度整体上对矿山进行统一的自动化管理，防止“信息孤岛”现象，有效整合各种资源和发挥自动化集成的最大效益，需要建立统一的煤矿综合自动化系统。通过建设煤矿综合自动化系统使煤矿井下的安全信息、设备的工况信息和控制信息在一个统一的平台上传输，避免重复投资和建设，提高传输平台的可靠性和传输能力。而且，通过综合自动化软件平台，可以将现有的以及将来要上的自动化系统整合到一个统一的综合自动化监测监控系统中，进行集中的调度管理，有效地提高了矿井生产安全调度水平，实现对煤矿机电设备和安全监测信息的远程集
3、中监测与控制。1 11 1、矿矿井井供供电电自自动动化化控控制制系系统统综合管理平台综合管理平台综合管理平台综合管理平台4 4、矿矿井井主主排排水水自自动动控控制制系系统统8 8、矿矿井井安安全全生生产产无无线线监监管管系系统统1 1、综综采采工工作作面面自自动动化化系系统统2 2、矿矿井井动动目目标标跟跟踪踪系系统统6 6、地地面面压压风风机机、主主扇扇风风机机自自动动控控制制系系统统7 7、地地面面筛筛选选集集中中控控制制系系统统1 12 2、通通风风安安全全监监测测监监控控系系统统1 1 3 3、矿矿井井主主煤煤流流计计量量系系统统 1 1 4 4、选选煤煤厂厂综综合合自自动动化化调调度
4、度集集成成平平台台二、系统系统组成组成3 3、主主运运输输皮皮带带集集中中控控制制系系统统9 9、矿矿井井巷巷道道顶顶板板压压力力监监测测系系统统1 10 0、地地面面装装车车自自动动监监测测系系统统决策者决策者/管理者管理者5 5、矿矿井井架架空空人人车车自自动动控控制制系系统统 三、系统拓扑图三、系统拓扑图四、系统设计原则四、系统设计原则n 面向应用的原则n 人机协同工作的原则n 信息共享、安全保密的原则n 统一规划和分步实施的原则n 适应变化和相对稳定相结合的原则五、系统特点五、系统特点主干网采用千兆以太光纤环网组网方式，支线网采取星型结构连接，这样既保证了网络带宽，又充分利用了网络带宽
5、资源，发挥“三网合一”的优势，提高煤矿信息化水平。对数据进行统一采集，分级管理，避免了各个系统之间的信息孤立，使各系统进行联动成为可能。整个系统由模块化的子系统组成，数据分级管理，兼容性好，扩展性强。六、系统功能六、系统功能 系统容量系统容量：系统输入/输出点位能够采集 64K 个监控点；巡检周期符合行业规定。高可用性和冗余功能高可用性和冗余功能：组态软件采用 Client/Server 架 构，在调度中心设立两台互为冗余服务器，数据集中存 储在两台服务器上，两台服务器间自动实现数据的同步，并互为热备。具有友好的操控界面具有友好的操控界面，丰富的全汉字的图形组态，可实现复杂漂亮的图形画面，并支
6、持动化技术、图形缩放技术、多级窗口技术，各种数据、曲线、各种仪表盘等的实时显示，并能方便地进行多画面切换；当设备故障或模拟 量超限时，监控子系统与自动化平台同步显示故障设备名 称、报警测点名称及数值，并将故障信息和报警信息存入数据库，供以后统计分析。六、系统功能六、系统功能显示功能显示功能：系统在调度中心能实时、准确地采集各个子系统的数据，并以画面和图表的形式表现出来，在任何一个操作站上，操作人员根据授权可以监视各自动化系统设备的运行情况，同时可以根据生产和调度的要求控制现场的设备。打印功能打印功能：能实时或按时间段打印各子系统相关设备的运行参数和运行状态，如开停状态、故障类型、故障发生时间等
7、。六、系统功能六、系统功能 实时数据管理界面的功能实时数据管理界面的功能：生成实时数据库，实时数据库在线监测、实时数据库的在线修改。系统具有编辑态、置数态和运行态三个状态，在编辑态下可修改系统的一些静态和统计数据，在置数态下可对一些动态数据进行修改，在运行态下只能对实时数据进行监视。报表曲线功能报表曲线功能：系统提供自由制作报表的工具、报表编译器，它是图文合一的报表组态工具，有丰富的编辑手段，可生成各种图文并茂的图形报表。报表包括日报、周报、旬报、月报、季报、年报。六、系统功能六、系统功能历史事件记录功能历史事件记录功能：按时间顺序，将各个历史动作的 顺序、时间记录下来，供事后分析用。事故追忆
8、功能事故追忆功能：在某传感器输出超过预警门限时，把系统中的主要参数记录下来，供事后分析用。时间段长度可由系统维护人员在系统数据库中修改，事故前追忆点数和事故后延续点数也可在参数中修改。控制功能控制功能：控制软件实现的控制具有远程启动、停止、复位和测试功能，并具有可进行地面远程编程、故障(保护)屏蔽及控制方式转换等功能。六、系统功能六、系统功能 故障自诊断功能故障自诊断功能：应具有强大的系统自诊断功能与故障报警功能，可准确判断故障类型、位置并能进行图像和语音提示以及打印输出，易于管理与维护；系统维护和可扩展性系统维护和可扩展性：在工程师站上可以进行组态编程，同时兼做网管工作站，当系统监控需求变化
9、时可以很方便的自行调整。同时，应为将来新上的自动化系统留下接口，可以方便地组态和集成。七、子系统介绍七、子系统介绍 u 矿井动目标跟踪系统；u 主运输皮带集中控制系统；u 瓦斯监测系统系统概述及特点：系统概述及特点：7.17.1、矿井动目标跟踪系统矿井动目标跟踪系统l为了能实时的了解井下人员的流动情况；l了解当前井下人员的数量及分布情况；l查询任一指定下井人员当前或指定时刻所处的区域；l查询任一指定人员本日或指定日期的活动踪迹。l在平时可作为下井考勤系统，对任一指定月份、或任一指定日期段，对下井人员进行下井次数、下井时间等进行分类统计，便于考核，打印相关报表；l一旦矿井发生透水、火灾等灾害事故
10、，可对抢险救灾的人员统计、定位等起准确的指导作用。矿井动目标跟踪系统的结构矿井动目标跟踪系统的结构 矿井动目标跟踪系统特点矿井动目标跟踪系统特点矿井人员定位系统具备以下特点矿井人员定位系统具备以下特点:1 1、被测目标、被测目标“无负担无负担”2 2、结构简单，配置灵活、结构简单，配置灵活3 3、节省资源、节省资源 系统组成系统组成矿井动目标监测系统由地面中心站、发射器、无线数据监测站、接收探头及电源、电缆、传输接口等辅助设备组成。主要功能：主要功能：1 1、人员监测查询功能、人员监测查询功能2 2、超时报警功能超时报警功能3 3、统计考勤功能、统计考勤功能4 4、信息联网功能、信息联网功能图
11、图a a图图b b主要技术指标：主要技术指标：1、系统容量：可连接数据监测分站127个，无线编码发 射器16384个。2、传输方式：主从方式，半双工；采用RS485传输方式3、传输速率：4800/9600/115200bps（用户可设定）4、地面中心站至数据监测分站最大传输距离：15km；5、编码发射器供电电压：DC1.5V5.5V；6、数据监测分站最大有效接收区半径：5-10米（现场 设定）；7、数据监测分站可同时检测300人；8、工作频率：433-434MHZ 9、工作温度范围：-25+6010、传输系统：电缆1.5 铜芯双绞线，直流电阻不大于12.5欧姆/千米，工作电容不大于0.06F/
12、Km，电感不大于800mH/Km；11、允许被测目标最大移动速度:100人以上同时通过时为5m/s,30人同时通过时为15m/s,人数小于20人时可20m/s；12、软件为组态模块网络版，可以二次开发，自主知识产权；13、系统具备实时查询当前井下人员、身份、区域信息，可对事故现场人员进行搜寻和定位，对救护提供可靠信息、可与局域网进行联网，达到信息共享，具有统计、打印等功能；矿用皮带机集中控制系统示意图矿用皮带机集中控制系统示意图 系统简介系统简介7.27.2、主运输皮带集中控制系统、主运输皮带集中控制系统控制分站系统示意图控制分站系统示意图 功能概述：功能概述：1、系统具有较高的安全性2、系统
13、支持多台PLC组成控制网络。3、完善的信息处理功能。4、可变换不同的通讯方式。5、系统可以通过地面上位机对整个系统的运 行进行监控。6、系统有自动、手动、检修三种工作方式。7.27.2、主运输皮带集中控制系统、主运输皮带集中控制系统7、采用跑偏开关用于皮带运输跑偏监测和保护，成对使用。8、采用多种先进传感器，使系统更高效稳定。9、完善的控制台显示。10、系统配置了扩音电话和语言报警器。11、数据通讯功能。12、对各个设备及必要传感器的故障状态实时报警。13、随时查询、打印实时趋势以及任意时间段的历 史趋势。7.27.2、主运输皮带集中控制系统、主运输皮带集中控制系统7.37.3、瓦斯监测系统、
14、瓦斯监测系统u在井下采煤工作面、掘进工作面、主要巷道、机电硐室及等处设置各种传感器，监测瓦斯、温度、风速、负压等各类环境参数，监测风门开关、风筒开关、各种机电设备开停等生产状态参数及电压、电流、功率、电度、馈电状态等电力参数。当出现超限情况时，地面调度中心及现场均应有声、光报警。通过远程断电器实现瓦斯风电闭锁、瓦斯断电、故障闭锁及其它必要的控制。u系统结构地面中心主站、井下分站、前端传感器。分站之间通过现场总线（如CAN总线讯）；通过专用网络将数据传到主站。7.37.3、瓦斯监测系统结构图、瓦斯监测系统结构图八、建设综合自动化系统的经济效益八、建设综合自动化系统的经济效益 1、节省传输线路铺设和维护费用；2、提高对设备的故障分析和判断能力，减少停机事故；3、加强对辅助运输的调度与管理，提高运输能力；4、减少人工操作失误，增强操作系统 操作系统得可靠性，延长设备使用寿命；5、操作系统搭建传输平台、数据平台和监控平台，一次投资，长期受益；6.36.3、建设综合自动化系统的经济效益、建设综合自动化系统的经济效益 6、在地面集中监测监控，井下减员增效，减少井下人员伤亡的可能性；7、集中监测、监控，实现无人值守、定期巡检，有效降低生产成本；8、提高整体集成水平，发挥自动化系统的综合效益；9、实现煤矿管控一体化，提高煤矿的安全生产调度水平。祝您工作愉快！