1、北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)培訓(xùn)工作面自動化系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)上傳（用戶：淮南礦業(yè)集團）10 十月 1用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)提要/10/102用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.1系統(tǒng)介紹現(xiàn)實狀況負荷中心 皮帶運輸系統(tǒng) 供電系統(tǒng) 皮帶控制系統(tǒng) 三機控制系統(tǒng) 運輸機系統(tǒng) 采煤機系統(tǒng) 泵站控制系統(tǒng) 電液控制系統(tǒng) /10/103用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.1 系統(tǒng)介紹問題1、各子系統(tǒng)相互獨立，協(xié)調(diào)性差 2、各子系統(tǒng)過于分散，不便于集中管理與控制3、有子系統(tǒng)不具備數(shù)據(jù)上傳

2、功效4、各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)獨立上傳，增加礦井通訊負擔(dān)，增加地面調(diào)度室管理負擔(dān)，不便于日常維護與管理5、不適應(yīng)該前煤礦工作面自動化、信息化時尚 /10/104用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.1 系統(tǒng)介紹定義 為了滿足高產(chǎn)高效當(dāng)代化礦井對煤礦綜采工作面自動化和信息化需要，天瑪企業(yè)已先后應(yīng)兗州礦業(yè)集團、神華集團、潞安環(huán)能股份企業(yè)、淮南礦業(yè)集團等煤炭生產(chǎn)企業(yè)要求，共同研究開發(fā)并成功推出綜采工作面自動化控制系統(tǒng)和綜采工作面信息系統(tǒng)。實現(xiàn)了井下綜采工作面生產(chǎn)信息在地面調(diào)度中心實時顯示和管理，及順槽集中自動化控制。使地面工作人員能夠隨時了解井下工作面生產(chǎn)情況，進行科學(xué)生產(chǎn)

3、管理，最大程度地提升生產(chǎn)設(shè)備開機率，實現(xiàn)連續(xù)高效生產(chǎn)。 綜采工作面信息系統(tǒng) 是一個將綜采工作面采煤機、支架電液控制系統(tǒng)、工作面三機通信控制系統(tǒng)、泵站控制系統(tǒng)、順槽膠帶機通信控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)有機結(jié)合起來，實現(xiàn)在順槽主控計算機和地面調(diào)度指揮中心對綜采工作面設(shè)備遠程監(jiān)控以及各種數(shù)據(jù)實時顯示等，為井下工作現(xiàn)場和地面生產(chǎn)、管理人員提供實時井下工作面生產(chǎn)及安全信息，是實現(xiàn)工作面高產(chǎn)、高效、安全當(dāng)代化信息系統(tǒng)。這是一個以系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)上傳為主系統(tǒng)，被廣泛應(yīng)用在神華、兗州、潞安等礦區(qū)。綜采工作面自動化控制系統(tǒng) 是一個對綜采工作面采煤機、刮板運輸機、轉(zhuǎn)載機、破碎機、順槽皮帶運輸機、電氣開關(guān)、泵站等設(shè)備進行集中

4、自動控制，確保各設(shè)備協(xié)調(diào)、連續(xù)、高效、安全運行，實現(xiàn)高產(chǎn)高效綜采工作面自動化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要功效包含工作面順槽集中自動控制（單點啟?？刂啤⒙?lián)鎖啟?？刂?、閉鎖、保護等）、泵站自動控制，同時可對設(shè)備進行實時在線監(jiān)測、信息顯示。這是一個綜采工作面綜合自動化控制系統(tǒng)，它兼?zhèn)淞司C采工作面信息系統(tǒng)功效，同時又含有工作面集中自動控制功效。重點/10/105用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁負荷中心系統(tǒng)集成主機電液控主機采煤機系統(tǒng)三機控制系統(tǒng)泵站控制系統(tǒng)運輸機系統(tǒng)工作面光纖交換機皮帶光纖交換機皮帶控制系統(tǒng)交換機地面系統(tǒng)集成主機地面電液控主機第三方TCP/IP OPC ServerTCP/IPTCP/IP

5、Modbus/RS485、BB22444、Modbus/TCP、 ProfibusModbus/RS485TCP/IPTCP/IP綜采工作面信息系統(tǒng)/10/106用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁系統(tǒng)集成主機電液控主機工作面光纖交換機皮帶光纖交換機皮帶控制系統(tǒng)交換機地面系統(tǒng)集成主機地面電液控主機第三方TCP/IP OPC ServerTCP/IP光纜TCP/IPPLC控制器三機泵站開關(guān)開關(guān)三機運輸機、轉(zhuǎn)載機、破碎機采煤機泵站乳化泵、噴霧泵PLC控制裝置控制信號采集信號綜采工作面自動化控制系統(tǒng)/10/107用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.2 目標(biāo) 就

6、在于實現(xiàn)工作面生產(chǎn)過程自動化以及減輕勞動強度、提升生產(chǎn)效率； 實現(xiàn)對主要生產(chǎn)設(shè)備工況實時在線監(jiān)測，及時發(fā)覺故障隱患方便采取辦法防止設(shè)備損壞，提升設(shè)備正常率和開機率，確保工作面各設(shè)備協(xié)調(diào)、連續(xù)、高效、安全運行； 將工作面相關(guān)信息及時傳輸?shù)降孛妫⒔?jīng)過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享，實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息化。 /10/108用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.3 功效（1）三機集中控制功效 （4）實現(xiàn)工作面設(shè)備數(shù)據(jù)上傳（2）泵站控制和檢測功效 （3）信息采集和監(jiān)測功效 系統(tǒng)可實現(xiàn)對工作面三機，即破碎機、轉(zhuǎn)載機、運輸機控制和監(jiān)測功效，并使含有聯(lián)鎖、保護、通信等功效，經(jīng)過人機界面或

7、工作面系統(tǒng)集成主機都能夠?qū)崿F(xiàn)對工作面三機控制 。 系統(tǒng)可實現(xiàn)對乳化液泵站、噴霧泵站及過濾站控制和監(jiān)測功效。經(jīng)過人機界面或工作面系統(tǒng)集成主機都能夠?qū)崿F(xiàn)對泵站集中控制。 系統(tǒng)可實現(xiàn)乳化液泵和噴霧泵集中自動化控制。 可監(jiān)測采煤機牽引速度、牽引方向及所在工作面位置等信息；監(jiān)測液壓支架工作情況；檢測、監(jiān)控乳化液泵站、負荷中心、順槽皮帶機工作狀態(tài)和參數(shù)；監(jiān)測被控電機工作電壓，電流，溫度，開啟狀態(tài)，故障狀態(tài)；監(jiān)測負荷中心故障信息等，并能在該計算機上顯示上述系統(tǒng)工作狀態(tài)和參數(shù)。 將與生產(chǎn)管理相關(guān)相關(guān)信息（包含主要生產(chǎn)設(shè)備工況信息、采煤機工況信息、泵站、液箱工況信息、負荷中心工況信息、工作面支架狀態(tài)、采煤機工況

8、信息、皮帶工況信息等）實時地傳輸?shù)降孛?，并依?jù)需要在地面進行存放、顯示、打印和數(shù)據(jù)傳輸。重點/10/109用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.4 顧橋礦系統(tǒng)應(yīng)用：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖/10/1010用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?0頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.5 系統(tǒng)特點一 雙CPU結(jié)構(gòu) PLC控制器采取雙CPU結(jié)構(gòu)，分別用來進行三機控制和泵站控制，確保系統(tǒng)資源高可靠性利用二 高度集成 PLC控制器配置MODBUS、Profibus和以太網(wǎng)通訊卡等各種通訊模塊，能夠與工作面其它綜采設(shè)備進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成與上傳。三 高度兼容 系統(tǒng)在硬件和軟件上選型都

9、與礦上現(xiàn)有大集成系統(tǒng)有著高度兼容性，其中軟件開發(fā)平臺采取統(tǒng)一國際著名品牌組態(tài)軟件“iFix4.0”；井下主控計算機采取和電液控制系統(tǒng)主機一致德國Marco企業(yè)隔爆兼本安型工控計算機等。四 可視化人機界面 人機界面采取可視化屏幕，將操作按鈕和屏幕集成一體，確保系統(tǒng)高可靠操作。五 系統(tǒng)高度智能化 集控系統(tǒng)軟件中增加故障統(tǒng)計功效，該功效將設(shè)備信息和員工操作信息做歷史保留， 給綜采隊管理工作帶來較大方便。 建立教授智能診療數(shù)據(jù)庫，對集控系統(tǒng)運行中常見故障類型做出判斷，而且給出處理方案。比如：轉(zhuǎn)載機在運行過程中突然停機（原因可能為以下幾個：操作人員手動停機、工作面沿線閉鎖、皮帶機閉鎖、負荷中心無反饋信號

10、、輸出繼電器故障、線路故障等），這時診療程序會調(diào)用系統(tǒng)在該時刻采集數(shù)據(jù)，并進行分析處理，在得出故障產(chǎn)生原因后，經(jīng)過文本方式顯示設(shè)備名稱，故障時間，故障類型（如停機、無法開啟、無開啟報警等）、故障原因等信息，最終給出故障處理方案。/10/1011用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?1頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)1.5 系統(tǒng)特點六 系統(tǒng)穩(wěn)定可靠 從硬件和軟件選型來看，都以穩(wěn)定性、可靠性為第一目標(biāo)。從硬件看：PLC控制器采取國際著名品牌西門子系列產(chǎn)品，確保主控器穩(wěn)定可靠，從而為設(shè)備集中監(jiān)控奠定了硬件基礎(chǔ)；井下主控計算機采取德國Marco企業(yè)隔爆兼本安型工控計算機，系統(tǒng)性能優(yōu)越；采取隔爆型UPS

11、電源，為整個系統(tǒng)可靠運行提供了連續(xù)穩(wěn)壓電源，防止系統(tǒng)因頻繁斷電造成設(shè)備損耗。泵站控制系統(tǒng)同時采取兩個壓力傳感器進行控制參考，大大提升了泵站控制系統(tǒng)可靠性。從軟件看：井下主控計算機和地面服務(wù)器都采取國際著名品牌組態(tài)軟件“iFix4.0”作為軟件開發(fā)平臺；人機界面采取國內(nèi)著名組態(tài)軟件“嵌入式組態(tài)王6.0”作為軟件開發(fā)平臺；PLC集中控制軟件采取西門子STEP7軟件以及西門子SIMATIC通訊組態(tài)軟件作為軟件開發(fā)平臺。七 系統(tǒng)靈活，高度冗余工作面系統(tǒng)集成含有四種控制方式:自動控制方式、人工就地控制方式、檢修控制方式、點動控制方式。1）當(dāng)工作面自動化主控計算機出現(xiàn)故障時， 由人機界面來進行控制，人機界

12、面含有顯示和按鈕，仍可確保對工作面集中控制；2）當(dāng)人機界面出現(xiàn)故障時，PLC主控器仍能夠?qū)θ龣C和泵站進行集中控制，確保生產(chǎn)正常運行；3）當(dāng)系統(tǒng)不在“自動控制方式“時，各子系統(tǒng)不受自動化系統(tǒng)控制，確保在檢修和自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，各子系統(tǒng)能單獨開車，確保生產(chǎn)不受影響。 八 系統(tǒng)便于維護將三機控制系統(tǒng)和泵站控制系統(tǒng)PLC放在一個隔爆箱內(nèi)，這么不但結(jié)構(gòu)緊湊而且節(jié)約空間，并使各種走線更為整齊和美觀，便于維護；隔爆箱采取快開門，方便維護人員快速處理故障；九 大屏幕彩色液晶顯示圖形組態(tài)實時可視化生產(chǎn)過程系統(tǒng)采取17”彩色液晶顯示器，圖形及漢字顯示，顯示內(nèi)容豐富，直觀明了，便于操作和維護。/10/1012用

13、戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?2頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.1 主控計算機功效主要是： （1）聚集并存放了工作面各設(shè)備傳輸來數(shù)據(jù)信息，所以能夠隨時、集中地監(jiān)視工作面相關(guān)設(shè)備工況。（2）含有數(shù)據(jù)處理能力和圖形界面，可使提供信息顯示清楚直觀。（3）通信接口多樣靈活，用戶可依據(jù)需要與其它設(shè)備（如采煤機、刮板輸送機）監(jiān)控計算機通信協(xié)調(diào)工作。也能夠聯(lián)入礦井某一監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)或與地面計算機通信，實現(xiàn)工作面設(shè)備在更大范圍監(jiān)測和共享。操作系統(tǒng): Windows XP顯示器：17”液晶屏，1280X1024微處理器: VIA1GHz主存放器: 512MB 硬盤: 240GB內(nèi)存盤：512 MB接口:Et

14、hernet 10/100 Base T、 1XUSB1.1 光纖接口電源: 85260 VAC外殼防護等級: IP65體積：411X343X158重量：45Kg 電源接線圖 接口定義 隔爆兼本安型工控計算機 /10/1013用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?3頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.2 PLC控制裝置PLC控制裝置是工作面自動化系統(tǒng)集成關(guān)鍵部分，它擔(dān)負著數(shù)據(jù)采集、通信、計算、顯示、數(shù)據(jù)傳輸及監(jiān)控邏輯定制、控制設(shè)備動作等主要任務(wù)，是整個系統(tǒng)中樞。PLC控制裝置主要由PLC控制器、隔爆液晶顯示器、人機界面三部分組成 /10/1014用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?4頁北京天地

15、瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.2 PLC控制器 PLC控制器是控制系統(tǒng)關(guān)鍵，相當(dāng)于控制裝置“心臟”。 PLC控制器采取礦用隔爆兼本安型控制器, 控制關(guān)鍵器件是可編程序控制器，采取SIEMENS 企業(yè)S7-300 控制器。配置MODBUS、DP和以太網(wǎng)通訊卡，DI/DO模塊，并配置模擬量輸入板和輸出板，用于接收來至泵站一些模擬量信號，如液位信號，壓力信號等 ，裝置有各種繼電器轉(zhuǎn)換板、中間繼電器、本安電源模塊、接觸器、輸入/輸出隔離板、本安/ 非本安隔離板等，用于本安/非本安信號轉(zhuǎn)換，輸入信號隔離、放大及輸出控制外圍設(shè)備等 。S7-300是一個模塊化小型PLC系統(tǒng),其優(yōu)越性能價格比,使之成為中小規(guī)模

16、控制系統(tǒng)理想選擇。 /10/1015用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?5頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.2 隔爆液晶顯示器 隔爆液晶顯示器是PLC控制裝置顯示單元，相當(dāng)于控制裝置“眼睛” 隔爆液晶顯示器關(guān)鍵部件采取德國Siemens企業(yè)工業(yè)觸摸屏，含有良好防潮、抗震等性能，尤其適適用于惡劣工業(yè)環(huán)境下。技術(shù)參數(shù)： 電壓：直流24V 額定電流：600mA 通信接口：PROFIBUS DP MPI/PPI 工業(yè)以太網(wǎng)通信接口 顯示器：7”顯示器/10/1016用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?6頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.2 人機界面人機界面是PLC控制系統(tǒng)輸入單元，相當(dāng)于控制裝

17、置“手” 經(jīng)過對人機界面按鈕操作實現(xiàn)對三機設(shè)備和泵站設(shè)備集中自動化控制。人機界面由三機控制界面和泵站控制界面兩部分組成。/10/1017用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?7頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.3 隔爆型UPS電源 礦用隔爆不間斷電源(以下簡稱不間斷電源)適合用于有煤塵煤礦井下場所，當(dāng)井下正常供電故障或者切斷時，此不間斷電源仍能夠向主要監(jiān)控系統(tǒng)提供最少兩小時連續(xù)供電，主要為井下主控計算機和PLC控制裝置供電 。/10/1018用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?8頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.4 本安型交換機防爆標(biāo)志: 本安輸出型Exib I工作電壓： 12VDC/1

18、2VDC工作電流： 1A/600mA防護等級: IP54 外型尺寸： 738mm200mm354mm 重 量: 48Kg 參數(shù)： 光纖通信，設(shè)計最低到達20公里 距離485通信最低到達100米距離 以太網(wǎng)通信最低到達100米距離 KJJ210型本安型光纖環(huán)網(wǎng)交換機是一個含有各種標(biāo)準(zhǔn)化接口與協(xié)議通訊交換機，實現(xiàn)綜采工作面設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)功效，實現(xiàn)對工作面液壓支架信息和工作面其它設(shè)備（采煤機、刮板運輸機、負荷開關(guān)、泵站）信息采集，實現(xiàn)工作面全部相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳。功效：1 提供光口，含有單模光纖通信功效2 含有485通信功效3 提供本質(zhì)安全以太網(wǎng)接口4 提供各種接口，如RS485、tty20m A電流環(huán)

19、等5 支持Modbus、Modbus/TCP、Profibus、CANbus、BB22444 等各種協(xié)議/10/1019用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?9頁/10/1020用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?0頁/10/1021用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?1頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.5 本安型交換機電源電源箱內(nèi)含二個獨立AC/DC膠封模塊，形成二路獨立直流電源，為本安型交換機供電。輸入電壓：90250V AC輸出電壓：12V DC輸出電流：1.5A2路/10/1022用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?2頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)2.6 電纜連接器4c電纜連接器

20、采取銅連接接頭，內(nèi)芯采取四根2平方毫米電線相絞，外部采取蘭色高壓膠管防護，膠管與連接器之間采取壓接方式連接。該連接器含有很好伸縮性能和抗剪切強度高，堅固耐用，插頭可做350度旋轉(zhuǎn)，便于安裝。用在環(huán)境條件最惡劣區(qū)域。型號為：conm/4cxxx。4d電纜連接器采取銅連接接頭，四芯雙絞電纜；用在不需要特殊保護區(qū)域，型號為conm/4dxxx。四芯定義為1 紅 2 白 3 蘭 4 綠4a電纜連接器采取銅連接接頭，四芯屏蔽電纜；用在不需要特殊保護區(qū)域，型號為conm/4axxx。四芯定義為1 紅 2 白 3 蘭 4綠4n電纜連接器采取銅連接接頭，礦用網(wǎng)線電纜；用在不需要特殊保護區(qū)域，型號為conm/4

21、nxxx。四芯定義為1 白橙 2 橙 3 白綠 4綠/10/1023用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?3頁北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限企業(yè)3 軟件軟件體系井下集成軟件操作系統(tǒng)： Windows xp軟件平臺： iFix功效：工作面集中監(jiān)控 圖形組態(tài)可視化生產(chǎn)過程 操作系統(tǒng)： Windows xp軟件平臺： Step7 Simatic NET功效：對三機和泵站集中控數(shù)據(jù)采集和處理 操作系統(tǒng)： Windows xp軟件平臺： WINCC功效：集中監(jiān)測 圖形組態(tài)可視化生產(chǎn)過程 操作系統(tǒng)： Windows xp軟件平臺： iFix功效：圖形組態(tài)可視化生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)分析網(wǎng)絡(luò)共享PLC控制軟件人機界面軟件地面集成軟件/10/1024用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?4頁集中控制控制畫面/10/1025用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?5頁集中控制控制畫面/10/1026用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?6頁集中控制開關(guān)畫面/10/1027用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪?shù)?7頁集中控制運輸機畫面/10/1028用戶手冊工作面自動化系統(tǒng)集成天瑪