1、煤礦工作面控制系統方案鄭州磴槽企業集團金嶺煤業有限公司工作面通訊控制系統天地（常州）自動化股份有限公司2012年6月一、現場工況金嶺煤業工作面面設備信息如下：工作面長度：110有前溜和后溜。順槽皮帶：420米。二、系統的設計遵循如下原則：先進性采用先進的技術和設備，確保系統的功能、性能優質，運行可靠，在技術、管理方面居國內同行業最先進水平。可靠性對工業控制系統來說，系統的可靠性是安全、高效生產的重要保障，在進行方案設計時，必須確保設計的系統具有高可靠性。可擴展性系統軟件和硬件配置及系統結構具有前瞻性。一方面，在考慮配置時，為系統今后的完善、提高留有充裕的擴展容量;另一方面，系統必須具有靈活的網

2、絡結構。將來系統的擴展在本期系統的基礎上增加部分設備即可實現，無須變更本期系統的軟件、硬件，不影響本期系統的運行。高性價比在進行系統結構設計和設備選型時多做比較分析，從而使得系統結構、設備選型、系統整體性能具有高性價比。靈活性系統的總體設計便于工程的分步實施，確保系統按期投入正常生產。三、遵循標準GB2421電工電子產品基本環境試驗規程GB4942.2低壓電器外殼防護等級GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求GB3836.2-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”GB3836.3-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第3部分：增安型“e”GB3836.

3、4-2000爆炸性氣體環境用電氣設備第4部分：本質安全型“i”GB9969.1-1998工業產品使用說明書總則-3-/22煤礦工作面控制系統方案MT209-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求MT210-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品基本試驗方法MT/T408-95煤礦用直流穩壓電源MT571.1煤礦用帶式輸送機監控系統MT817煤礦用帶式輸送機電控裝置MT872煤礦用帶式輸送機保護裝置技術條件煤礦安全規程2010版四、方案設計A、綜采工作面在工作面順槽口或設備列車上設置1臺KJD30Z礦用本安型工業控制計算機和1臺KDK8礦用多功能控制驅動器，其中KJD30Z礦用本安型

4、工業控制計算機作為工作面通訊控制系統的人機交互設備，而KDK8礦用多功能控制驅動器不僅實現系統的邏輯處理，部分設備信息采集，為整個系統提供本質安全型電源，而且通過其輸出口對組合開關進行控制，實現采煤機、刮板機、破碎機、轉載機、乳化液泵站的自動控制。系統在轉載機機頭設置一臺KTK18(C)礦用本安型急停擴音電話，實現對轉載機和破碎機的就地啟停控制，在刮板輸送機機頭、機尾各設置一臺KTK18(C),實現對前部刮板輸送機機、后部刮板輸送機進行就地啟停控制，而工作面內部每間隔15米設一臺KTK18(B)礦用本安型急停擴音電話，實現急停及語音通信、報警功能，而系統任意地方可根據輸入輸出點數增加KCC2-

5、6、KCC2-7總線式通用I/O接口，實現對各種信息的就地采集與輸出。綜采面系統框圖如下：綜采面現場控制拓撲圖B、順槽皮帶在順槽帶式輸送機機頭設置1臺KJD30Z本安嵌入式工業控制計算、自帶12時液晶顯示器,顯示各被控設備的工作狀態以及相關參數。1臺多功能控制驅動器,完成電機及其他輔控設備控制，每100米安裝一臺KGV5總線式急停閉鎖開關，每200米安裝一臺KXT22.2通信信號器，實現沿線語音通訊，按需布置各類保護傳感器（跑偏、縱撕、打滑、超溫、超速、煙霧、堆煤等）對該部膠帶機實現監測監控，同時與工作面通訊控制系統實現聯鎖控制。皮帶機系統框圖如下：-#-/22煤礦工作面控制系統方案皿

6、3;9城式遹比I鹿。（按電虱以蝗叮】8）毆2-234式:»用工蝕n，接臺決檢等力）單條皮帶現場控制拓撲圖上位機系統安裝于地面集控室，其向上可通過網絡及組態軟件自帶的OPCServer接口提供實時數據，向下可通過環網及OPCClient與井下本安監控站（嵌入式本安計算機）進行實時通訊。五、系統實現功能A、工作面通訊控制系統1）系統具有集控、自動、檢修、點動多種操作模式；2）具有對前部刮板輸送機、后部刮板輸送機、轉載機、破碎機及各種泵站等設備進行控制功能；3）具有各設備的啟停狀態、設備工作電流、電壓、軸溫、油溫、表面溫度、繞組溫度、風速、瓦斯等信息的監測功能；4）直接讀取組合開關、采煤機

7、等設備的狀態，監測數據等功能；5）系統設備具有即插即用功能，設備位置、類別自動識別，無需撥碼和人工干預。6）具有清晰的語音通話和語音報警功能，聲強llOdB以上；煤礦工作面控制系統方案1）系統具有檢測工作面風速和瓦斯濃度功能，并具有低風量、瓦斯超限報警和閉鎖被控設備功能；2）具有專用閉鎖回路和數據通訊雙重保護功能；3）具有12寸TFT液晶顯示器，以動態圖形方式顯示設備狀態及故障，對狀態量、累計量及故障的記錄統計功能；4）控制機具有以太網及RS484接口，可通過以太網接口（OPC協議）或RS485接口（MODBUSRTU協議）直接與全礦井平臺或其它系統互聯。系統具有末端電壓、電纜斷線和短路、傳感

8、器接入線斷線或短路等自診斷及定位功能；B、順槽皮帶控制系統（1）可監測保護信號：打滑、超速、堆煤、煙霧、跑偏、急停閉鎖、電機內部溫度（需電機內部預埋PtlOO伯電阻）、皮帶張力、驅動滾筒溫度、灑水、縱撕等；（2）可監測狀態信號：主電機運行狀態、制動器狀態、變頻器/軟起動器運行狀態、聯鎖/解鎖狀態等；（3）可監測模擬量信號：帶速、電流（開關提供200-1000HZ信號）、煤位（可選）、電機內部溫度（需電機提供PtlOO信號輸出）、驅動滾簡溫度（選配）等；（4）控制信號：主電機的開停控制、制動閘控制,、變頻器/軟起動器控制、后方膠帶機的聯鎖控制等。六、主要設備參數6.1 KJD3OZ礦用本安型工業

9、控制計算機KJD30Z礦用本安型工業控制計算機是礦用本質安全型設備，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的環境，作為各種設備的自動控制裝置，它具有邏輯控制、視頻圖像顯示及遠距離數據傳輸等功能，可以適應各種控制對象，滿足不同復雜程度的控制要求。-11-/22膠帶機系統運行界面2012-02-2809:47:50用戶：管理員控制模式：自動a工作面通信控制系統對象I運行時長I刑啜疹1前刮板機后刮板機轉載機0/0.00%0/000%1/140%0/0.00%事件09：42：02揚創楊機電機如t狀強逅回09:41:41前力慚燉機線持股臺8414前利揚機電機低速開用臺09:41:04前刮板機正在開機093830轉款

10、機已開機093920拈我制電訊高速狀忘返回09:39:12痣費機電機保掙圾含恒39工轉款機電機后速開用臺09:39:05好法投正在k機口|。毋快朝審：4|牛鷹輝：花華史印|發生時間鍛琛時間|清空事叫|監視測點|登錄換班歷史記錄配置報警確認解算保護|作面通訊控制系統運行界面技術參數：防爆型式：礦用本質安全型，標志為“ExibI”。使用環境環境溫度：0C40C；空氣相對濕度：不大于95%（+25*C）；大氣壓力：80kPa接口類型和數量：1個以太網口；1個RS232口；4個RS485口；2個CAN總線口；1個擴音電話口。主要功能：a）信息交換：通過通信接口接收、處理并與其他設備交換。b）顯示功能：

11、工藝設備的運行狀態，生產工況參數，設備故障狀態等以及工業電視視頻圖像切換顯示。c）聯網功能：可通過以太網接口與其它設備聯網。d）語音通訊（KJD30Z）：通過3C總線與沿線設備通話，擴音響度280dB/m（A計權）。外形尺寸：470X541X156（mm）6.2 KDK8礦用多功能控制驅動器KDK8型礦用多功能控制驅動器是礦用隔爆兼本質安全型設備，適用于有瓦斯、煤塵爆炸危險的環境。為礦用本質安全型設備提供本質安全型電源，并能轉換本質安全型和非本質安全型的輸出控制觸點。可采集該設備的輸入、輸出口狀態，并發送到總線上，也可接收總線上的信號，控制設備的輸出狀態。多功能控制驅動器是礦用本安型控制機、智

12、能閉鎖開關等設備的配套產品。A. KDK8-P1（適用于膠帶機控制）防爆型式：礦用隔爆兼本質安全型，標志為ExdibI。電源輸入：單相交流660/380/220/127V,50Hz；電壓變化范圍：75%110%；電源輸出：交流電源：一路220V/200W,帶漏電過流保護功能，當漏電流大于60mA（可調整）時自動斷開，當輸出電流值高于1.2A（可調整）時自動斷路。直流電源:兩路15V直流本安電源；兩路18V直流本安電源；信號輸入與輸出本安輸入：8路本安開關量（無電位接點）信號輸入。非安輸入：8路非安開關量（無電位接點）信號輸入。本安輸出：1路檢測信號輸出,負載拉出電流2mA時不低于10V；低電平

13、不大于0.7Vo非安輸出：8路繼電器接點信號輸出，輸出接點容量為交流220V/5A（阻性負載）。通訊：CAN總線通訊。控制方式：自動控制：接收CAN總線的相關命令并控制8路繼電器接點輸出；手動控制：通過8個旋鈕開關控制8路繼電器信號輸出。輸出電源：提供一路220V交流電源，帶漏電過流保護功能；結構參數：764X313X659（mm）；重量：約180kgB. KDK8-P2（適用于工作面控制）防爆型式：礦用隔爆兼本質安全型，標志為“ExdibI"電源輸入：AC660/380/220/127V輸出：2路DC15V/1.1A本安型，2路DC18V/0.9A本安型信號16路非安開關量（無電位

14、接點）信號輸入14路非安繼電器接點信號輸出，輸出接點容量為交流煤礦工作面控制系統方案220V/5A（阻性負載）通訊接口：2路RS485接口（MODBUSRTU）2路專用總線接口外型尺寸：764X313X659(mm)重量：180kg6.3 KCC22-5總線式通用I/O接口（用于順槽皮帶）KCC2-2 通用 I/O 接口KCC2總線式通用I/O接口主要作為信息采集和傳輸裝置，為本質安全型產品。該通用I/O接口采用CAN總線無主傳輸方式，具有多種輸入和輸出方式，通用I/O接口聯檢后能與煤礦安全監控系統配套使用。技術參數:（1）防爆型式：礦用本質安全型，標志為“Exib（2）環境條件a.環境溫度：

15、2O'C+40'Cb.平均相對濕度：不大于95%（+25-C）a大氣壓力：80106kPad.煤礦井下有瓦斯、煤塵等爆炸危險的環境（3）電源電壓：直流9V20V;（4）工作電流：W40mA（5）傳輸：a.制式：CAN總線無主方式傳輸b.速率：5Kbpsd.最大距離：2km-#-/22煤礦工作面控制系統方案（6）輸入輸出信號:a）開關量輸入信號：2路，無源光耦輸入,高電平應不小于2.5V,低電平不大于IV；b）模擬量輸入信號：（電壓型或頻率型輸入信號二選一，總路數不超過4路）1）電壓型：4路，范圍（15）V,采集誤差不大于±2.0%（相對于滿量程）;2）頻率型：4路，（

16、2001000）Hz（頻率的高電平不小于2.5V,低電平不大于IV,脈寬不小于0.3ms）,采集誤差不大于±2.0%（相對于滿量程）。開關量輸出信號：2路，無源光耦CE輸出，截止狀態的漏電阻應不小于100KQ；導通狀態的電壓降應不大于0.5V（輸出電流為2mA時）。6.4 KGV5總線式急停閉鎖開關（用于順槽皮帶）KGV5總線式急停閉鎖開關用于輸送機沿線拉繩緊急閉鎖保護和控制，急停保護動作執行急停命令。沿輸送機方向配置的跑偏、縱撕和信號聯絡裝置均可通過本開關與電控系統連接，其內部配有總線式故障位置識別電路，電控系統通過它可識別各種不同故障及地點。本閉鎖還提供兩路通用開關量輸入（無電位

17、接點輸入），一路通用開關量輸出（三極管CE極輸出），可以對沿線各種信號進行采集或控制。閉鎖開關采用插接式的電纜連接方式，易于安裝和拆卸。主要技術參數：動作拉力：120±24N行程：515mm復位形式：人工復位防爆形式：礦用本質安全型重量：5kg工作電壓：918.5V工作電流：不大于30mA6.5 KGS7型速度監測傳感器（用于順槽皮帶）KGS7型速度檢測傳感器，作為輸送機膠帶速度檢測、低速打滑、斷帶和超速保護裝置，傳感器測度范圍廣，低速性能好，抗干擾能力強，密封性能好。在返回皮帶的前后托棍間，安裝在支架橫梁上，靠自重保證滾輪與皮帶接觸傳遞速度，輸出方波頻率信號。1000Hz和CAN總

18、線信號，出現打滑時執行急停命令。測量范圍：。10m/s電源：DC9-24V,工作電流不大于50mA。煤礦井下使用時，需由本安電源（如KDK8、KWD16AKDW15等關聯設備）供電。引入電纜外徑：712mm重量：6kg外型尺寸185mm（長）*160mm（寬）*520mm（高）可伸縮連接桿調節長度300mm。6.6 KTK18礦用本安型急停擴播電話（用于工作而控制）A、KTK18（B）防爆型式：礦用本質安全型，標志為“ExibI”供電電源：爆炸性氣體環境使用時，由KDK8、KDW15A>KDW16A等；具有系統急停功能，當閉鎖按鈕按下時，急停系統所設置的被控設備。具有兩個通用閉鎖按鈕（閉

19、鎖A、閉鎖B）,可設置為單停前部刮板機或后部刮板機；具有語音對講和擴播功能，當“講話”按鈕按下時，可通過MIC與其它擴音電話之間的實現語音對講，同時未被操作的擴音電話對語音進行擴播，擴播聲強大于llOdB。打點功能，當“打點”按鈕按下時，擴音電話發出一定頻率的語音信號,實現對沿線設備的提示；防護等級：IP68外形尺寸長*寬*高380X200X152（mm）重量：10kgB、KTK18（C）防爆型式：礦用本質安全型，標志為“ExibI”供電電源：爆炸性氣體環境使用時，由KDK8、KDW15A>KDW16A等；具有系統急停功能，當閉鎖按鈕按下時，急停系統所設置的被控設備。具有兩個通用啟停旋鈕

20、（A、B）,可設置為單起、停或鎖定被控設備（前部刮板機、后部刮板機、轉載機、破碎機等），實現設備的就地控制；具有語音對講和擴播功能，當“講話”按鈕按下時，可通過MIC與其它擴音電話之間的實現語音對講，同時未被操作的擴音電話對語音進行擴播，擴播聲強大于HOdBo打點功能，當“打點”按鈕按下時，擴音電話發出一定頻率的語音信號，實現對沿線設備的提示；防護等級：IP68外形尺寸：524X489X302(mm)重量：10kg6.7 KCC2-6/-7通用I/O接口(用于工作而控制)A、KCC2-6防爆型式：礦用本質安全型，標志為“ExibI”供電電源：爆炸性氣體環境使用時，由KDK8、KDW15A、KD

21、W16A等；具有CAN總線接口，將采集的各類信號轉換為CAN總線數據并發送到總線上，同時接收CAN總線命令；具有4路200-1000HZ本安型頻率或開關量信號接入接口;具有4路本安開關量輸出接口；輸入口具有傳感器接入線短路、斷線檢測功能;防護等級：IP68外形尺寸：302X168X92(mm)重量：5kgB、KCC2-7防爆型式：礦用本質安全型，標志為“ExibI”供電電源：爆炸性氣體環境使用時，由KDK8、KDW15A、KDW16A等；具有CAN總線接口，將采集的各類信號轉換為CAN總線數據并發送到總線上，同時接收CAN總線命令；具有12路200-1000HZ本安型頻率或開關量信號接入接口;

22、煤礦工作面控制系統方案具有12路本安開關量輸出接口；輸入口具有傳感器接入線短路、斷線檢測功能；防護等級：IP68外形尺寸：412.5mmX256mmX128.5mm重量：7kg6.8 其它保護傳感器簡介1）膠帶機跑偏保護選用KGE28型膠帶跑偏開關。用于運輸機膠帶跑偏檢測和保護用，成對使用。跑偏開關與KGV5總線式急停閉鎖開關配套使用，當一級跑偏動作時，只報警不停車，且能顯示跑偏位置；當二級跑偏動作時，報警并執行急停命令，也能顯示出跑偏位置。跑偏開關采用插接式的電纜連接方式，易于安裝和拆卸。2）堆煤/高料位檢測堆煤傳感器一般吊掛在機頭膠帶卸載入口處，或機頭的煤倉內，當卸載點發生堆煤時，滯留的積

23、煤觸及堆煤傳感器，使它發生傾斜，報警并急停。4）煙霧檢測選用KGN1煙霧傳感器。煙霧傳感器安裝在驅動滾筒的斜上方（下風），當皮帶和滾筒打滑冒煙時，報警，同時自動控制滅火灑水。5）溫度檢測溫度傳感器可監測到電機表面或減速箱的表面溫度，當溫度超限時系統自動報警。6）煙霧灑水電磁閥該裝置由隔爆型電磁閥和灑水管（用戶提供）組成，當煙霧傳感器動作或驅動滾筒超溫時，報警、同時自動灑水。7）膠帶縱向撕裂保護縱撕傳感器安裝在裝載點（給煤機或搭接皮帶）的出口，當膠帶發生縱撕故障，傳感器動作，KJD30Z本安工業控制計算機報警并急停。7、技術支持和售后服務本著對用戶負責的態度，本公司奉行用戶至上的原則，承諾給用戶

24、提供及時、高效、可靠的技術支持及售后服務。依據與甲方簽定的合同，在系統安裝調試交接后一年之內，乙方向甲方提供免費技術支持及售后服務。1.1、 技術支持公司的維護人員均經過良好的系統技術培訓，并有豐富的現場維護經驗，主要包括故障診斷、排除、疑問解答、質量記錄、軟件版本升級或有新的功能擴充等。乙方向甲方提供的技術服務，保修期滿后，乙方只收取成本費并為甲方提供長期服務。安裝、調試重要工序表序號工序名稱工序主要內容備注1設備下井控制設備下井，按既定位置擺放到位2管路改造主要是真空管路改造安裝電動球閥需要燒焊，要礦方提供燒焊措施和設備3設備安裝安裝被控設備和各類傳感器4設備接入接入被控設備和各類傳感器信

25、號5信號標校校準各類信號6手動調試手動開停各個被控設備以及單泵起停7就地自動調試就地“一鍵開泵”調試8遠控調試中央變電所上位機組態，遠控調試9全自動調試根據液位高低自動控制泵組7.1.1電話支持乙方向用戶提供400客戶服務熱線24小時電話咨詢、技術支持服務。服務內容如下：技術咨詢服務對用戶方在產品使用過程中所遇到的疑難問題、非故障類操作問題提供技術咨詢服務；遠程診斷服務乙方將對用戶方因產品本身原因引起的技術故障在電話中進行相關診斷，并在電話支持可解決故障的前提下，協助與指導用戶方技術人員進行故障排除。7.1.2現場支持用戶方設備維護服務過程中，當出現電話診斷無法解決的技術故障時，應對故障現象進

26、行詳細調查和記錄，以書面形式提供故障的詳細情況、服務請求時間、聯系人和聯系電話等。乙方接到服務請求后，將在24小時內派出專業技術人員趕赴現場對故障現象進行檢測、診斷和排除。在完成現場故障診斷、解決服務后，將根據在當天故障解決有關的技術問題，做面向用戶方技術人員的現場培訓，培訓內容包括所解決故障的維護操作知識、防止故障再發生的預防措施，同時也包括與日常系統維護有關的相關知識。每次服務完成后，乙方都會向用戶提交正規的售后服務報告，并應得到用戶簽字認可，這些服務報告都將作為客戶檔案妥為保管，以便今后更好地為用戶服務。1.2、 技術培訓7. 2.1項目實施前期在項目實施前由甲方組織工程負責及實施人員在

27、乙方單位進行系統的概念性講解，并且乙方人員對甲方人員進行設備的連接演示培訓分為理論培訓和現場培訓兩部分，理論培訓在乙方公司所在地（常州），主要為基本概念和基本理論的講述，現場生產加工的監督審查。培訓時間為交貨前15-20天。8. 2.2工程實施期間在工程實施（即從設備到貨）期間，由乙方工程師作有關此項目安裝實施及相關維護的系統性培訓。9. 2.3工程實施結束后在工程實施結束告一段落后，由甲方組織骨干人員到乙方單位進行提高培訓I。以了解和掌握更深層次及更具專業性的系統理論和設備原理。培訓結束后，由乙方單位對甲方相關人員進行考試。考試合格后由乙方出具有關專業維護合格的證明。乙方單位每年均會定期組織

28、技術培訓。序號培訓內容計劃天數培訓教師構成地點備注職稱人數1前期培訓2助工1地面2過程培訓整個實時過程助工2泵房-17-/22煤礦工作面控制系統方案3后期培訓5助工2泵房、地面7.3、售后服務7.3.1保修責任乙方提供的貨物符合國家標準、中國有關部門手續完備、具有生產廠家質量保證（和合格證明）的貨物；乙方保證提供的貨物是全新的、未使用的，采用最佳材料和一流工藝的，并在各個方面符合本次招標規定的質量、規格和性能要求；1）乙方提供的貨物符合投標文件承諾和招標文件規定的技術要求；2）乙方保證投標設備經過正確安裝、合理操作和維護保養，在合同設備壽命期內運轉良好；3）乙方培訓涉及安裝現場對系統設備的操作

29、、維護及管理人員進行全面、細致的培訓，以期達到系統設備移交現場后經過培訓的專業人員能熟練的掌握系統的運行和設備的保養維護的目的。4）系統開機試運行時，乙方技術人員進行具體的指導，并就關鍵操作程序進行示范，即保證系統正常運行又能幫助現場操作人員熟練進行操作。5）系統運行驗收后，乙方緊密地跟蹤運行情況，發現問題迅速協助現場處理，保證系統不間斷的運行。6）保質期內零件因制造質量問題乙方負責及時更換，保證不停機。7）乙方精選技術精湛、服務熱情的技術人員負責技術服務。8）建立乙方與現場操作和管理人員的熱線通訊聯絡，以期發現問題立即進行聯絡處理。可通過電話、傳真、電子郵件、網絡進行小問題的指導解決。9）需

30、乙方技術人員到現場解決問題時，保證24小時內到達現場。7.3.2保修范圍及期限乙方向甲方提供的系統高端硬件產品質量的保修期為安裝完畢設備驗收移交之日起計算12個月；軟件的質量保證期為驗收移交之日起12月。在保修期滿后的服務，乙方將按標準收取合理的維修費用及更換零部件的費用。保修期外維修價格為零配件即時市場報價、少量的人工費及差旅費。7.3.3售后快速服務保障用戶在設備需要維修和更換等服務時，乙方辦事處提供1個工作日的快速響應，而且辦事處備有常用的備品備件能滿足甲方的應急更換需求。附、設備清單序號設備材料名稱型號規格數量單位生產廠家一、綜采工作面設備（單個工作面110米）1礦用本安型工業控制計算機（含天地自動化膠帶機嵌入式控制軟件VI.0）KJD30Z(SBS)1臺天地（常州）2多功能控制驅動器（含天地自動化多功能控制驅動器嵌入式軟件VI.0）KDK81臺天地（常州）3本安型急停擴音電話KTK