综采工作面及运输系统自动化控制.ppt

综采工作面及运输系统自动化控制,新汶矿业集团公司协庄煤矿,前言,2004年初，我矿1201综采工作面煤机、溜子、转载机、运输机、泵站等设备采用单机进行控制，没有可靠的系统全面故障检测和集中控制，故障率高，效率低，人员占用多，无法满足工作面的安全生产的要求。因此，需对上述设备的控制系统进行优化改造，加装先进的TK200控制系统，实现工作面顺槽皮带、运输皮带的保护、控制、沿线通话、拉线闭锁、故障检测、显示及报警等功能，由原来的集中控制发展为集中、分布同时开放式控制，从而达到了智能、安全、实用的现场生产要求。该项目被集团公司列为重大科研项目并予以立项。目前，我矿所有综采工作面均已配备该系统，并且应用效果良好。大大提高了采煤工作面的生产效率，保证了工作人员的安全。,目录,第一章技术研究报告第二章工业性运行报告第三章效益分析报告,第一章技术研究报告,一、课题的提出我矿1201综采工作面是2003年12月自行设计安装投产的一综合机械化采煤工作面，采用煤机和轻型液压支架，配套运输设备为工作面煤机、溜子、转载机、运输机、泵站等设备，初期采用单机进行控制，没有可靠的故障检测和集中控制，故障率高，效率低下，人员占用多，不利于安全生产，制约了工作面的产量。因此，需对上述设备的控制系统进行优化改造，加装先进的微机控制系统，实现工作面顺槽皮带、运输皮带的保护、控制、沿线通话、拉线闭锁、故障检测、显示及报警等功能，由原来的集中控制发展为集中、分布同时控制的开放式控制，从而实现智能、安全、实用的现场生产要求。,二、考察论证为了实现1201综采工作面及其运输系统集中控制，我矿经多方调研论证，与天津华宁电子有限公司一起，对我矿1201综采工作面控制系统进行了优化控制改造，成功研制应用了适合我矿的TK200型综采工作面通讯、控制、保护一体化系统，实现了工作面及其运输系统的集中控制和故障检测。,三、系统组成及原理框图TK200系统由以下设备及子系统组成1、TL210型控制器控制、检测、显示中心。2、TK2220型隔爆兼本安电源用于全系统供电。3、TK230系列扩音电话可以实现拉线急停、沿线闭锁、通话、预警等功能。4、TK230Ⅰ系列智能输入、输出即远程控制分站，也称为下位机。用于远距离信号采集和远距离控制。5、TK260系列智能终端、智能耦合器用于一个系统的末端获两个TK200系统之间的尾尾搭接。6、TK210X系列传感器用于胶带机的保护。包括TK201SB速度传感器、TK201W温度传感器、TK201D堆煤传感器、TK201Y烟雾传感器、TK201P跑偏传感器等。7、TK230X系列矿用七芯拉力阻燃电缆带有两层护套、双层屏蔽、两个快速不锈钢接头。8、TJ200型防爆接线箱当本系统控制非本安设备时用于电气隔离转换。,,四、系统功能1、设备状态检测。包括a、设备启停状态检测。b、对胶带各种工况进行检测。2、设备状态显示。控制计算机对以上参数检测后，在TK200控制器上的10.4大屏幕彩色液晶平板显示器上显示出来3、语言报警带有故障语言报警、超限语言报警、启停语言报警、闭锁语言报警等。是否报警、报警次数报警时长均可以通过参数设定。4、工作面设备启停控制通过控制器上的键盘，可对各工作设备进行连锁、单台及点动启停控制，同时对乳化液泵、清水泵等其他设备进行单启、单停控制。5、设备启停时间统计、故障自诊断显示6、远程通信及联网将所有设备工作状态和参数传输给井上，在井上计算机进行显示。7、多机控制一台控制器最多控制八部胶带机。,,8、胶带机控制及保护对胶带机实现六大保护，并完成胶带机沿线拉线闭锁、打点及通话功能。9、拉线急停只需拉动系统自身的电缆，就可实现急停，并显示急停位置。10、目前世界上同类产品中沿线长度最长一台控制器无中继的控制距离达到8公里。11、内部多机级联多台控制器之间，可通过系统所带的七芯电缆，实现彼此数据通信和信息交换。12、分布式控制在系统中可串接TK230I型系列智能输入输出，它本身带有4-12路输入和输出。可分别单独设定成与闭锁不连锁；不需要从控制器另外布线，就可以实现数据远程采集和远程控制。13、输入/输出基本型控制器输出20路（开关量）；输入最多48路扩展型串接智能输入/输出后，最多扩展输出140路；输入168路14、电缆及接插件采用七芯双屏蔽强拉力阻燃电缆，插头、插座采用”U”型快速连接。,,五、参数设置TK200系统告别以往控制系统通常采用的现场编程，采用现在比较流行的友好人机界面菜单式参数设定。整个参数操作更趋于大众化，不需要专业人员现场编程，操作简单、易懂。,,六、配置说明1、TK210型、控制器一台，安装于工作面配电点处，用用于工作面各被控设备的控制、显示等。2、TK220型隔爆兼本安电源箱一台，用于工作面的TK210型控制器系统供电。3、从工作面的TK210型控制器开始，连出一条30M长的TK230X-30型带插头七芯屏蔽阻燃电缆，电缆另一端接一台TK230型带闭锁扩音电话（安装在泵站），4、从该电话向下再接一条100M带插头七芯屏蔽阻燃电缆，直到溜尾。5、在溜尾安装一台TK230C型多功能电话，用于控制运输机。从TK230C开始，沿工作面，每隔15米安装一台TK230带闭锁电话，电话之间用25米的TK230X-25拉力电缆连接，直到溜头。6、在转载机头附近安装一台智能耦合器，用于工作面和皮带的连接。在耦合器上有两个闭锁按钮，分别用于对工作面侧和皮带侧的设备急停。用一根60米电缆将耦合器与溜头的多功能电话相连。,7、从智能耦合器向皮带道方向，首先加入一个TK230HAI型智能输入、输出扩音电话，用于接入皮带尾部的两侧跑偏传感器。8、从智能输入、输出扩音电话向皮带头方向，没100米安装一台TK230HA型带拉线急停电话，一直接到皮带机头。9、在皮带机头，安装TK210皮带控制器一台，用于接入各保护传感器，并对皮带张紧系统以及皮带电机进行控制。10、在皮带控制器旁配置一台TK220型隔爆兼本安电源箱，用于给系统及传感器供电。11、在皮带机头，配置TK270SC型速度传感器一台，TK270W温度传感器一个，TK270P跑偏传感器两个，TK270D堆煤传感器一个，TK270Y型烟雾传感器一台等。12、按照和第一条皮带完全一样的配置，配置第二条皮带。13、根据实际需要，如果皮带头输入、输出节点不是本安型，应配置一台TJ200型本安隔爆转换箱（含一路18V电源和4路本安/隔爆转换）。,,第二章工业性应用报告,TK200井下通讯、控制、保护系统自2004年1月在协庄矿1201E综采工作面投入使用，该系统实现了综采工作面、顺槽、固定胶带机、等的保护、控制、沿线通话、故障检测、汉字显示及语言报警等功能。使用单位反映，该系统通话、检测、控制方便，功能先进，大大提高了工人的劳动效率，节约了人员及工时，使用效果良好，目前我矿已在3217、3417E、11105等综采工作面推广使用，应用效果良好。,第三章效益分析报告,社会效益综采工作面装备该系统后，能够对系统运行状态进行时时检测，能够有效地降低事故率，减少维修工作量，从而提高综采工作面设备工作的可靠性，减少岗位人员，降低职工劳动强度，提高生产效率，减少设备维修费用，增加原煤产量，有利于高产高效矿井的建设，具有较强的推广应用前景。经济效益每个综采工作面及运输系统装备该系统后1、减少人员11名，每年节约工资费用10001112＝132000（元）。2、降低事故率，每月实际降低事故15小时，多出原煤20015＝3000（吨），按目前我矿的原煤市场价格460元/吨及吨煤综合成本207.7元计算，每月净增效益3000（460-207.7）＝756900（元），每年净增效益75690012＝9082800（元）。,谢谢鉴定委员会各位委员的指导,