洗煤廠皮帶機智能型綜合保護裝置

1、山西科達自控股份有限公司 電話第 頁 共 67 頁 網址：傳真郵箱：洗煤廠皮帶機智能型綜合保護裝置技 術 要 求2021 年9月 皮帶運輸系統技術方案 第 PAGE 21 頁 共 15 頁PAGE 一、系統主要內容每條設備增加礦用隔爆兼本質安全型皮帶機綜合保護分站。分站具有網口通訊功能，將所有數據通過環(huán)網交換機送到地面工業(yè)控制計算機，計算機可方便控制設備單啟、單停、集中啟車、打點與控制設備禁止啟動等功能。傳感器采用458 接口，可將溫度、速度、急停、跑偏等通過485傳輸至分站智能急停傳感器、智能跑偏傳感器具有對位顯示功能系統設計原則1

2、、技術方案根據洗煤廠現場實際需求；2、系統設備符合洗煤廠生產現場條件，并符合洗煤廠安全規(guī)程有關要求。3、設計主要實現集中控制為主就地控制為輔的控制方式。4、產品設備以良好的售后服務、人員培訓體系，以及設備維護保養(yǎng)的技術支持，確保集控系統的安全、高效運轉。系統結構集中控制系統運輸系統實施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運輸皮帶生產過程，完成對運輸皮帶生產及相關環(huán)節(jié)的監(jiān)控、控制任務，實現洗煤廠皮帶運輸原煤生產系統的綜合自動化。1.實時運行參數監(jiān)測。 2.設備故障及模擬量超限報警。當設備故障或模擬量超限時，生產監(jiān)測及管理網絡同步顯示故障設備名稱，并可實現語音報警。 3.通過礦用防爆攝像頭可以將現場

3、監(jiān)控畫面實時傳送至控制中心大屏。4.數據記錄功能可方便操作人員查詢實時與歷史故障記錄。5.提高生產效率，節(jié)約人員支配，皮帶機綜合保護分站可通過上位機下發(fā)命令一鍵啟動皮帶。系統特點1、設備可通過工業(yè)控機計算機實時監(jiān)控設備運行狀態(tài)、同時對設備控制；選用了西門子S7-200 SMART 系列PLC,使得系統功能強,控制更具靈活性,而且功能擴展方便,狀態(tài)對位準確顯示更直觀。3、設備保護分站采用10寸真彩屏,為用護提供一個良好的人機操作界面.4、智能傳感器采用高性能網口.485、CAN總線通訊,保障了通信速度和距離。5、開放式數據通訊，提供了系統與上位機接口，洗煤廠皮帶機信息均可方便傳到上位機。6、洗煤

4、廠接線更加便利，簡潔，訊速。7、具有智能型溫度、速度接口，實現溫度,速度數字化。8、兼容當前常規(guī)傳感器，使得系統使用更加靈活。9、系統提供的查詢功能，用于查詢當前故障記錄、歷史故障記錄。10、語言報警即能報出故障性質又能報出發(fā)生故障的皮帶機號。 11、集控、手動、遠控三種工作方式在面板可以直接設定。12、主機具有張力數值采集、顯示以及張力控制功能。13、智能急停、跑偏可實現故障對位顯示，方便及時判斷故障位置。14、集控系統，參加集控的設備2個參與集控的設備可以在就地分站設置集中和就地，打在就地時，集控臺不可以啟動該設備，只能從就地來啟動設備，打在集控時可以從集控臺啟動該設備，集控啟車時按逆煤流

5、啟車，順煤流停車?？梢詥为殕幽撑_設備，礦用可編程控制分站及傳感器共同組成。上位機通過網線進入光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器通過礦用阻燃光纖（四芯，兩芯備用）將數據信號轉換成TCP/IP協議的光信號，再通過四路光纖轉換器轉成RS485 信號分別與PLC進行數據通訊。各保護裝置配合傳感器滿足各條皮帶機的開啟、停止和保護功能，15、可以實時顯示控制現場設備運行情況、提高洗煤廠生產安全。16、結構合理，功能板之間連線極少，很大程度上減少接線的故障率。17、所有控制輸出參數均由軟件設定.概述 帶式輸送機生產運輸系統運行安全可靠與否直接影響洗煤廠的經濟效益，為提高系統的可靠性和安全性，實施集中監(jiān)控，實現系統的綜

6、合保護與遠程控制，是十分必要的。帶式輸送機的安全高效運行，不僅要有單部膠帶輸送機（設備）的獨立控制分系統，更需要能夠控制和協調指揮各分系統的主控機，對主煤流集中控制、地面調度監(jiān)測監(jiān)控、視頻監(jiān)視等環(huán)節(jié)進行聯網控制，這是膠帶輸送機集中控制發(fā)展的重要方向，也是洗煤廠自動化生產，實現無人值守的基礎。高產、優(yōu)質、安全、節(jié)能、省力，減少崗位人員，最終達到降低成本，提高勞動生產率以獲取最大利潤是今后煤炭企業(yè)在競爭中生存的基礎，洗煤廠要發(fā)展、要生存，必須走高產、高效、實現洗煤廠自動化之路，通過自動化建設實現減員增效、降低成本，提高勞動生產率，而膠帶運輸系統的自動化控制是洗煤廠自動化的組成部分。實現膠帶運輸系統

7、的自動化控制，主要具有以下優(yōu)點。第一、可通過皮帶的順序控制，減少皮帶空轉，提高有效的開機率，減少無功電耗，降低運行成本。第二可大量減少看護人員，相應減少工資投入，并可充實設備維護檢修隊伍，提高維護質量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設備的使用率。第三可以保證洗煤廠的安全生產，防止膠帶打滑、冒煙、縱撕等重大機電事故及人身事故的發(fā)生，改善工作環(huán)境，提高勞動生產率。第四可有效的保護運輸機膠帶，延長膠帶的使用壽命，減少事故停機時間，提高運輸能力，增加出煤量。先進性采用計算機與可編程控制器相接合的控制技術，對生產過程進行集中+分布式控制。開放性系統具有標準通用的MODBUS

8、485協議、PROFIBUS DP 協議，OPC協議，以太網（上位機），可以方便的與其它軟件平臺匯接。系統配有以太網模塊，可以與煤礦環(huán)網進行無縫對接。(6) 安全和實用性1、系統設備符合洗煤廠生產環(huán)境條件，并符合洗煤廠安全規(guī)程有關要求?？刂葡到y中相關設備必須具有國家煤礦安全標志“MA”和煤礦防爆標志“EX”； 2、系統具有皮帶安全保護及控制功能；3、充分考慮現場運行、檢修要求，整個系統運行可靠、故障率低、維護方便。.1主要功能選用了西門子S7-200 SMART 系列PLC,使得系統功能強,控制更具靈活性,而且功能擴展方便,工作狀態(tài)顯示更直觀。用10寸真彩屏,所有信息均采用圖形, ,為使用單位

9、提供一個良好的人機操作界面。具有網口、高性能雙路CAN通訊、RS485R接口，通訊接口豐富，便于現場靈活使用,保障了通信速度、距離。網口通訊采用MODUBS-TCP通訊協議，RS485口采用MODBUS-RTU通訊協議，便于與各種組態(tài)軟接口。智能CAN總線傳感器接口，配合智能傳感器可方便溫度、速度數據上傳，同時實現急停跑偏對位顯示功能語音通訊功能可方便與擴播電話之間雙向語音通訊。開放式數據通訊，提供了系統與上位機接口，井下皮帶機信息均可方便傳到上位機。兼容當前常規(guī)傳感器，使得主機使用更加靈活。2.運行方式（1）裝置主機可實現一鍵啟車和一鍵停車，各皮帶間具有互鎖關系，可按照逆煤流啟車、順煤流停車

10、的順序進行啟?？刂疲瑔禹樞虬凑?-2-3順序逆煤流順序啟動，停止順序按照3-2-1的順煤流順序停止。集控模式下，各條皮帶之間的啟動時間可以進行單獨設置。（2）通過主機上的10寸觸摸屏，進行參數設置和調整，不同的設置實現不同的邏輯控制。3.功能（1）整個控制采用全數字化，控制器為西門子可編程控制器PLC，控制器采用以太網和MODBUS協議方式通訊，滿足不同現場的通信要求。（2）各主機有明顯的就地操作、手動操作和閉鎖功能，且就地操作具有一鍵閉鎖功能，確保就地檢修時試車人員的安全。（3）主機具備故障報警和提示語音功能并顯示記錄。（4）保護裝置的所有控制信號和監(jiān)測的數據都可以通過MODBUS和以太網

11、通訊傳輸至集控系統平臺，并與原有系統平臺相互兼容，實現遠程實時監(jiān)控和遠程操控功能。除皮帶機正常保護功能外，還能顯示被控運輸機的運行狀態(tài)、故障點位、電機數據等。（5）主機具備急停、信號報警和延時順序停機（五分鐘內）。即主機上有急停按鈕，可一鍵停機。當集中控制臺和各運輸機的信號處于斷開狀態(tài)時，設備會報警停機。當信號恢復時，無操作指令不得開機。（6）如前級設備遇故障突然停機，后續(xù)運輸設備能自動逐級停機。（7）在控制系統PLC故障時，需滿足能完成手動控制。（8）歷史數據查詢功能 可查詢統計歷史開停記錄、歷史報警及故障事件記錄、用戶操作記錄、整定記錄?？刹樵兤C歷史運行工況參數、電機歷史運行電參數。

12、（9）多級用戶權限及網絡安全可設置不同的用戶的查看、操作設置、整定權限?？稍O置不同的用戶接收報警內容。具有遠程控制權限的用戶客戶端控制，防止非法控制操作。采用多級密碼校驗，防止非法用戶的惡意操作，具備權限的管理員可以對各項保護功能進行現場編程。 能夠實現與平臺的數據上傳?；颈Ｗo應具有：沿途急停、跑偏、撕帶、打滑、超溫、堆煤等基本配置，急停、跑偏具有地址碼功能，可反饋報警動作的位置。主機具有雙路CAN通訊接口(站與站、站與傳感器總線)、一路網口、一路RS485接口，傳感器數據通過CAN總線進入主機。網口通訊協議采用MODBUS-TCP協議，RS485采用MODBUS-RTU協議，可方便與PLC

13、、組態(tài)軟件實現數據通訊。對位顯示跑偏與急停傳感器，最大顯示1-99位置。跑偏傳感器具有兩級跑偏功能，一級跑偏報警，二級跑偏停機并故障閉鎖。溫度傳感器采用非接觸紅外測溫，具有四位數碼顯示，溫度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實現傳感器與主機或其它設備自由對接。速度傳感器采用輪式速度，具有四位數碼管顯示功能，實時顯示皮帶線速度，速度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實現傳感器與主機或其它設備自由對接。多條皮帶系統間實現集中控制和打點通訊，通訊聯機臺數不低于60臺。為集控平臺提供所有數據接口，集

14、控平臺可獨立控制皮帶啟停。跑偏開關與急停開關的數量根據現場皮帶長度確定。（21）皮帶綜合保護器分防爆型和非防爆型（見明細），防護等級IP56及以上以上。保護器功能1皮帶跑偏保護跑偏保護：2對跑偏開關，選用膠帶跑偏開關。用于運輸機膠帶跑偏檢測和保護用，成對使用。當一級跑偏動作時，只報警不停車，但能召喚顯示跑偏位置；當二級跑偏動作時，報警并執(zhí)行急停命令，也能顯示出跑偏位置CAN總線與458接口。2速度檢測、打滑和超速保護 速度傳感器采用輪式速度，具有四位數碼管顯示功能，實時顯示皮帶線速度，速度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實現傳感器與主機或其

15、它設備自由對接。3沿線急停閉鎖和故障位置檢測急停閉鎖開關用于皮帶輸送機沿線緊急閉鎖保護，具有故障地點識別功能，智能型急停傳感器采用CAN總線與458接口，急停故障閉鎖時，實時顯示故障位置。4煙霧檢測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CAN總線與458接口。5煙霧檢測堆煤傳感器一般吊掛在機頭皮帶卸載入口處或機頭的煤倉內，當卸載點發(fā)生堆煤時，滯留的積煤觸及堆煤傳感器報警并急停CAN總線與458接口。6皮帶縱向撕裂保護縱撕傳感器安裝在裝載點（給煤機和給煤皮帶）的出口，當皮帶發(fā)生縱撕故障，傳感器動作，報警并急停。縱撕傳感器可就近接入閉鎖開關中。7

16、溫度傳感器 溫度傳感器采用非接觸紅外測溫，具有四位數碼顯示，溫度傳感器具有繼電器、頻率量、4-20mA模擬量、RS485、CAN總線五種輸出功能。方便實現傳感器與主機或其它設備自由對接。8安裝調試廠家協助所有設備及傳感器的安裝及調試，洗煤廠設備運轉時間為0點-9點、11點到24點，每天停器時間為2小時。傳感器技術要求張力傳感器 防爆型式:礦用本質安全型，ExibI Mb (150)。 外殼防護等級:IP65。 工作電壓: DC18V。工作電流:45mA。輸出信號方式：420mA(負載電阻0280)。量程：0100kN。測量誤差：10%(滿量程)。接線方式：三線制。跑偏傳感器接點容量：30V/1

17、A。 接觸電阻：閉合接點的接觸電阻不大于0.1，振動、沖擊試驗后不大于0.2。 一級動作角度：253；復位角度：53。二級動作角度：303；復位角度：103。動作性能：傳感器受動作力作用，推桿轉動至動作角度時應立即動作，常開接點閉合，動作力撤除推桿自動返回原位經過復位角度時立即恢復，常開接點斷開。推桿動作力（推桿中點正向力）：（2575）N。推桿轉動的極限角度：75。關聯設備和使用電纜：見附錄A。 傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2000m 傳感器的接線端子之間、接線端子與外殼之間的電氣間隙和爬電距離均2.0mm。外形尺寸：39210065mm。煙霧傳感器 額定工作電壓：18VDC；工作電壓：（1

18、1.524.0）V DC； 本安參數：Ui:19.0V、Ii:960mA、Ci：0、Li：0。 工作電流：110mA；動作電流：150mA。 動作條件：當煙霧濃度5%obs/m（動作值）時。 報警聲級強度：75dB（A）。 輸出信號：無源開關量輸出信號，在斷開(截止)時，兩輸出端之間的漏電阻應不小于 100k；在閉合(導通)，且灌入電流為2mA時，輸出端電壓應不高于0.5V。 動作靈敏度及響應時間：靈敏度為級，響應時間20s。 關聯設備和使用電纜：見附錄A。傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2km。采用移動輕型橡套軟電纜（41.5mm2），分布電容0.06F/km，分布電感0.8mH/km；分布電阻

19、（單芯）12.8/km。 外形尺寸：130mm125mm。 外殼材質：HT25-47。速度傳感器額定工作電壓：18VDC；工作電壓：11.524.0V DC。 工作電流：75mA；動作電流：95mA。測量范圍：（0.05）m/s?；菊`差：不超過2.5%。輸出信號及功能模擬量：（420）mA（與測量范圍線性對應），其負載電阻為250。開關量：在斷開(截止)時，兩輸出端之間的漏電阻應不小于100k；在閉合(導通)，且灌入電流為2mA時，輸出端電壓應不高于0.5V。當測點速度連續(xù)10s在（50%70%）Ve（低速）時或在50%Ve（斷帶）或在110%（超速）時，繼電器接點閉合，紅燈閃亮（報警）；故

20、障恢復或測點速度在70%110% Ve（出廠Ve為2m/s）或停止造成的速度變化，紅燈熄滅，繼電器斷開。傳感器具有超速點檢測及控制功能。本安參數：Ui=18V，Ii=1.0A，Ci=0，Li=0。傳感器與控制箱的傳輸電纜長度2Km。采用移動輕型橡套軟電纜（41.5mm2），分布電容0.06F/km，分布電感0.8mH/km；分布電阻（單芯）12.8/km。傳感器的接線端子之間、接線端子與外殼之間的電氣間隙和爬電距離均2.0mm。外形尺寸：測速輪159100mm，顯示部分1409060mm。撕裂傳感器1在124mm124mm面積的導電橡膠板上，物料質量達到動作值或大于動作值，傳感器輸出導通狀態(tài)。2在1000mm250mm面積的受料板上，無物料，傳感器輸出截止狀態(tài)。3導通狀態(tài)時2V(灌入電流2mA電流)；截止狀態(tài)時100K。4 電氣間隙：2mm；爬電距離2mm。溫度傳感器額定工作電壓：18V DC；工作電壓：11.524.0V DC。 工作電流：60mA；動作電流：100mA。動作溫度及誤差：測試范圍（0100），出廠時設定為42；動作誤差不超過1；復原溫度及誤差：設置范圍（0100），出廠時設定為41；復原誤差不超過1；測量范圍及基本誤差測量范圍:(0100)（線性對應420mA或2001000Hz）?；菊`差：不超過2。響應時間：5s。輸出信號開關量信號：當測點溫