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塔山全矿井综合自动化系统,霍尼韦尔工业自动化煤矿部王学斌,矿井综合自动化系统的定义,现代煤炭工业中的矿井综合自动化控制系统主要由信息管理系统、矿井环境安全监测监控系统、生产设备自动控制系统及工业视频监控系统等组成，是一个需要不断改造与升级、涉及全矿井所有生产领域的综合系统。矿井综合自动化控制系统将矿井各生产环节包括瓦斯监控系统、计算机监控系统、工业视频监控系统融为一体，在地面中央调度控制室就可实现对全矿井各生产环境和设备的监视和控制。管理层通过计算机即可随时了解安全、生产、财务、人事、运输等各种信息，实现全矿井统一调度及统一管理。,实现数字化矿井的意义,现代化高产高效矿井生产的需要；实现环境安全、人员监测、设备监控、物流、煤流系统的实时准确的监测和控制；对环境、人员安全和设备正常运转的预报警体系的建立；对实时及历史数据的分析和判断，指导生产、指定科学的计划；应用现代信息技术定制以功能数据库为基础的管理升级；对传统煤矿安全、生产和管理模式的革新。,结合煤矿自身的特点量身定制自然环境恶劣；电气本质安全的要求；工作面经常移动的特点；人员自动化信息技术水平的提高，思想观念与科技俱进；政府和行业管理条例的更新，引进当今世界先进技术。,真正意义上的数字化矿井如何实现,实现数字化塔山矿井自身优势,设计规模15Mt/a,定员600，世界第一大高产高效矿井；主要生产及电控设备定购当今一流的；全新矿井---易于规划和设计；从集团公司、地方到中央给予了高度的重视和支持，希望建设成为同煤集团公司乃至世界煤炭行业的一个样板工程。,神化大柳塔模式,系统采用AB的Contrologix分布式平台；主干网络5M的Controlnet光纤串接，最远10Km;子系统挂接SLC504系列PLC、PLC5和Flex系列PM3000电力监测仪；完成皮带驱动（CST）和保护（PROMOS）的监控，电力系统的监控；整个系统无本安设备，无安全措施，完成部分子系统的集成；信息平台没有门户管理设计，各系统（环境监测、工作面子系统、采煤机）自成一体没有形成一个完整的数据库结构，管理分散。,神化大柳塔模式总结,兖矿济宁3井模式,系统采用HoneywellPlantscape平台集成；主干网络采用57.6K的DH光纤串接，最远30Km;子系统采用SLC504系列PLC隔爆加安全栅隔离通道；只能放在大巷及各配点电，不能放在顺槽、工作面等本质安全区；完成环境监测、皮带硬电控制、电力监控、束管、压风机各子系统的功能和主、副井提升系统、提风机系统、10KV变电所和各工作站的集成；无本安设备和本安解决方案，工作面子系统和采煤机没有接入系统，无皮带保护和驱动的系统接入；数据量受网络传输速率瓶颈的制约；整个系统没有考虑信息平台的设计和整体规划。,兖矿济宁3井模式总结,霍尼韦尔及塔山项目目标,全球第76位，美国道琼斯工业指数30家之一，98个国家有分公司，11万人，年产值256亿美金（2004年）；专业做自动化，涉及航空、楼宇和工业全行业（包括煤矿、矿山），发明了世界第一套DCS系统TDC2000,行业标准的制定者,拥有强大的研发力量；煤矿项目涉及全矿井自动化及信息平台、选煤、煤化工、焦化、煤气化（安庆3M、枝江3M、煤转油（南非3M、神化7M）、火力发电（王曲10M及相关第三产业；基于塔山的建设规模和先进的设备基础，我们的工程范畴和目标是增强安全保障系统，提升矿井自动化水平，减少现场人员编制；全矿井实现设备、环境、人员数据自动化平台集成和视频系统；全矿井包括选煤厂信息平台的搭建和必要功能管理数据库的开发和使用；利用目前世界上最先进的技术、设备及优化的方案搭建全公司的大脑和神经网络系统；目标是调动霍尼韦尔全球的资源与塔山建设者们一道将塔山建设成为世界一流、超越大柳塔、济3的第一流现代化安全矿井，实现真正意义上的数字化矿井，树立塔山模式的煤炭企业品牌。,霍尼韦尔如何实现塔山数字化,EIP（网络信息平台）；CCTV（工业电视系统）；PKS（矿井综合自动化系统）；I.S（本质安全解决方案）；T每个隔爆兼本安C200区域控制中心，配置4条分布式93.75K-Profibus-FSK本安总线,无极性要求；每条总线可挂接32个本安IO和本安接口装置；所有网络传输（包括传感器）均采用普通铜质双绞线频率传输的本安解决方案，最远可传输25-80Km（据传输速率而异）；完成环境监测（第一优先级）、电力监控、皮带保护和驱动、核子秤、工作面子系统、采煤机的系统接入和启动、馈电设备的开停监测（第二优先级）；安全监测系统配置独立于其它系统；实时监控设备的运行、保护和故障参数，设置系统报警和断电值；完成人员监测系统、选煤厂子系统、扇风机子系统、热风炉及井口设备环境的系统接入；断电后上电系统自动回复；所有传感器、本安IO及C200均配置4小时后备电源；配置Eserver系统与信息平台链接；方案系统平台先进、设备本质安全、网络结构安全、系统和设备接口丰富、易于扩展、使用简单、生产过程中易于移动。,塔山全矿井自动化PKS系统方案介绍,塔山矿井综合自动化包括,1、全矿井综合自动化网络设计和布置；2、EServer和中央控制室；3、井下（首采面、1070、综掘面）环境安全监控；4、主井口、副井口、盘道进风井口、回风井口环境安全监测；5、井下首采顺槽皮带秤系统接入和监测；6、盘道扇风机系统接入和监测；7、主井热风炉热风出口温度监测和盘道热风炉系统接入；8、主井皮带、1070和顺槽皮带电控系统接入和监测；9、主井皮带、1070、顺槽皮带和综掘皮带保护系统接入和监测；10、井下所有单体启动器和馈电设备的开停、合断监控；11、井下首采临时变电所、1070皮带配电点和综掘配电点电力监测；12、井下首采工作面设备（电控保护系统和采煤机）系统接入和监测；13、选煤厂系统接入和重要信息监测；14、井下人员车辆监测系统接口开发和集成；,采煤机监控和保护,保护过载（截隔、牵引、液压泵、破碎电机）过热（截隔电机、牵引电机、泵电机、液压油、牵引变压器）缺水（冷却水）监测电流（截隔、牵引、液压泵、破碎电机）温度（截隔、牵引、液压泵、破碎电机、牵引变压器、滚筒高速轴）压力（润滑油、润滑水）速度（牵引）位置（采煤机）方向（采煤机）高度（摇臂）,本质安全解决方案EExibiaI,本质安全型特点,ProfibusFSK本安型现场总线接口，通讯距离不低于5---20KM；具有各种型号和信号类型的IO模块；所有设备间的连接仅通过一对普通的矿用铜质双绞线，无极性要求；断开、断电恢复后，自恢复功能；具有ModbusRTUMaster-RS485光隔接口；体积小，重量轻，接线采用快速插头，安装快速方便，特别适合煤矿的移动性生产，适合矿井的搬家倒面；具有FDLFSK通讯接口，可以与国外众多煤矿制造厂家的设备进行通讯，完全实现综采工作面自动化。如DBT、JOY支架、BF组合开关、Marco组合开关、安控组合开关、Allenwest负荷中心、塞特组合开关、DBT三机、JOY采煤机、Eickhoff采煤机、DodgeCST、ACE顺槽胶带机等。,,PBM01,,,,,,,,,,,,,,,,ExI-PROFIBUSDP93,75kbit/s,I,O,O,,,,,,,,,I,O,O,,,,,,,,,,,,,RS232,RS422/485,ZM20,,ETHERNET10BaseT和RJ45插座,,Flashcard,,PS2,,,,,,,,RUN,STOP,ERROR,WATCHDOG,PC/104,TEMPERATUR,欠压,,,,,用于ZM51系统的中央控制单元ExIATEX级别，支持Profibus和TCP/IP,,,,,,,,,,,,ProfibusCuFSK,本质安全区,,矿井下的自动化系统,,127VAC,Profibus93,75kbitPEcabletwistedpair0,8mm2distancemax.5km,I.S.ProfibusSub-Fieldbus93,75kbit0,8mmPEtwistedpairdistancemax.5km,塔山煤矿全矿井自动化系统,IP65本安箱,PBM01,PBM01,FGW11E,,,5VDC,,,,,,,NG3-12ib,,12VDC,,,,220VAC,壳体Z51-iST33,Profibus中继站ZM51,Profibus-调制解调器,Profibus-调制解调器,Rx,Tx,Tx,Rx,ProfibusMining,Profibus矿用,93,75kbit/s,93,75kbit/s,,Rep.,Rep.,Rep.,Rep.,,,,,,,ZM51Profibus,,ZM51Profibus,ZM51Profibus,ZM51Profibus,ZM51Profibus,ZM51Profibus,ZM51Profibus,,,,,,,井下自动化系统应用配置示例,5km,5km,5km,5km,5km,DP-Slave1,DP-Slave5,DP-Slave3,DP-Slave4,DP-Slave2,DP-Slave6,DP-Slave32,,,,,Profibus主,,,4,S9,S8,S7,R1,S1.1,S5,,,,,,,,,,,B1,S1,S4,S2,S3,S6,R2,,,,,,,,,,,,,B2,OVERVIEWMineinChina,IInterfaceZM20BBarrieriKNF5RRepeaterZM51SSubstationZM51,,,nonEx,,Surface,Underground,ZM51Fieldbus19200bit/sec,19200bit/sec,19200bit/sec,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CH4COVw,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ex,,,ExperionPKSProcessServer,,,,,,,,,,,FTE,LAN,,SubmasterZM51,C200HybridProcessController,,DP-SlaveZM20,,SubmasterZM51,DP-SlaveZM20,,,,C200HybridProcessController,,DP-Master1,DP-Master2,,I1,I2,,,,,,,,,OperatorStations,OperatorStations,acondition0,8mm2PEtwistedpair普通矿用铜质双绞线无极性要求,ProtocolZM51Fieldbus,ZM20,R,R,R,,,,,,,1km,5km,5km,5km,5km,,maximumfor93,75kbit/s3xRepeater,kHF2,,CH4,ZM20,5..15Hz,,ZM20,ZM20,ZM20,ZM20,ZM20,ZM51,,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,ZM51,,,,,,,,,,,,,ZM20,,,,,,,,,,,,,,,,HoneywellMaster1,2,3,4,,,,,Master4,Slave1.9,ExIMointoringBUSZM5119200bit/sec.,1xbarrieriKNF5,2x2barriersKHF5,,ExIProductionBUSProfibusDP93750bit/sec.,ExIProductionBUSProfibusDP93750bit/sec.,ExIProductionBUSProfibusDP93750bit/sec.,surfacearea,Surfacepowerarea,1070roadwayarea,principleofthedatatransmission,Slave1,2,Slave1,2,Slave1,2‘3,Productiondatapriority2,Environmentaldatapriority1,3xProfibusrepeater,,,,,,4xPBM01,,,,,,distance8,5km,,,,Distance5km,,,,Distance5km,,,,SM11MD511,,,,,,,,ZM20,ZM20,,,ZM20,,ZM20,,,,,,nonEx,,Surface,Underground,,ExperionPKSProcessR-Server,,,,,,,,,,,C200Controller,,,DP–Master2,,,,OperatorStations,PBM01,,,barriers4xKHF51xiKNF5,1070POWERCONFIGPLACE,FTEFiber,LAN,PBM01,PBM01,PBM01,,,,,,,,,,,,,,,,DP–Master1,DP–Master3,DP–Master4,,,,,,,,,,,dNG3-12ib,127VAC,profibusRepeater,PBM01,PBM01,,,PBM01,PBM01,,,PBM01,PBM01,,,,,,,,,,,,,UPS,,fourcables1x2x0.8mm2,Distance3700m,,,C200Controller,OneCable4x2x0.8mm2,,,,,,,,,MainMineCST,1070CST,SurfaceCST,FiberConverter,,OperatorStations,...6...,1070Roadway,SurfaceArea,SufacePowerArea,,,,,,,5VDC/500mA,12VDC500mA,,,,,,,,,PBM01,PBM01,,,ZM20,PBM01,,,1070mArea,ModbusKJF40A---1070PM,SM,,,,,,,dNG3,,5VDC2,5A,127VAC,I/0,,MD,,,,ZM12,,FGW,,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,12VDC,,,twistedpaircablePE2x0,8mm2,127VAC,toMaster3,,toZM20onground,ZM51protocol19,2kbd,,,RoadwayZM20,,,SurfacePowerArea,ZM20,PBM01,,,FDL/FSKBecker---1070MainBelt,PBM01,,,,,dNG3,,5VDC2,5A,127VAC,,,,,,,,SurfacepowerArea,ZM20,PBM01,,,ModbusKJF40A---SPM,SM,,,toMaster1,I/0,,MD,,,ZM12,,FGW,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,12VDC500mA,I/0,,MD,,ZM12,,,FGW,,,,,dNG3,5VDC/2,5A,,,,,127VAC,127VAC,,,,ZM51protocol19,2kbd,,,,tosurfacefacearea,From1070Area,,,,toRoadwayArea,ActiveStarcouplerunitSKA11,,,,,,,,MD,MD,MD,SKA,SKA,SKA,ZM20,PBM01,,,,,dNG3,5VDC/2,5A,,,127VAC,,PBM01,,,FDL/FSKBecker---RW1Belt,,,,ZM20,PBM01,,,ProfibusDP,,SurfaceFaceArea,ZM20,PBM01,,,,BB22444Eickhoff,,FDL/FSKBecker---Surfacesystem,toMaster2,,I/0,,MD,,,,ZM12,,FGW,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,12VDC500mA,I/0,,MD,,ZM12,,,FGW,,,,,,dNG3,,5VDC2,5A,,,,,PBM01,,,,SM,,,,dNG3,,,,,5VDC2,5A,127VAC,127VAC,,PBM01,FDL/FSKBecker---Surfacebelt,toRoadwayarea,tosurfacepowerarea,ModbusNuclearWeighingSystem,,,ZM20,PBM01,,,,,dNG3,,,5VDC2,5A,127VAC,SM,,,,,,,,I/0,,MD,,,I/0,,MD,,I/0,,MD,,,,,RoadwayArea,Roadway3,Roadway2,Roadway1,,,,ZM12,ZM12,ZM12,,,,FGW,FGW,FGW,,,,,,dNG3,UPS,NV2,,,,,,,,UPS,,,dNG3,NV2,,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,,I/0,,MD,,,ZM12,,FGW,,,,,dNG3,,,NV2,UPS,,127VAC,,,,,,12VDC500mA,12VDC500mA,12VDC500mA,12VDC500mA,,,,127VAC,127VAC,,,,tosurfacepowerarea,ZM20,PBM01,,,ModbusKJF40A---RWPM,SM,,,1070ZM20,,,dNG3,5VDC/2,5A,,,,,127VAC,,127VAC,,,,,,,,SKA,SKA,SKA,MD,MD,MD,,,MD,SKA,,,,,,,ActiveStarcouplerunitSKA11,ZM51protocol19,2kbd,ZM20,PBM01,,,,,dNG3,5VDC/2,5A,,,127VAC,,PBM01,,,FDL/FSKBecker---RW2Belt,,,,,,,,,,,,,,,,Shaftcable4x2x0,8mm2PE,,,,DataNetwork,,,,,2,ProfibusFSK,,,,,,,,,,,,,,,,,priority1,nonExsurface,underground,I.Scabledistributionboxes,,,,,,,,,,,,,,priority2,,,,,,,,,,,,,首采工作面控制闭锁通讯系统配置图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,**,**,**,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,**,**,**,**,**,**,**,**,,,,,,KJF21KWD10,KTK1D,KPG3,,,,,KTK1D,KPG3,,,,,KTK1D,,,,KTK1D,KPG3,,,,,,KFD1,,顺槽,,,,,KTK1D,KCC1D-4,前后溜子点动开关,前溜子点动开关后溜子点动开关后溜起动开关前刮板张紧闭锁后刮板张紧闭锁转载机张紧闭锁,,DBT-PMC-G,,KJF21KWD10,LINIE通讯,4-20mA电机电流,AW2000,20mA/RS232BB22444,,,,,,,,,KFD1,AST2,,,,,,,,,AW2000,,,,,,AST1,,,KFD1,无源接点,,,,,,,,,,,,通讯,,TEK1534,,,,,,,,KE3002,KE3002,KE3002,KE3002,KE3002,,,,,,,,,,,,,,,,,TEK1534,,,,,,泵站系统,控制联络线,动力线,通讯线,PROMOS线,,,AC127V,,,,AC127V,,,,,,,,,,,,,,,,KTK1I,,KFD1,,Waterflowmotorcoolingcrusher,,,,,FSK,RS485,,,FSK,RS485,Eickhoff,Becker,,,,,ProfibusprotocolFDL,,intrinsicallysafe„i“,,,,FSK,RS485,,,,,CouplerKHF2,,2x0,8mm2PEtwistedpair,,PBM01,,,,,,,,,,,I.S-powersupply,I.S-powersupply,C200Controller,,DPMaster,max.5kmwithPBM01,BB22444/DF1EN50014/20,FDLMaster,nonEx,,ZM20Slave1and2xSubmaster,SM111,,,,PBM01,,ZM51housing,PBM01,,,ZM51housing,,DPFSK-protocol,93,75kbd,max.244byte,TTY,20Ma,Z51-SM21,CH4H,L,CO,ZM12,ZM20,C200,现场实物配置示意图,Wv,2twistedpair,,现场传感器实物布置图,,,,,,,,,,CH4/CO/Wv三重安全冗余配置方案,系统配点电本安I/O箱,断电仪,,风量控制开关,,,,,CST光纤连接方案,,,,,,CST,C200,DHFiber,DHCable,,CST光纤穿腔连接方案,培训、工程保障和服务,人员培训8人---脱岗系统培训3周，现场系统培训1周；现场操作人员工程全过程参与---安装、调试、运转、操作；设项目经理1人，专业工程师8-10名（其中德国工程师1-2人）；完工后，一年的保驾运行和整个生命周期的24小时服务；,神化煤液化项目,