第07章 主运输带式输送机三遥系统1.pdf

7-1 第七章第七章 主运输带式输送机三遥系统主运输带式输送机三遥系统 第一节 控制对象 第一节 控制对象 枣泉煤矿主运输系统由 1 煤顺槽带式输送机2 煤顺槽带式输送机 中车场转载带式输送机和主斜井带式输送机等组成皮带机均采用 CST 软启动控制系统和皮带保护系统 CST 主控制器采用美国罗克韦尔公司的 SLC5主斜井皮带机驱动机房设于主斜井井口 主要受控对象见表7-1-1 监控点位见表7-1-2 保护点位见表7-1-3 表 7-1-1 控制对象表 控制对象表 序 号 设备名称 长度 m 功率 kW 速度 m/s 电压 等级 启动 方式 控制 方式 1 1 煤顺槽带式输送机 1054 2200 3.15 10kV 液力偶合器 远控 2 2 煤顺槽带式输送机 2510 4500 3.5 10kV CST 远控 3 中车场转载带式输送机 260 2280 3.5 10kV 液力偶合器 远控 4 主斜井带式输送机 1395 31600 10kV CST 远控 7-2 表 7-1-2 监控点位表 监控点位表 序 号 设备名称 起停 复位 返回 断相 漏电 闭锁 电流 DO DO DI DI DI DI AI 1 1 煤顺槽带式输送机 4 1 2 2 2 1 2 2 2 煤顺槽带式输送机 8 1 4 4 4 1 4 3 中车场转载带式输送机 4 1 2 2 2 1 2 4 主斜井带式输送机 6 1 3 3 3 1 3 表 7-1-3 保护点位表 保护点位表 序 号 设备名称 堆 煤 洒 水 跑 偏 打 滑 烟 雾 料 流 急 停 纵 裂 煤 位 DI DI DI DI DI DI DI DI AI 1 1 煤顺槽带式输送机 1 1 12 1 1 1 2 1 1 2 2 煤顺槽带式输送机 1 1 26 1 1 1 2 1 1 3 中车场转载带式输送机 1 1 4 1 1 1 2 1 1 4 主斜井带式输送机 1 1 15 1 1 1 2 1 1 7-3 第二节 系统配置 一 第二节 系统配置 一系统结构 系统结构 枣泉矿井主运输带式输送机系统主干网采用 ControlNet以下简 称 CN控制网网络设一个中心站一个主站和四个分站分别是生产 指挥中心中心站主井驱动机房主站主井驱动机房分站中车场分站 和两个采区顺槽分站总站和主站之间采用工业以态网光纤连接主站 与各分站之间采用控制网冗余光纤连接系统网络主干为树干型总线 型结构分别在生产指挥中心主井驱动机房采区变电所设三处光 线中继适配模块在各控制分站转为同轴电缆网络连接各子系统 PLC 控 制器或网关模块各分站由 CPU 通过 I/O 及 DeviceNet 网络对现场设备 控制及采集数据 控制站的主要功能是通过设备网对变电所内的高低压进线柜及馈 电柜进行控制采集所需的电参数包括电压电流功率功率因数 频率电量等 二 二生产指挥中心中心站配置 生产指挥中心中心站配置 指挥中心内设置两台工业控制计算机作为监控和通讯终端完成枣 泉煤矿井下调度监控任务两台监控计算机功能一致能完成相同的控 制任务当其中一台计算机发生故障另一台计算机可不受影响的完成 相关的工作保证了相同的可靠性另设一台连接信息网报警通讯机 并连接 1 台 A3 幅面喷墨打印机完成故障时报警打印任务 7-4 三三主井驱动机房主站配置 主井驱动机房主站配置 1硬件配置 主井驱动机房内设置两台工业控制计算机作为监控和通讯的分控 终端经过生产指挥中心授权后完成枣泉煤矿井下调度监控任务两 台监控计算机功能一致能完成相同的控制任务当其中一台计算机发 生故障另一台计算机可不受影响的完成相关的工作保证了相同的可 靠性并连接 1 台 A3 幅面喷墨打印机完成故障时报警打印任务 主井驱动机房内设置1台EtherNet via ControlNet的ControlLogix 网关及井下监测信息备份服务器配置 1 台在线式 UPS 电源保证控制 设备的正常运行 ControlLogix 作为美国罗克韦尔公司最新的系统控制器将顺序控 制过程控制传动控制和运动控制以及通讯和最新的 I/O 技术集成在 一个小型的平台里ControlLogix 是模块化的用户能够有效的设计 建立和更改平台从而极大的节省了培训费用和工程实施费用 ControlLogix 控制平台具有下列特点 无缝连接易于和现有的 PLC 系统集成现有网络的用户可以 与其他网络上的程序控制器透明的收发信息 快速性ControlLogix 平台通过背板提供了高速数据传输而 ControlLogix5000 控制器提供了一个高速控制平台提供了一个模块化 的控制方法 可升级根据您的需要增加或减少控制器和通讯模块的个数 7-5 可在一个机架内使用多个控制器 工业化提供了一个硬件平台可耐受振动高温和各种工业 环境下的电气干扰 集成化建立了一个集成了多技术的系统平台包括顺序控制 运动控制传动控制和过程应用 结构紧凑适用于控制高度分散并且配电盘空间有限的应用场 合 2软件配置 由于在监控系统中采用了多种自动化设备及多层的网络结构因此 系统中需要安装大量的与之相应的开发运行软件网络组态软件和控制 器编程软件 1计算机操作系统 操作系统为 Windows 2000 专业版 2开发运行软件平台 开发平台软件为 Rockwell Software 公司的 RSLinx Gateway 英文版 其中 RSLinx Gateway 为通讯服务软件完成上位监控组态软件与 ControlLogixSLCPLC 控制器的通讯任务RSView 32 为上位计算机 监控组态软件主要是用来进行数据采集及系统控制通过数据与监控 画面的有机组态使调度员可以方便的通过监控画面对系统进行监控和 相应的操作控制完成对生产系统的实时监控 3网络组态软件 网络组态软件主要包括 ControlNet 和 DeviceNet 网络的组态配置软 7-6 件即RSNetworx for ControlNet及RSNetworx for DeviceNet它们是用来配置网络节点带宽以及合理分配网络上的 信息流量 4控制器编程软件 系统中安装了三种 Rockwell Automation 下属 AB 公司的控制器即 PLC5SLC500 及 ControlLogix5550针对它们的编程分别应用三种 Rockwell Software 的编程软件 即 RSLogix5DeviceNetRSLogix500 RSLogix5000 RSLogix5 是 PLC5 的编程软件主要是用于编写 PLC5 的系列控制器 的梯形图控制程序RSLogix500 是 SLC500 的编程软件主要是用于编写 SLC500 系列的控制器的梯形图控制程序这两种软件的使用是基本相似 的 均是采用传统的 16 位控制器地址编码方式 如输入的地址编码为 I XXX/XX输出的地址编码为 O XXX/XX中间继电器的地址编码为 B3 XXX/XX定时器的地址编码为 T4 XXX/XX计数器的地址编码为 C5 XXX整型字的地址编码为N7XXX浮点数的地址编码为F8XXX 等等它们较适合有 PLC 编程经验的工程技术人员使用 RSLogix500 是 ControlLogix5550 的编程软件主要是用于编写 ControlLogix5550 系列控制器的梯形图控制程序这种软件的使用与 RSLogix5 RSLogix500 有所不同它是针对目前的 32 位 CPU并应用 类似计算机高级语言的变量定义方式进行地址编码故而较适合有高级 语言编程基础的工程技术人员掌握 7-7 四四主井驱动机房分站配置 主井驱动机房分站配置 主井驱动机房分站主要负责主井带式输送机及主井驱动机房的高 低压配电同时又是整个生产运输系统的控制中枢负责对系统中其他 控制点的信号处理及设备闭琐主井驱动机房控制站设于配电控制室内 主控制器采用 ControlLogix 控制器 DeviceNet以下简称 DN设备网采用 1756-SDN 扫描器模块它通 过 4 芯电缆以总线方式连接高低压开关柜内的 PM3000 电力监控模块及 FLEX I/O构成局域设备网络以实现设备状态参数采集和输出控制 FLEX I/O 是一种用于分布式应用的灵活低价模块化的 I/O 系统 它具有较大的基于框架的 I/O 系统的所以功能而空间要求很小在 使用 FLEX I/O 时 可以独立选择 I/O 类型和网络类型来满足应用的需求 FLEX I/O 系统可以通过适配器在远程 I/O 链路 ControlNet 和 DeviceNet 上进行通讯在系统需要变化时可以添加设备每个 FLEX I/O 系统至 少包括一个适配器一个基座和一个 I/O 模块可以用一个 FLEX 电源或 者任何其他兼容性电源为这个系统供电 主斜井带式输送机安全保护等设备与下面的井下带式输送机的 相同 主斜井带式输送机系统配置图见图 7-2-1 7-8 7-9 五五井下带式输送机控制分站配置 井下带式输送机控制分站配置 1 煤2 煤顺槽带式输送机和中车场转载带式输送机控制点设于井 下变电所中为二合一控制站即带式输送机监控和变电所三遥共用硬 件平台采用 ControlLogix5555 处理器进行数据采集及控制通过 1756-CNBR 控制网接口模块连入控制网中 带式输送机控制分站通过 ControlNet 网络连至主井驱动机房控制分 站上的 ControlLogix 主机将顺槽皮带及其它卸煤设备的起停连锁控制 及参数采集全都纳入 1 个统一的控制系统之中 带式机电控系统主要由隔爆兼本安型带式机控制分站本安型操纵 屏以及安全保护等设备组成 1带式机控制分站 控制分站采用 KJD15 矿用隔爆兼本安型控制器完成整个系统的数 据采集设备控制信息传输及网络通讯 装置有各种继电器转换板中间继电器本安电源模块接触器 输入/输出隔离板 本安/非本安隔离板等 用于本安/非本安信号的转换 输入信号的隔离放大及输出控制外围设备等 控制分站的控制核心器件是可编程序控制器采用 AB 公司的 ControlLogix 控制器用于集控就地检修工作方式下程序控制带 式机PLC 有通讯接口模块可接入井下 ControlNet 网并提供完整的 控制变量表控制系统能够在线诊断并且其控制程序可在地面主机在 线下载 2本质安全型操作屏 7-10 操作屏由液晶显示器采用 AB 公司的 PanelView和操作箱组成对 带式机实施控制操作和监视带式的运行工况 操作屏可以就地监视电动机电流带式机速度拉线急停和跑偏 开关的动作位置等各种保护状况以及显示带式机的正常运行工况和各种 故障状态 通过操作屏的各种操作控制按钮可以进行工作方式选择和就地 控制带式机 3安全保护 安全保护系统具有带式机打滑堆煤满仓煤位超温洒水烟 雾温度沿线急停跑偏断带撕裂和语音系统等多种保护和装置 智能跑偏/拉线保护对带式机运行当中的跑偏故障进行保护和沿 线出现紧急情况时进行紧急停车由于选用的智能跑偏/拉线开关在操 纵台上可以监视到智能跑偏/拉线开关的动作位置以便及时发现故障地 点进行处理恢复生产 堆煤保护监测上煤点是否堵塞出现故障能控制带式机紧急停 车 烟雾保护监测驱动部因机械摩擦产生的烟雾并能提供信号控 制带式机紧急停车 超温洒水保护对驱动部发生火灾进行停车洒水保护 打滑保护带式机上安装测速传感器连续监测带式机的速度 并提供打滑保护信号 煤位监测通过监测传感器可以连续监测煤仓的煤位信号 7-11 温度保护通过设置在电机上的温度传感器可以连续监测电机温 度并提供温度超限报警 断带保护通过断带保护传感器监测带式是否断裂并能提供信 号控制带式机紧急停车 撕裂保护通过纵撕保护传感器监测带式是否纵向撕裂并能提 供信号控制带式机紧急停车 带式机语音电话系统在带式机沿线根据需要可以单独设置一 路电话系统进行通话联络 控制分站结构图见图 7-2-2井下控制分站配置图见图 7-2-3 操作屏 胶带机监控分站 启动开关 电机 急停 跑偏 扩音电话 急停急停 跑偏跑偏 洒水灭火装置 断带保护装置纵撕保护装置 电机 电机启动开关 启动开关 ControlNet 图 7-2-2 主运输带式机控制分站结构图 图 7-2-2 主运输带式机控制分站结构图