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KTC101控制系统在矿井深部采区原煤运输系统中的研究应用

时间:2015-09-18  作者:王金和 范培宝 徐西鹏

摘要:本文针对矿井原煤运输系统自动化程度差,配置落后,科技含量低,占用人员多的状况,提出在矿井深部采区原煤运输系统研究应用KTC101控制系统。并对该控制系统主要设备、完成功能、和应用状况进行了介绍。
论文关键词:原煤运输,自动化,KTC101,控制系统,主要设备,功能,应用

二十一世纪是信息时代,随着社会信息化进程的快速发展,信息技术的应用已逐渐渗透到人类生存、活动的各个领域。在矿山生产领域,生产经营管理的高效性、实时性、安全性直接影响到企业的生产效益和成本控制。作为矿山的生产主力军——原煤运输系统也必须适应这一变化趋势的要求。也就是说整个原煤运输系统的建设、管理、调度应该向着信息化、智能化、可视化、集中加分布式控制化的方向发展――建立主运输系统的完善调度指挥中心势在必行。鉴于此,集控制、保护、监视、网上浏览于一体的远程生产指挥调度系统应运而生。新矿集团协庄煤矿在矿井深部采区原煤运输系统研究应用KTC101控制系统,取得了良好的应用效果和丰硕的经济及社会效益。

2 KTC101控制系统在矿井深部采区原煤运输系统中的研究应用

2.1 KTC101控制系统

2.1.1系统简介

KTC101系统是天津华宁电子有限公司于本世纪初新开发的,专门用于煤矿井下胶带机和工作面的集控制、检测、保护、通话、语言报警于一体的控制系统。系统采用了先进的工业嵌入式计算机(PC340)控制和现场CAN总线技术,完成集中+分布式控制,两条控制沿线4+4公里内不需要中继;主控采用10.4吋液晶显示屏,以彩色图形、动画、汉字的形式给出设备各种状态,无论是参数设定还是故障位置均以汉字显示;除电源箱外,系统其他所有部件均为本质安全型设备,从而使系统的密封至少达到了IP54标准,接插件达到了IP67。该系统现已广泛在煤矿井下使用,其功能强大、性能可靠、操作简单直观、维护便捷。

2.1.2 系统主要设备

2.1.2.1 KTC101-Z型控制器(本质安全型;防护等级IP54)

应用 图1 KTC101-Z型控制器

主控为嵌入式计算机(PC104),10.4吋彩色液晶屏动画、图形、汉字显示;主控器箱内输出20路,输入24路,两条沿线上输出28路,输入120路,单沿线控制、通讯距离最大4公里(两条沿线控制、通讯距离最大8公里);具有系统自检、强制闭锁、故障语言报警和位置显示功能;计算机带有RS232等串行接口的连接(可选配转换RS485接口),与全矿井监控系统无缝连接。

2.1.2.2 KDW101型电源箱(隔爆兼本质安全型)

功能 图2 KDW101型电源箱

KDW101型电源箱输入为AC127V(+10%~-25%);160W。 输出为2×DC18V(780mA);2×DC12V(1A);2×DC5V(1.2A)。

2.1.2.3 KTK101-2-HA型组合扩音电话(本质安全型;防护等级IP54)

控制系统

图3 KTK101-2-HA型组合扩音电话

KTK101-2-HA型组合扩音电话工作电压: DC18V(+10%~-25%),工作电流≤35mA,电池充电电流:15~35mA,电池容量:500mAh,失真度:不大于8%,功率:1.6W,声强107dB(双向放音)。

2.1.2.4 KDF101型多功能终端(本质安全型;防护等级IP54)

功能

图4 KDF101型多功能终端

KDF101型多功能终端能够接收、发送系统通讯信息,额定工作电压:18V,额定工作电流≤15mA。

2.1.3 系统完成的功能

2.1.3.1控制及报警功能

操作人员可在地面分煤流自动、集中控制各胶带机的启动和停车,各种控制方式间有可靠闭锁。控制信息发出后,出现不确定故障不能正确执行时,系统自动注销,不会引起误动作。

集中控制由计算机完成,操作人员在井上可直接通过鼠标对井下设备进行启停操作,并可根据实际需要实现设备的单启、单停;联启、联停;单启、联停;联启、单停等操作,井上基于安全性考虑工作人员都具备自己的专用密码,输入密码后才可进行操作,5s后自动注销。

就地控制方式下,操作人员分别在各条胶带机机头完成胶带机和给煤机的起、停控制。

井下设备检时,可打破胶带机连锁关系,采用检修方式控制,随时、任意启停任何一部胶带机或给煤机。

胶带机检修、调试过程中经常要点动电机,采用点动方式控制,可实现单个电机的点动。

具有同煤流方向互相闭锁功能,实现顺煤流停,逆煤流开,有效地杜绝胶带机的带载启动。如在煤仓接近满仓时,控制器通过适当的延时,使每部胶带机拉空后停机,既保证了胶带机空载启动,又能满足缓冲仓满仓时不出现堆煤现象。

通过按下沿线的急停按钮可实现紧急停机,并显示急停位置。

2.1.3.2显示功能

可在10.4吋彩色液晶屏及计算机屏幕上进行状态及参数显示,主要显示:被控设备开机率统计及显示、被控设备运行状态图形、动画显示、被控设备运行状态汉字提示、沿线闭锁位置显示、沿线电缆断路检测及断路位置显示、在计算机屏幕上动态显示全系统工况、主要保护、参数及每条皮带运行的有关信息,同时实时显示胶带机和各种保护传感器的工作状态、实时显示胶带机、给煤机的开停状态和煤仓煤位高度、显示胶带机的故障类型、故障发生时间及故障个数。

2.1.3.3保护功能

系统带有速度、温度、煤仓煤位等的连续量检测。通过对系统自带的速度传感器信号的检测,可以进行打滑、过速、欠速和断带保护。系统还可对电机的轴承温度、绕组温度,煤仓煤位等进行检测和显示。在参数菜单设定好每一个连续量的报警值和停机值后,一旦达到报警值,将自动报警,超过停机值,将自动停机(当然也可以设定为只报警,不停机)。

系统配有堆煤、跑偏、烟雾、环境温度等开关量传感器。可对堆煤、跑偏、烟雾、环境温度等进行检测和保护。并实现报警停机(当然也可以设定为只报警,不停机)。

2.1.3.4语音通讯功能

通过该系统胶带机巡检人员可随时与沿线人员通话,便于胶带机检修、联络,同时地面可通过AD电话实现与胶带机沿线的半双工通讯。

2.1.3.5扩展功能

控制器留有备用容量和接口,可以很方便地进行扩展(如增加胶带机的保护装置);分布式井下结构使系统具有良好的扩展性,(如胶带机随生产的发展而增多,可方便地增加胶带机监控站)。

2.1.3.6灵活的参数设置和密码保护功能

KTC101-Z型控制器就地带有所有检测及控制的参数调整功能。

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