针对第三方的井下胶带机集中控制系统，矿井自动化系统通过FSK, 以Profibus DP/FDL或DH+实现对井下胶带机保护和集控系统的接入。

 

Ø  先进性：系统为当今工业控制系统的领先产品，可对整个矿井输送机生产过程进行集中监视和控制，能实时采集和显示现场各生产环节设备的运行状态，具备数据处理及同全矿井综合控制系统联网的功能。

Ø  可靠性：整个系统具有足够的可靠性，除可完成设备运行控制、实时监控生产状态和各种工况参数及设备运行状态外，还具有准确的自诊断功能和故障隔离和排除功能。

Ø  可扩展性：系统的软硬件配置留有充足的扩展余量，以保证将来的技术和产品的升级。

Ø  抗干扰性：系统采取先进的抗干扰措施，保证设备安全可靠运行。

为使用现代化信息技术，充分发挥煤矿管理信息网络和各生产控制系统应有的功效，实现管控监一体化的理想格局，并达到减员增效的目的。对胶带机运输组成原煤生产运输的集中监控系统，由地面计算机统一管理，对整个生产系统进行自动化控制。并配以工业电视进行图像监视。组成原煤生产运输的集中监控系统后，可达到如下效果：

Ø  起车时避免了只能单机逆煤流启动、开车的时机均靠各皮带司机人工掌握、且系统启动时间较长的缺点，这样就大大提高了生产的运行效率，避免了胶带机因空转而造成不必要的浪费。

Ø  正常停车时避免了由于线路较长各皮带的停车时间是由司机人工掌握，从而给操作人员带来的麻烦；避免了由于司机掌握不好造成皮带上压煤，给下次起车造成重载起动的缺点。

Ø  集中运行后，皮带可不设操作人员，从而实现减员提效。

Ø  系统形成了管控监一体化格局。

Ø  操作平台更直观方便，人机界面更丰富。

Ø  显示功能丰富，动态效果更好。信息处理量多。

A.     实现原煤胶带机主运输系统集中监控与分布式控制相结合，取消各级胶带机的操作人员。系统具有严密的逻辑控制功能以实现逆煤流或顺煤流自动起车；顺煤流自动停车。在设备故障紧急停车时以故障点作为系统故障分界线，实现煤流上部的设备紧急停车。系统具有集控自动、集控单机、就地控制等功能.模式。

B.     建立完善胶带机电机电流、电机温度、油温、带速、跑偏、打滑、纵撕、烟雾、急停等保护功能的地面控制室显示，操作员能够识别皮带机的急停位置、跑偏位置，能够使控制室操作员能够正确判断故障性质，发出正确的报警、停车指令，实现皮带机沿线故障检修的高效性。

C.     控制室实现各皮带机保护的投入与屏蔽功能，实现边检修边生产，最大限度满足矿井的生产。

D.     实现系统控制网络与综合自动化网络的无缝连接，使综合自动化网络能及时获取所需的信息。

E.     系统具有极高的开放性，保证在采区延伸或矿井扩建时新增胶带机的接入。

F.     系统具有极高的灵活性，适应矿井搬家到面的需求。

 

塔山矿井是年产1500万吨的特大型现代化矿井，本着技术先进、运行可靠、配置合理、组网灵活、网络开放的原则，整个矿井输送机监控系采用可靠的告诉控制级通讯网络、优化的运行策略将各独立的皮带机纳入矿井监控系统，从而形成综合自动化控制网络。

在地面控制室设立输送机监控工作站，实现原煤运输系统的集中监控。矿井输送机的运行状态、皮带机的起停控制，给煤机控制、破碎机控制等操作全部在地面控制室大屏幕显示操作完成。从而形成完美的塔山矿井输送机自动化监控系统。由于矿井输送机距离较长，分布较广，顺槽输送机需要经常搬家倒面，矿井正常生产中的新增皮带机设备，考虑到各皮带机电控预留的电气通讯接口的及现场施工，因此，矿井输送机监控系统的通讯介质尽可能选用通讯电缆实现。

矿井输送机监控系统采用就近原则，即对于距离矿井监控各级分站比较近的皮带机电控，采用双绞线通讯直接到矿井各级监控分站。对于距离矿井监控分站较远的输送机电控，采用建立中继站，通过中继站延长通讯距离，有中继站将输送机电控的信息纳入矿井各级监控分站。

 

由于矿井监控系统主干网络采用的是最先进的DCS，即100M的FTE网络，井下各级C200是最先进的监控站，他将其下的的各级监控分站纳入高速矿井监控系统。因此矿井输送机监控系统无需建立独立的输送机分站，只需在矿井各级监控分站装入各种通讯卡件即可将各个皮带机纳入矿井监控系统，从而实现矿井输送机监控系统，具有投资小、见效快的特点。

系统框图1如下：

 

框图 1

对于通讯协议统一，各个皮带机电控通讯距离在各级监控分站所容许的的通讯距离内，可以采用树形、星形、总线等多种网络拓扑结构，见框图2

 

 

 

 

 

框图2

 

此外对于现场存在无法通过通讯方式实现的皮带机等其他设备，如给煤机、破碎机等没有纳入皮带机电控的设备，为了实现对这些设备的可靠控制，应建立小型的皮带机远程I/O，皮带机电控与远程I/O采用点对点硬接线方式，最终由远程I/O将皮带机纳入矿井输送机的各级分站，实现对这些设备的可靠控制。见框图3。

 

 

 

 

 

                                                  框图3

Honeywell联合全球多家自动化产品公司开发了250多种通讯协议通讯卡件可供选择，可同PROMOS，SIEMENS，Mitsubishi，AB，Omron，GE等厂家的控制器实现互联互通，即使采用单板机也可实现正常通讯。

常用的通讯协议有：

Ø  Profibus-DP

Ø  ControlNet

Ø  DeviceNet

Ø  CC-Link

Ø  ModBus

Ø  ModBus Plus

Ø  Serial

Ø  Ascii

Ø  EtherNet

Ø  InterBus

Ø  FieldBus

Ø  CanOpen

Ø  AS-Interface

Ø  WordFIP

Ø  Genies

Ø  Data Highway Plus

实现Dodge CST，ACE 皮带机，天津贝克，天津华宁、CHP11, CHP33, 安控开关， SIEMENS变频器，国内其他皮带机厂家电控的通讯建立。

 

在这些通讯些集中，通用型比较多的是Modbus RTU协议，

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

 

v  井下输送机

在每个盘区皮带机机头范围内设置一个C200远程监控站，此监控站负责对该盘区所

有的皮带机进行监测与控制。对于通讯方式而言，CST采用DH+，Promos皮带保护采用Profibus-FDL FSK，皮带秤采用Modbus RTU。

远程C200监控站与各变电所的C200监控站采用ControlNet光缆实现连接，最终由C200监控站将信息并入全矿井自动化系统。

    远程C200监控站与Promos、Dodge CST、皮带秤之间的通讯协议如下：

Ø  Promos: Profibus-FDL FSK

Ø  Dodge CST: DH+ Fiber

Ø  皮带秤：Modbus RTU

 

控制室监控站作为矿井监测监控自动化平台的工作站，与综合信息网络联接，实现信息共享。并作为输送机监控子系统的工作站完成输送机运输系统的监控功能。矿井输送机监控系统具有集控自动，集控单机，就地控制等3种工作模式。

 

关于输送机的集中分布控制的握手信号应答方式有2种，第一是握手信号由地面控制室发出，第二是握手信号由各输送机发出。根据煤矿安全生产的特点，分布控制较集中控制更方便灵活的特点，我们采用第二种握手信号方式。

 

Ø  在集控自动和集控单机模式下，需要集中控制的输送机电控均都需向地面控制室发出“集控”请求，地面控制室确认接收到各个输送机电控的“集控”请求后，才能执行集控自动和集控单机控制。由于整个矿井输送机是一个集中控制系统，任何输送机的起停控制失败将导致灾难性的后果，因此这个“集控”请求信号在整个输送机集控过程中必须一直保持“ON”状态，这个状态是控制室与各皮带电控建立控制级通讯的握手信号，是必需的

如果煤流中有任何一台输送机没有向地面控制室发出“集控”请求，则控制室无法完成此整个煤流运行控制。但是控制室根据严格的软件连锁关系可以起停控制已发出“集控”请求的输送机。

向控制室发出“集控”请求信号的输送机在本地无法启动输送机，但任何情况下可以停止输送机，并且皮带保护动作只要动作也将导致输送机停车

控制室可以屏蔽和投入皮带保护。

给煤机控制：根据装载煤仓煤位自动控制对应的给煤机，或在主站上进行单机控制。

 

Ø  没有向控制室发出“集控”请求的输送机则只能就地由本地司机控制运行。

Ø  控制室向各输送机可以打点，发出“启动”,“停止”,“信号”，“急停”等控制信号。

 

全线逆煤流起车、顺煤流停车。

由地面监控主机操作员发出开车指令，按照设定的流程及联锁关系通过井下相应的各级分站，向各个胶带机电控发出开车命令；各胶带机电控收到开车命令后，自动发起动预告，然后起动相应电机，各种阀门及相关设备，各个皮带开始逆煤流完成起动运行。当控制室发出停车指令后，系统按照顺煤流原则依次停车。如果某台输送机故障导致停车，则与该皮带有闭锁关系的设备也将停止运行（如后方胶带机），但故障点前面的输送机继续运行。当这条输送机故障消除后，由操作员确认无报警后可继续启动这条输送机及其后面的输送机。

 

由地面监控主机操作员根据生产需要点动单机起停每个输送机，给煤机，破碎机等设备，输送机设备间间具有连锁与解锁功能，输送机设备间是否保持严格的连锁关系，可由操作员选择。这种方式主要是为了检修和调试所用。

 

如果输送机没有向控制室发出且保持“集控”信号，则各自输送机的起停控制由本地司机控制，控制室仅实现监测与报警功能。

 

矿井输送机监控子系统的重点是网络的可靠性，工作量主要是软件方面和各个输送机厂家的协调。厂景系统使用PKS，关于PKS的强大功能介绍请参阅相关部分，这里不再单独介绍。

PKS软件组态各条输送线的流程，动态显示设备状态，实时与历史报警信息，历史报表的处理。

矿井输送机监控子系统监测信息分为设备监测与保护监测。

设备监测：输送机，主电机，给煤机，破碎机，制动器，CST油温油压皮带张力，皮带速度，皮带运量，分级筛，电极电流等，电机绕组温度，运行时间，煤仓煤位等。

保护监测：拉线急停及其故障地址，跑偏及其故障地址，打滑，纵撕，烟雾，超温洒水，堆煤，滚筒温度，轴承温度等。