自动化培训讲义

唐山开诚电器有限责任公司2007年煤炭行业自动化技术交流会第一部分副井操车信号系统第二部分皮带保护控制系统第三部分主井自动装卸载系统第四部分水泵排水控制系统第五部分信·集·闭电控系统第六部分全矿井综合自动化系统主讲：LiuLizhi/刘立志唐山开诚电器：技术部电话：[phone]传真：[phone]手机：[phone]E-mail:[e-mail]第一部分煤矿副井提升信号及操车一体化控制系统煤矿副井提升信号及操车一体化控制系统副立井担负全矿矸石的提升和人员、材料、设备、大件等的升降作业任务。PXK-2型PLC副井操车信号电控综合控制系统采用进口可编程序控制器作为主机。系统简介•增强了操车信号系统在各种作业条件下动作的可靠性，监测的准确性，进而提高了矿井提升的工作效率，保证了操车执行机构、监测机构的正常工作，缩短了维修时间，减少了故障率，具有可靠性高、抗干扰能力强，平均无故障工作时间长，适应性好等优点。•电控结构为上井口矿用一般型标志“KY”，下井口隔爆兼本质安全型。控制系统与监测系统由PLC主机、电源、按钮、磁性开关、传感器、等元件组成。并可根据现场实际情况而定，现场编程。重点介绍PXK-2型绞车提升信号操车控制系统项目重点国家级火炬计划项目证书遵循的设计原则•遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先；•技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展；•充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用；•网络通讯功能强大，易于与其它系统集成。遵守的主要现行标准，规范•电控系统设备的技术和制造应符合适用的最新版国家标准（GB）和行业标准。井下的电控装置配电装置不低于矿用一般型设备。•——《煤矿安全规程》（2001版）•——《电控设备第一部分：低压电器电控设备》（GB4720）•——《电控设备第二部分：装有电子器件电控设备》（GB3797）•——《爆炸性环境用放爆电器设备通用要求》（GB3836.1）•——《爆炸性环境用放爆电器设备本质安全电路和电气设备“i”》（GB3836.4）•——《矿用一般型电气设备》（GB12173）•——《煤矿通信、检测、控制用电工产品通用技术条件》（MT209）•——《设备可靠性试验》（GB5080.1～7）•——电控装置的电磁兼容性符合《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》（GB4859.-84）•IEC144《低压开关和控制设备的外壳防护等级》•ANSI488《可编程仪器的数字接口》•ISA-55.2《过程运算的二进制逻辑图》•ISA-55.3《过程操作的二进制逻辑图》•ISA-55.4《仪表回路图》•矿用防爆型设备应具有“防爆合格证”、“MA标志。使用条件•环境温度：-20℃～+55℃•相对湿度：95%(不结露)•环境气压：80～106KPa•耐压：AC1500V1分钟•绝缘电阻：DC500V在5MΩ以上•工作环境：无严重淋水和滴水的环境中使用•矿井瓦斯等级高瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险。系统网络图电控系统的控制方式•半自动操车系统——电控操作人员在接到引进的提升信号系统的允许操车常闭接点信号后，按下动作按钮后，操车系统设备安工艺流程及闭锁要求依次动作，自动运行一个操车循环，操车作业完成后，操车电控系统向提升信号系统提供一个常闭接点允许发出开车信号。•手动：操车系统操作人员通过按钮和转换开关控制各设备的动作，被控制设备之间应有严密的闭锁，受各个设备的传感器控制。•点动：各设备之间没有闭锁关系，一般情况下点动为调试时使用。•检修：所有设备封锁不能动作，在检修期间，控制台应有明显的灯光显示。•正常时以半自动或手动控制方式为主。信号系统功能•具有声光兼备，上位机显示功能。•有急停信号报警功能（可与绞车安全控制回路联接）。•有信号之间闭锁。•有信号指令，绞车开车回路的闭锁。•有水平（井口）、井门、摇台、阻车器等设施的闭锁功能和闭锁显示。•有水平信号之间的闭锁，一个水平发开车信号后其他水平发不出开车信号。•有闭锁扩展功能。•有急停扩展功能。•有急停记忆功能，和信号自保持功能。•有提升次数的记忆及提升指令存储功能。•有提升类别，选择显示功能。•有与信号指令发出显示相同步的打点音响功能。•有备用信号系统。•有双工扩音通讯系统。•同时本系统还可以根据现场情况对各点工作状态的监视、报警。•有语言报警功能。操车信号电控系统•根据工艺布置的需要，操车电控系统可与信号系统有机联系在一起。各个水平之间通过485网络连接。•电控系统具有控制方式新颖，操作简便，控制灵活，安全逻辑闭锁完善，符合《煤矿安全规程》的有关规定，并可根据现场实际情况修改或重新定义，进行现场编程。•操车信号系统控制显示台为LED超高亮模拟显示屏，此种显示能清晰明确地显示操车信号电控系统各设备的运行及位置情况并具有汉字显示与语音提示功能。•整个电控系统结构紧凑，功能全面，工作稳定，性能可靠，抗干扰能力强，平均无故障工作时间长，适应性好，并具有良好的防静电措施。传感器传感器能够精确、灵敏、可靠地检测被控设备的动作状态、位置、工作距离大于8cm，线性度误差极小，重复性好，抗干扰能力强，易安装，防护等级IP67，本质安全型。设计结构•控制显示台为封闭式台体结构，台面采用不锈钢板，黑色腐蚀字标注。直流电源模块、PLC、控制元件、显示元件、模拟信号单元等都安装在本控制台内，壳体防护等级IP54，并满足矿用一般型（标志“KY”）的要求，适应环境的需求，元件模块化，标准化程度高，外型美观，装配牢固，维护方便。•为防止凝露现象以及潮湿气流腐蚀内部的电器设备，井下操车信号电控系统控制台体设置空间加热器，以确保控制台内电器设施的干燥。•控制电源由成套提供的低压配点箱供给，经降压隔离、整流后向PLC和电磁阀供给电源。电控系统具有传感器自动检测、按钮故障检测的功能，并可与矿井生产监控系统联网的功能。操车信号电控系统的闭锁功能•引进的提升机信号系统与操车控制信号系统之间的闭锁，即操车系统动作不完毕不能发信号，信号发出后摇台、井门、前阻等相关设备不能动作（检修状态除外）；操车系统各执行机构程序之间的闭锁。•当1#提升容器的提升方式为提人时（提人信号由在同一控制室的信号显示箱显示），操车控制台模拟显示信号“提人”灯亮，除进出侧摇台、安全门可以打开外，其他设备全部闭琐。•当提升方式为下大件时，操车系统解除闭琐。下大件工作方式操作时，设有保证安全工作的措施，以保证安全操作。•操车信号电控系统出现故障报警后，必须查明故障原因，进行故障复位后，方可再次运行。部分图片实例部分图片实例操作台智能组合开关快开门隔爆控制箱操车系统显示为“双显示”，即控制显示台为LED超高亮模拟显示屏和嵌入式触摸屏两种（触摸屏与信号系统公用一块）显示，此两种显示能清晰明确地显示操车电控系统各设备的运行及位置情况并具有汉字显示与语音提示功能。语言告警装置PXK-2型PLC副井提升信号操车综合控制系统梯形图编程低压配电装置•电控系统低压配电装置，其进线单元为双电源自投装置，其供电范围除操车电控系统设备外，操车系统配电还包括副井井口房的：进车侧调度绞车（7.5KW）•井下采用隔爆开关控制。•一次回路主要元器件为：双电源自投装置、断路器、接触器、热继电器等。•二次回路主要元器件为施耐德品牌的按钮、指示灯、转换开关、电流表、电压表、继电器等优质电器元件。简单维修•当PLC上“BATTERY”的LED灯亮后，说明PLC内锂电池已不能再用了，应尽快更换新的锂电池（型号：F2-40BL），并应在1-3分钟内完成。在更换电池前应让PLC工作一会儿，以让PLC电源电容器充满电。•PLC输入LED灯不亮，一般情况下为外部信号输入元件故障，应仔细检查外部信号输入信号元件（如各传感器等）。•PLC无电可能是由于车房整流电源板熔断器断路，打开整流电源板上盖，更换新的保险管。•车房微机显示器不显示或显示不正常。原因有：显示器与微机联接插头松动或微机有非正常停机操作。请检查连接线插头和按正常程序开关机。•各部位（井口，井下）信号发不出去，可能是按钮端子松动或断线；各联接线插头接触不良，连接电缆端子接触不良或断线。•上井口或下井口信号箱的显示屏上有各种信号显示，但不能传送出去，可能是通讯模块的插头或端子松动所致。应将插头插好或将接线端子压紧。•设备（机械）到位，但无显示，即信号无输入，原因为：传感器故障或连接导线断路。请检查或更换传感器或连接电缆。•信号传输、显示均正常，但绞车开不起来，原因是车房显示箱内执行继电器故障。请检查信号执行继电器是否松动，接点输出线是否断路。•上、下井口之间无呼叫信号，应检查呼叫钮、端子或连接线及传输电缆、电话板端子是否松动，音频通讯电源开关是否正常，电源板内熔断器是否断路。•通讯系统通话不正常。原因：（1）送话器开关故障；（2）电话板端子松动或屏蔽线断线；（3）送话器插头接触不良。第二部分皮带运输机集中控制、保护、监测系统系统实施的必要性•胶带机原煤生产运输系统运行安全可靠与否直接影响矿井的经济效益。为提高系统的可靠性和安全性，实施集中监控，实现系统的综合保护和集中监控，是十分必要的。•胶带运输机集中监控系统实施后，可使原煤运输系统更加安全可靠，保证运输畅通，提高运煤能力，降低事故率，减少故障处理时间，为矿井生产减少运行费用，提高运行效率，达到管控一体化,为实现数字化现代矿井打下良好的基础。建设目标•唐山开诚电器有限责任公司生产的智能皮带机集中控制、保护与监测系统是应用于矿山皮带运输自动化的高科技产品，本系统是以《煤矿安全规程》为依据，总结矿山运输过程中所出现的事故，本着安全性高、实用性强、具有先进性的特点而研制开发的新一代综合控制系统,经过省部级专家鉴定为:技术上达到,国内领先水平。•集控系统与调度电话系统、工业电视系统一起，构成一个完整的操作、调度、监视网络，实现对整个系统的遥测、遥信、遥控。该系统可实现提高生产效率、减少现场操作人员、提高设备安全性和生产安全性等目标。遵循的设计原则•遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先；•技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展；•充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用；•网络通讯功能强大，易于与其它系统集成。遵守的主要现行标准，规范•GB4796《电工电子产品环境条件》•GB20062《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》•GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》•GB4720-84《低压电器电控设备》•GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施式及验收规范》•IEC144《低压开关和控制设备的外壳防护等级》•ANSI488《可编程仪器的数字接口》•ISA-55.2《过程运算的二进制逻辑图》•ISA-55.3《过程操作的二进制逻辑图》•ISA-55.4《仪表回路图》•《煤矿安全规程》2001版•MT209煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求。•MT571.1煤矿用带式输送机监控系统•MT817煤矿用带式输送机电控装置•MT872煤矿用带式输送机保护装置技术条件系统适用环境•工作温度-10～60℃•存储温度-40～85℃•海拔高度1000～1400m•工作湿度5～95%，无冷凝，（+25℃时）•抗干扰性距电子设备1.2m处发出的电磁和射频干扰(频率400～500MHz，功率5W)，不影响其正常工作。•保护等级IP54（现场）•防爆类型隔爆，本安，煤矿井下有瓦斯、爆炸煤尘危险环境或地面严酷环境系统网络•综合操作中心位于地面中央控制室。系统采用ROCKWELL公司PLC，控制主站与控制分站之间采用AB开放的网络总线结构CONTROLNET,控制分站与传感器之间采用CAN总线结构联接，控制主站与综合操作台的监控上位机之间通过ETHERNET/IP网络联接。控制分站负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，可对整