研华PAC产品在煤矿井下皮带输送监控系统中的应用

ApplicationStory系统需求矿井皮带自动监控系统以控制器PAC为核心，主要由信号监测装置、传感器、控制器、通信装置、上位机及其它设备组成。随着煤矿生产规模的扩大、生产效率的提高，对矿井皮带自动监控系统提出了更高的要求。1．煤矿井下的环境恶劣，这在一般的工业场合是没有的，矿井皮带自动监控系统必须考虑这些因素。震动：煤矿井下由于安装位置有限，设置的集中布置会造成靠近大功率设备的电气设备的震动会很大，要求皮带自动化监控设备具有极强的抗震动性能；干扰：煤矿井下的空间有限有时甚至是狭小，设备的安放位置有可能很集中，对于电气设备的电缆铺设有可能会相隔不远或是很近，大功率的用电设备与控制设备在一起，强电流高电压的动力电缆与控制电缆在一起，这样会有很大电磁干扰，所以在自动化设备的抗干扰方面应该注意；机械强度：由于煤矿井下的特殊性，有可能会有塌方、冒顶、煤石跌落的情况发生，这就要求电气设备机械结构设计要有良好的机械强度，防止意外的发生带来的损害。2、当皮带过长，数据无法正常使用信号线传输时，使用光纤传输方式。系统描述煤矿井下皮带自动监控系统以控制器为核心，主要由信号监测装置、传感器、PAC、通信装置、上位机及其它设备组成。皮带数据采集和控制系统：采用研华PAC产品APAX-5520KW实现对各设备状态的数据采集和控制。APAX-5520KW系列，主要由CPU、数字量输入输出、模拟量输入输出、通信单元等模块组成。APAX-5520KW通过工业以太网接口连接到上位机或矿统调系统。同时，通过以太网数据采集模块ADAM-6000系列模块实现了其它分散点数据的采集，并与上位机系统连接。本地服务器：本地服务器是由工业级嵌入式工业电脑UNO-2170和基于以太网组态软件WebAccess组成的案例名称：煤矿井下皮带自动监控系统行业分类：煤矿地点：项目介绍：带式输送机是矿井运输的关键设备，具有运距长、运量大、运行时间长等特点，皮带机的软起动、软停车、重载起动及过程控制问题是提高煤炭运行能力的关键。本系统带式输送机的电机驱动采用液力偶合器进行控制，同时可以减少电机起动时对设备的冲击力，延长输送机使用寿命，降低对输送胶带带强的要求；同时PAC控制系统对输送机系统中所有设备进行控制与逻辑闭锁，按照系统的工况要求起动或停止所有设备，并检测保护传感器，保证运行安全。ApplicationStory上位机系统。本地服务器实现数据分析、处理和故障诊断。人机界面实现监测参数的实时显示，并将监测参数存储到数据库中；同时以数据、趋势图及报表等多种方式实现皮带运行参数监测结果的再现。数据远传系统：数据远传系统由WebAccess组态软件和工业无线GPRS模块EKI-1321组成，实现了皮带数据的远传，并与矿山管理系统无缝连接。主要功能特点描述：具有煤位、轴温、速度、电流、电压等模拟量、皮带及周边设备的开关量监测功能。当系统参数异常时，轻微故障进行声光报警和严重紧急故障系统具备自动停机断电功能。具有集控室手动控制和就地控制开停功能，系统响应时间应不大于系统巡检周期1s。具有故障数据记录功能，设备发生故障时，报警并记录故障时间，故障设备，以供查询及打印。控制系统与变频器通讯，读取变频器工作频率，并可以根据需要调节变频器的工作频率，实现皮带慢速转动，正常转动。具有网络通信功能，便于矿领导及上级主管部门对监控信息的利用。支持标准的OPC、Modbus等主流通讯协议。系统工作稳定，性能可靠，出厂前进行连续7天的稳定性试验，系统软件死机率应小于1次/720小时。系统调出整幅实时数据画面的响应时间小于1秒。设备具有集中控制和单机控制两种方式。集中控制时具有连锁功能，即某一台停机时，向其供煤的皮带机停机；具有逆煤流延时顺序起车功能，延时时间为10秒±5秒。在手动控制下，配接开停传感器可实现顺煤流延时顺序起停车。机尾旁设有就地操作控制箱，可以设置为允许启动、不允许启动、检修三种状态，保证系统不误操作和皮带安全。胶带运输机沿线设拉线开关，用于紧急情况下的停车，急停拉线开关的安装间距均确定按50米进行配置，以保证设备和人身安全。在皮带机的主滚筒设置温度传感器，随时检测滚筒的温度，并配备自动撒水装置，在滚筒超温时实现自动撒水并对主滚筒进行降温。在集中操作台上能集中显示胶带机的工作状态、故障类型、故障地点。皮带每个100米设置语音报警器一个，用于广播皮带语音启动、故障等信号以及紧急通知。在关键设备旁设置禁止启动按钮，在检修或其他情况下，打到禁止启动，在不解除情况下，皮带不能启动。主要软件如下：IEC61131-3编程标准：PAC控制器APAX-5520KW预装了可执行PLC程序的控制引擎，用户通过编写满足IEC61131-3编程标准的PLC程序，实现对数据的采集、分析、处理和实时控制。组态软件：UNO-2170运行WebAccess组态软件，通过Modbus协议与PAC程序实现数据交互，实现了数据的实时显示、实时控制、实时和历史曲线、实时和历史报警、事件和报警记录查询、事件和报警实时打印等功能。同时，通过工业无线GPRS模块与远程设备连接。项目实施(产品型号及详细产品规格）ApplicationStory采用UNO-2170嵌入式工业计算机作为煤矿井下皮带本地服务器，实现皮带本地监控和数据管理。采用PAC产品APAX-5520KW作为皮带设备数据采集与控制中心。采用ADAM-6000系列以太网模块实现部分皮带状态参数的获。采用EKI-1321系列工业级GPRS无线模块实现本地控制与远程监视的结合。采用触摸屏FPM-3121作为本地显示。采用基于网际的WebAccess组态软件作为人机操作界面。系统架构图煤矿井下皮带监控系统的架构如下图所示：总结由于研华的PAC产品以及ADAM-6000系列，具有分散式控制器的功能，在布线方面，大大节省了客户的成本需求。在通讯方面使用网管型交换机，搭建环网，增强系统的稳定性。使用嵌入式电脑UNO系列，极大的增进了系统监测的稳定性。