【文章內(nèi)容簡介】 綜采工作面控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間關(guān)系 正常 環(huán)境狀況 不正常 正常 運輸 狀況 不正常 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 9 3 系統(tǒng)功能及其實現(xiàn) 工作面順槽控制功能 通過本系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)在順槽對工作面的生產(chǎn)進行自動控制，表現(xiàn)在以下幾個主 要方面： 工作面順序啟動 通過操作 通訊 控制計算機，發(fā)出工作面啟動命令給通訊控制子系統(tǒng)，實現(xiàn)工作面的順序啟動。其啟動順序如下： 皮帶機 破碎機 轉(zhuǎn)載機 刮板 機 采煤機。 工作面順序停 機 停 機 順序如下： 采煤機 刮板 機 轉(zhuǎn)載機 破碎機 皮帶機 。 工作面設(shè)備閉鎖邏輯 工作面內(nèi)單臺設(shè)備閉鎖時，根據(jù)煤流方向，自動實現(xiàn)邏輯閉鎖。該項功能由通訊控制子系統(tǒng)和電液控制子系統(tǒng)在 自動 監(jiān)控主機的協(xié)調(diào)下自動完成，其閉鎖邏輯如下： 采煤機 刮板機 轉(zhuǎn)載機 破碎機 皮帶機 采煤機 刮板機 ▼ 轉(zhuǎn)載機 ▼ ▼ 破碎機 ▼ ▼ ▼ 皮帶機 ▼ ▼ ▼ ▼ 支架跟機自動化 由采煤機監(jiān)控子系統(tǒng)的計算機將采煤機的位置、方向、速度等信息傳給 電液 控 制 主機，根據(jù)采煤工藝的要求，電液控制系統(tǒng)監(jiān)控主機自動向支架控制器發(fā)出控制指令，執(zhí)行相應(yīng)的自動動作。 滿倉控制 根據(jù)煤倉的煤位自動控制 采煤過程 。當(dāng)煤倉的煤位到達特定的位置時，系統(tǒng)就會向工作面下達指令，停止采煤機的推進，暫停煤炭生產(chǎn)，而 刮板 機繼續(xù)運行，當(dāng)煤倉的煤位到達滿倉位置時，系統(tǒng)即將刮板機停下來，這樣面內(nèi)刮板機上就沒有了煤炭， 皮帶 機上也不會滿載，為下次順 利啟動奠定基礎(chǔ)，可以避免壓死輸送機的情況出現(xiàn)，提高生產(chǎn)效率，同時可以有效地保護設(shè)備，提高設(shè)備的使用壽命。當(dāng)煤倉出煤后，煤位到達可以開始生產(chǎn)的位置后系統(tǒng)會自動按順序和程序啟動生產(chǎn)設(shè)備開始生產(chǎn)。 負荷控制 根據(jù)刮板機的負荷量自動調(diào)整采煤機的牽引速度以調(diào)整落煤量。當(dāng)刮板機的負荷超載時系統(tǒng)能及時降低采煤機的牽引速度以減少落煤量，反之可適當(dāng)提高采煤機的牽引速度，以達到設(shè)備工作在高效、安全的狀態(tài)。 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 10 工作面設(shè)備監(jiān)測控制功能 通過本系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)對工作面單臺設(shè)備的自動控制功能和設(shè)備運行狀態(tài)信息、設(shè)備運行工況信息、設(shè)備故障 診斷信息的連續(xù)在線實時監(jiān)測，系統(tǒng)對各個生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測 情況如下 。 采煤機 通過本系統(tǒng)可對采煤機進行如下控制功能： ? 閉鎖采煤機 ? 降低采 煤機行進速度 監(jiān)測如下信息： ? 位置、方向、速度信息 ? 煤機總電壓、電流、負荷 ? 各個電機的電壓、電流、負荷 ? 各個電機溫度 ? 各個電機的保護信息 ? 各個電機的過載信息 。 刮板機 通過本系統(tǒng)可對前部刮板機進行如下控制功能： ? 開啟、關(guān)閉、閉鎖 監(jiān)測如下信息： ? 各個高低速電機的電壓、電流、負荷 ? 運行時間統(tǒng)計 轉(zhuǎn)載機 通過本系統(tǒng)可對轉(zhuǎn)載機進行如下控制功能： ? 開啟、關(guān)閉、閉鎖 監(jiān)測如下信息： ? 電機的 電壓、電流、負荷 ? 運行時間統(tǒng)計 破碎機 通過本系統(tǒng)可對破碎機進行如下控制功能： ? 開啟、關(guān)閉、閉鎖 監(jiān)測如下信息： ? 電機的電壓、電流、負荷 、過載 ? 運行時間統(tǒng)計 皮帶 機 通過本系統(tǒng)可對轉(zhuǎn)載機進行如下控制功能： 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 11 ? 開啟、關(guān)閉、閉鎖 監(jiān)測如下信息： 電機的電壓、電流、負荷 運行時間統(tǒng)計 泵站系統(tǒng) 對乳化液泵和清水泵進行如下控制： ? 啟動、停止 ? 乳化液自動配比 ? 乳化液、清水泵箱自動補液 ? 自動控制乳化液泵過壓卸載溢流 監(jiān)測如下信息： ? 乳化液箱液位 ? 清水箱水位 ? 泵站出口壓力 監(jiān)測內(nèi)容顯示 本系統(tǒng)監(jiān)控主機對上述監(jiān)測控制內(nèi)容進 行分類整理，以動畫、圖形等直觀方式進行分屏顯示。 下 圖為工作面信息顯示畫面設(shè)計概況。 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 12 綜采工作面生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控畫面 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 13 綜采工作面跟機自動化監(jiān)控畫面 綜采工作面 自動化 系統(tǒng) 技術(shù)方案 北京天地瑪珂電液控制系統(tǒng)有限公司 14 控制系統(tǒng)軟件 軟件功能 控制 系統(tǒng)軟件作是實現(xiàn)系統(tǒng)中目標(biāo)所必須的重要的一個人機接口 ， 它擔(dān)負著數(shù)據(jù)采集、通信、計算、存儲、顯示、分析、報表、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布及監(jiān)控邏輯的定制、控制設(shè)備動作等重要任務(wù)，是監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測與控制的中樞。 監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括：為相應(yīng)計 算機選擇特定的操作系統(tǒng)軟件、選擇圖形化的工控人機界面軟件支撐環(huán)境或通用軟件開發(fā)工具、繪制監(jiān)測目標(biāo)的圖形表示符號、定制相應(yīng)設(shè)備的監(jiān)測控制邏輯、定義數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、創(chuàng)建數(shù)據(jù)分析（故障預(yù)測診斷）模型等。 監(jiān)控系統(tǒng)軟件運行中流程控制及數(shù)據(jù)交換的基本流程是：設(shè)備工況監(jiān)測主站軟件循環(huán)檢測其下屬各分站，采集設(shè)備工況數(shù)據(jù)，并實時地更新 MODIBUS SLAVE 站的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，設(shè)備工況監(jiān)測主站中的 MODIBUS SLAVE站由軟件模擬實現(xiàn)。井下監(jiān)控主機通過 MODBUS協(xié)議按照指定的不同 SLAVE 站的級別循環(huán)檢測主控機各 子系統(tǒng)的 MODBUS SLAVE 站的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，取得實時檢測結(jié)果用組態(tài)圖形表示。 操作系統(tǒng)平臺 選擇目前市場上獲得的運行最穩(wěn)定的操作系統(tǒng)，同時兼顧系統(tǒng)對圖形系統(tǒng)的要求、對網(wǎng)絡(luò)控制的要求以及對數(shù)據(jù)庫等外圍組件的要求，選擇 Windows 2020 professional 作為監(jiān)測工控計算機的操作系統(tǒng)平臺。 選擇 Windows 2020 Professional 不但滿足最初制定的監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計的一些原則，同時由于多數(shù)開發(fā)人員具有 Windows 開發(fā)的經(jīng)驗、煤礦現(xiàn)場系統(tǒng)維護人員也有豐富的 Windows 使用經(jīng)驗，有利于系統(tǒng)的應(yīng)用。 人機界面系統(tǒng)軟件 目前可行的系統(tǒng)人機界面環(huán)境軟件開發(fā)方案： ? 方案 1，使用高級語言開發(fā)工具（如 Visual C/C++, Visual Basic 等） 開發(fā)具有獨立版權(quán)的專用系統(tǒng)。 這種方法的優(yōu)點是開發(fā)工具直接使用操作系統(tǒng)的 API，因此生成軟件的運行效率較高、系統(tǒng)靈活性較高，可以實現(xiàn)較復(fù)雜的數(shù)據(jù)后期處理功能。但是，由于高級語句開發(fā)工具本身不提供圖形 /硬件設(shè)備組態(tài)工具，開發(fā)系統(tǒng)運行組態(tài)的過程比較繁瑣，許多對硬件或通信的控制需開發(fā)許多底層協(xié)議，因此該方案的開發(fā)周期長、成本高。而且，隨著系統(tǒng)軟件體系復(fù)雜度加大，在不能長時間進行系統(tǒng)測試的情況下，系統(tǒng)軟件的可靠性將急劇下降。 ? 方案 2，采用集成人機界面系統(tǒng)結(jié)合系統(tǒng)自身的腳本控制語言實現(xiàn)。 這種