【正文】 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。 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)。 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)中目標所必須的重要的一個人機接口 ， 它擔負著數(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。 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。 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 。 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。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)行相應的自動動作。 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 。 3 個子系統(tǒng)之間的關(guān)系如下： 環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng) 生產(chǎn)監(jiān)控 子系統(tǒng) 運輸監(jiān)控子系統(tǒng) 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。 ? 乳化液泵站和清水泵站的自動控制。 環(huán)境監(jiān) 測 子系統(tǒng) 本子系統(tǒng)可完成： ? 報警：設(shè)備啟動前，以及各種故障時進行報警，報警時間的長短及是否采用語言報警可以通過參數(shù)設(shè)定。 采煤機監(jiān)控子系統(tǒng)通過采煤機機載計算機相連，調(diào)制解調(diào)器通過采煤機饋電電纜內(nèi)的控制總線和接地線傳輸信息， MODBUS為通訊協(xié)議向上位機 提供數(shù)據(jù)。 自動化 層 ? 傳輸介質(zhì)： 光纖 /雙絞線 ? 物理接口：以太網(wǎng) ? 傳輸速率： 100Mbps ? 通訊協(xié)議： TCP/IP 現(xiàn)場 監(jiān)控層 ? 傳輸介質(zhì)：兩對雙絞線 ? 物理接口： RS422 ? 通訊速率： ? 通訊協(xié)議： MODBUS/RTU 監(jiān)控子系統(tǒng) 下面分別介紹各個子系統(tǒng)的組成及提供和接受的數(shù)據(jù)。由于各個子系統(tǒng)的響應時間不同，所以對不同的控制功能，其執(zhí)行時間也不相同。 控制網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)指標 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的總響應時間為１秒，即在傳感器數(shù)據(jù)到達各子系統(tǒng)后，１秒鐘之內(nèi)就可被系統(tǒng)采集。 本系統(tǒng)將現(xiàn)場總線技術(shù)引入 到煤礦設(shè)備控制系統(tǒng)中來，實現(xiàn)與國際水平接軌。 工作面 自動 監(jiān)控設(shè)置 1 臺主機，電液控制設(shè)置 1 臺主機，工作面通訊控制設(shè)置 1 臺主機， 分別用來顯示工作面 環(huán)境 信息、采煤機信息、運輸設(shè)備信息 、電液壓支架信息，控制工作面生產(chǎn)設(shè)備，人工語音通訊等 。 將控制系統(tǒng)井下監(jiān)控主機、備份機一起安裝在井下控制臺的設(shè)備列車上，整個控制系統(tǒng)井下監(jiān)控主機與各子系統(tǒng)主機的連接可在幾 十 米的范圍內(nèi)高速、可靠的連接，提高了系統(tǒng)的可靠性、實時性和安全性。 自動化 層 自動化層為 3 臺主控計算機相互聯(lián)結(jié)，并且向上與礦井綜合自動化系統(tǒng)相連（用支支 架架 1 支支 架架 2 支支 架架 3 支支 架架 n 刮刮 板板 機機 破破 碎碎 機機 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 載載 機機 采采 煤煤 機機 皮皮 帶帶 機機 泵泵 站站 電電 液液 控控 制制 器器 電電 液液 控控 制制 器器 開開 關(guān)關(guān) 控控 制制 器器 開開 關(guān)關(guān) 控控 制制 器器 開開 關(guān)關(guān) 控控 制制 器器 電電 液液 控控 制制 現(xiàn)現(xiàn) 場場 總總 線線 工工 作作 面面 監(jiān)監(jiān) 控控 總總 線線 局局 域域 網(wǎng)網(wǎng) 總總 線線 管管理理層層 監(jiān)監(jiān)控控層層