導語：

　　綜采工作面三機是煤流運輸?shù)暮诵难b備，其工作狀態(tài)對于綜采工作面產(chǎn)量有著重要影響，維護和保養(yǎng)好三機設備對于保障綜采工作面產(chǎn)量有著重要作用。本期轉(zhuǎn)化果平臺推薦的《煤礦綜采三機保護控制系統(tǒng)》，通過布設一系列的傳感器、監(jiān)測分站，將綜采工作面三機狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)總站，實現(xiàn)三機狀態(tài)在線監(jiān)測及診斷，實現(xiàn)遠程控制。

　　一、系統(tǒng)綜述

　　煤礦綜采三機保護控制系統(tǒng)包括5臺KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控制箱(以下簡稱控制箱)，1臺系統(tǒng)主站，4臺監(jiān)控分站。該系統(tǒng)具有對煤礦采煤工作面輸送設備的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測及診斷的功能。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

　　監(jiān)測分站用于監(jiān)測工作面輸送系統(tǒng)現(xiàn)場設備。系統(tǒng)包含4個分站，分別為：1臺前部刮板輸送機機頭監(jiān)測分站，1臺前部刮板輸送機機尾監(jiān)測分站，1臺轉(zhuǎn)載機監(jiān)測分站，1臺破碎機監(jiān)測分站。

　　可以監(jiān)測的設備包括：刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機和破碎機等設備配套減速器和電動機。主要監(jiān)測參數(shù)包括：減速器高速軸承溫度、低速軸承溫度;減速器油溫;電動機定子溫度、轉(zhuǎn)子前軸承溫度和轉(zhuǎn)子后軸承溫度等。分站可以動態(tài)顯示監(jiān)測參數(shù)，并根據(jù)所監(jiān)測參數(shù)，判斷設備運行狀態(tài)，發(fā)出預警或報警，報警值可修改。

　　所有分站都能通過通訊口將監(jiān)控設備的各種參數(shù)上傳單系統(tǒng)主站，實現(xiàn)遠程監(jiān)測工作面輸送設備的各種狀態(tài)。系統(tǒng)總站提供一路標準協(xié)議通訊口(RS-485接口或者以太網(wǎng)接口)與上位機通訊。

　　二、技術參數(shù)

　　1. 電氣技術指標

　　(1)額定電壓及頻率：AC85V~265V、50Hz;

　　(2)額定電流：<1.5A;

　　(3)工作環(huán)境：溫度：-5~+40°C;相對濕度：95%(+25°C)。

　　2.通訊參數(shù)

　　本系統(tǒng)提供一路標準協(xié)議通訊接口(RS485接口或者以太網(wǎng)接口)，采用Modbus-RTU或者Modbus-TCP通信協(xié)議，用于與上位機或其他設備的相互通訊。

　　3.狀態(tài)監(jiān)測分站監(jiān)測參數(shù)指標

　　(1)減速器高、低速軸承溫度測量

　　傳感器類型：Pt100鉑熱電阻;

　　溫度測量界限：不高于120°C;

　　安裝及連接：M30x1.5螺紋連接，安裝位置見圖2;

　　連接電纜：礦用阻燃信號電纜，型號：MHYVRP-4x0.5，外徑小于10mm，長度10m;

　　傳感器材料：不銹鋼。

　　探桿長度：按具體要求確定。

　　圖2 減速器上傳感器安裝位置

　　(2)減速器油溫度測量

　　傳感器類型：Pt100鉑熱電阻;

　　溫度測量界限：不高于120°C;

　　安裝及連接：M30x1.5螺紋連接;

　　安裝位置：見圖2;

　　連接電纜：礦用阻燃信號電纜，型號：MHYVRP-4x0.5，外徑小于10mm，長度暫定8m;

　　傳感器材料：不銹鋼。

　　(3)電動機定子、轉(zhuǎn)子前軸承和后軸承溫度大于等于90°C時報警。傳感器預埋在防爆電動機內(nèi)，其中：定子繞組預埋三線制Pt100一枚;前軸承預埋三線制Pt100一枚;后軸承預埋三線制Pt100一枚，分別引線至接線盒內(nèi)接線柱。連接電纜：礦用阻燃信號電纜。

　　三、技術要求

　　1.刮板輸送機設備配套的工況狀態(tài)監(jiān)測，用于對布置在綜采工作面及順槽的刮板輸送機輸入、輸出軸的軸承溫度、潤滑油油溫、油位，電動機的軸承溫度、定子繞組溫度及各個傳動部冷卻水回路的溫度、壓力、流量等關鍵工況參數(shù)進行在線監(jiān)測，并通過通信模塊可以把采集到的工況數(shù)據(jù)以標準通信協(xié)議上傳到上位機。

　　2.通過監(jiān)測機尾油缸無桿腔壓力，將反應的鏈條張力上傳。

　　3.轉(zhuǎn)載機配套的工況狀態(tài)監(jiān)測，用于對布置在綜采工作面及順槽的轉(zhuǎn)載機潤滑油油溫、油位，高低速軸溫，電動機的軸承溫度、定子繞組溫度等關鍵工況參數(shù)進行在線監(jiān)測，并通過通信模塊可以把采集到的工況數(shù)據(jù)以標準通信協(xié)議上傳到上位機。

　　4.破碎機配套的工況狀態(tài)監(jiān)測，用于對布置在綜采工作面及順槽的破碎機潤滑油油溫、油位，高低速軸溫，冷卻水回路的溫度、壓力、流量;電動機的軸承溫度、定子繞組溫度等關鍵工況參數(shù)進行在線監(jiān)測，并通過通信模塊可以把采集到的工況數(shù)據(jù)以標準通信協(xié)議上傳到上位機。

　　5.上述設備4臺控制箱必須通過通訊電纜連接，所有監(jiān)控分站的數(shù)據(jù)全都上傳至系統(tǒng)主站。系統(tǒng)總站可對工作面三機進行實時監(jiān)控和在線診斷。系統(tǒng)總站配置有標準協(xié)議通訊口(RS485接口或者以太網(wǎng)接口)，可與上位機或其他設備對接。

　　四、硬件配置

　　1.系統(tǒng)主站控制箱配置

　　(1)寬電壓電源輸入(AC85V—265V);

　　(2)7寸本安型人機界面;

　　(3)4只金屬按鍵;

　　(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU標準協(xié)議;

　　(5)具有1個RJ45網(wǎng)線接口，Modbus-TCP標準協(xié)議。

　　2.監(jiān)控分站控制箱配置

　　(1)寬電壓電源輸入(AC85V—265V);

　　(2)7寸本安型人機界面;

　　(3)4只金屬按鍵;

　　(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU標準協(xié)議。

　　(5)具有最多12路PT100采集口，8路電流量采集口，5路開關量采集口，4路繼電器輸出。

　　五、結(jié)構(gòu)特點

　　1.KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控制箱

　　控制箱為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，標志為“Exd[ib]I Mb”。分為本安腔和隔爆腔兩大部分，通過過腔電纜連接。

　　下部分為本安腔，內(nèi)部安裝有礦用本安型PLC、接線端子、線槽等;兩側(cè)共有12個喇叭口用于連接本安信號;本安腔面板上嵌入有語音報警用的揚聲器與人機對話的文本顯示器。

　　隔爆腔內(nèi)有本安電源、大功率繼電器與非安型開關量輸入接口等，兩側(cè)安裝6個隔爆喇叭口。

　　控制器使用本安型模塊化PLC為控制核心，易于組合，易于擴展。

　　2.PLC模塊

　　該控制器的控制核心為本安型模塊化PLC，用于開關量的數(shù)據(jù)采集、頻率量的數(shù)據(jù)采集，繼電器輸出控制，語音報警、遠程網(wǎng)絡通訊等。本安型模塊化PLC由CPU模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、通訊模塊、模擬量信號、頻率信號、語音報警模塊等功能模塊組成。可485口或光纖組網(wǎng)。

　　3.本安型觸摸屏

　　該控制器的面板上安裝一個7寸本安型觸摸屏顯，4只金屬不銹鋼按鍵。設備的運行狀態(tài)、故障類型與位置、參數(shù)設置等信息都通過該液晶屏實現(xiàn)漢字顯示，操作人員能較直觀了解被控設備在運行時的工作狀態(tài)。按鍵用于對被控設備的控制及參數(shù)設定。

　　六、系統(tǒng)界面展示

　　1.系統(tǒng)主站界面

　　2.監(jiān)控分站界面