自动配煤系统设计PPT课件
煤矿综合自动化系统-综采系统 PPT课件
3、集中监控的问题 ⑴统一采集、显示、归档、查询 ⑵报警与故障的判断 ⑶二次传感问题 ⑷多传感融合 ⑸频谱分析 ⑹传感树 ⑺传感分类 ⑻传感关联
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4、传感器分类 ⑴开关信号
①输入/输出/操控/显示 ②输入信号划分：限位开关、运行返回、故障返回、 报警返回、远控起停输入、保护输入。 ⑵模拟信号 ①模拟量分类 温度（开放式/封闭式）、压力（水、油、乳化液）、位 移、流量、电流、浓度、液位。 ②单调式、惯性式、跃变式。
无人工作面-无线全覆盖 21无人工作面Fra bibliotek三机联动 22
无人工作面-信息集成中心 23
主要内容
一、综采工作面装备 二、系统集成 三、远程控制 四、辅助决策 五、智能化工作面的关键技术 六、自动化技术的具体应用
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一、 综采工作面装备 1、 综采工作面的装备 ⑴电牵引采煤机 ⑵电液支架 ⑶输送设备 ⑷供电设备 ⑸通讯设备 ⑹控制设备 ⑺其它设备
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五、智能化工作面的关键技术
1、异构集成 2、协同控制 3、智能控制 4、智能评估与诊断 5、三机联动 6、自适应截割 7、同步互锁 8、3DVR
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六、自动化技术的具体应用－综采
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六、自动化技术的具体应用－连采
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综采工作面监控系统
业今后发展的方向。三者之间“信息化”是实质、“数字化” 是表达形式、“自动化”是目的。
⑴不同层次下的数字化 设备互联、单元互联、子系统互联 ⑵集中监控 ⑶远程控制 ⑷辅助决策
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2、互联的问题 ⑴统一的接口（接口分为同构互联、异构互联） ⑵连接方式包括 ①总线互联（MODBUS互联、CANBUS互联、DP互联） ②以太网互联（无线网互联、有线网互联） ③因特网互联（物联网互联） ⑶通讯协议问题（全局广播模式、定期巡检模式、事 件与消息模式、自动上传模式、交互应答模式）
自动配煤系统设计PPT课件
配料控制模块能实现信号的采集、计算并与给定流量比较将误差量按 照控制算法进行计算，转换成模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机 转速从而改变当前下料量，确保精度。
在此向他表示我最衷心的感谢！
在论文完成过程中，还得到了煤矿师傅及其 他同学的热心帮助，本人向他们表示深深的谢意！
最后向在百忙之中评审本文的各位专家、老 师表示衷心的感谢！
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控制原理
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1、控制系统组成
PLC可编程控制器采用SIEMENS公司的产品，它的CPU模块为 CPU224XP CN、电源模块CPS11400、14通道模入模块ACI03000、10通 道模出模块14ACO02000、开关量输入模块 DDI35300、继电器模块 DRA84000、高速计数模块DRO84000，编程软件采用MODSOFT软件。 上 位机为IPC研华工控机(包括显示器、打印机)，采用FIX组态软件编程。 工作流程图如图3所示。
配煤系统用核子秤进行计量； 上位机进行配料自动控制，建立配料模型，统计打印； 下位机采用PLC进行电机、皮带顺序控制、料流计量、圆盘速 度的控制； 最终由三条调速称重传送带统一送到主皮带上，再由主皮带送 往煤仓混合。
系统框图
配煤上位机 打印机 频 变 器 柜调 节 器 柜仪 表 柜力 动 柜
1 号现场设备
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三、系统分析
在系统中我们将采用PLC可编程控制器加上核子秤配料系统，并 在系统结构上采用主皮带配料方式(一条龙配料方式)，这样新的配料系统 可不加小皮带，使该项目投资及用户日后的维护量达到最小、最少。
煤矿综合自动化培训课件(PPT 40张)
工业控制网络拓扑结构图
基本组成
环网：井上、井下2个环网； 冗余：2台核心交换机，冗余热备份；链路冗 余、服务器冗余、工作站冗余； 设备：网络交换机；服务器；工作站……。
网络安全规划： 网络安全设备；防火墙或网闸，网络数据流量控制； 通信线路安全； 网络防病毒。
各监控子系统等操作站、控制主机 服务器群
一、什么是煤矿综合自动化系统
2、逻辑架构图和系统结构图
逻 辑 架 构 图
一、什么是煤矿综合自动化系统
2、逻辑架构图和系统结构图
系统结构图
一、什么是煤矿综合自动化系统
3、系统分析
煤矿综合自动化系统的物理结构分为:信息层、控制层和设备层三 层网络结构。 信息层：基于以太网的开放的网络技术TCP/IP，使管理层通过计 算机即可随时了解安全、生产、财务、人事、运输等各种信息，实现 全矿井统一调度及统一管理。 控制层：控制层网络部分由现场控制站、现场操作员站、就地和 中央控制站等组成。 设备层：现场设备层网络用以连接底层现场设备，有远程I/0站现 场仪器仪表设备。 三个层次：基础自动化层、数据处理层、业务应用层； 安全、生产数据、管理信息集成； 综合自动化信息集成平台。
2、关键技术
两个网络，一个平台。
1）两个网络： 工业网络—生产系统设备数据（运行状态、电机温度、轴承 温度、振动等）、工艺参数（水位、流量、压力、煤位等） 及环境监测数据（安全监测数据、火灾束管监测的数据） 的传输通道（数据传输高速公路）；
企业信息网—企业实现信息化的物质基础，企业管理相关信 息共享，实现企业信息化管理。
概念提出：煤矿综合自动化又称CIMAS（Computer Integrated Mine Automation System ），基于CIMS（Computer Integrated Manufacturing System ）原理提出； 应用技术：应用现代电子技术和自动化技术、网络技术及计算机技术等； 功能分析：实现对矿井生产过程全面监控的系统，把采掘生产设备监控系 统、皮带运输监控系统、供电监控系统、提升监控系统、压风监控系统、 通风监控系统及其他辅助生产设备监控系统等子系统数据进行集中监控， 实现生产及辅助生产各运行参数的统计并上传至矿区办公局域网，使得煤 矿生产和管理更加科学高效。同时将一些主要生产数据和安全情况向上一 级管理部门进行汇报，上一级管理部门可以通过这些数据对煤矿进行远程 实时监视。出现紧急情况发出告警信号。
自动配煤系统简介-II
煤矿用自动装车配煤控制系统简介由于煤矿矿井煤质构造比较复杂，影响煤质的因素较多，造成矿井煤质不稳定，波动性较大，难以符合不同用户的不同需要。
把不同质量的煤相互掺合，从而得到所需要的目标煤质，称为配煤。
对于采用两种煤质的配煤，就是将矸石以一定的比例混入原煤中，使混合后的煤的热值符合用户的要求。
本系统适合两种煤质的配煤，是利用灰分测试仪在线测试混合后煤的灰分，然后动态调节矸石的流量，使混合后的煤符合用户的要求。
对多种煤质的配煤，需重新设计，但原理一样。
一、基本原理在煤的掺合过程中，煤的质和量有以下数学模型A1*Q1+A2*Q2=A3*Q3 -------------①式中各变量的定义：A1-----原煤的产品灰分Q1-----原煤的产品流量A2-----矸石的产品灰分Q2-----矸石的产品流量第 1 页共7 页A3-----配完以后的目标灰分Q3-----配完以后的目标流量，Q3=Q1+Q2由①式可得出：A3=( A1*Q1+A2*Q2)/（Q1+Q2）由于灰分是表示煤中所含杂质的比例，故必须存在A2≥A3≥A1的条件，配煤才有实际意义，只要满足此条件，无论A1、Q1、A2具体的值是多少，都可以通过增加和减少Q2来达到希望的A3，见图1-1。
图1-1第 2 页共7 页第 3 页 共 7 页当A3被指定后，通过指定值和检测值的比较，适时调节矸石流入量，从而达到A3在一个允许的小误差范围内波动，实现配煤自动化。
由此我们可以设计出如图1-2所示的基本系统：图1-2二、系统框图第 4 页共7 页二、系统各单元介绍1.储煤仓储煤仓用来储存待配比的原煤和矸石，本系统最少需要两个储煤仓，分别储存原煤和矸石，如有多个储煤仓轮流使用，效果最好。
2.流量自动调节装置流量自动调节装置是位于储煤仓底部，用来关闭储煤仓和自动调节从煤仓流到传送皮带的煤的流量，由自动控制箱、液压站、液压闸板、位置传感器组成，可受中心站计算机集中控制，能够预置或根据需要自动调节液压闸门的开启位置，由此开启位置中心站计算机可以估算出煤的流量。
自动化配煤工艺流程图
自动化配煤工艺流程图一、引言自动化配煤工艺流程图是为了实现煤炭行业的自动化生产而设计的一种图形化表示方式。
通过该流程图，可以清晰地展示煤炭配煤的各个环节和步骤，帮助操作人员进行准确的操作和监控。
二、流程图的设计原则1. 简洁明了：流程图应该尽量简洁明了，避免过多的细节和冗余信息，以便操作人员能够快速理解和掌握。
2. 逻辑清晰：流程图应该按照煤炭配煤的逻辑顺序进行设计，使得每个步骤之间的关系和依赖性清晰可见。
3. 规范统一：流程图的符号和标识应该符合煤炭行业的规范和标准，以便操作人员能够统一理解和应用。
三、自动化配煤工艺流程图示例下面是一个简化的自动化配煤工艺流程图示例，用于说明整个配煤过程的主要步骤和流程。
1. 原料准备阶段- 原料采集：从煤矿或其他供应商处采购原料煤，并进行检测和质量评估。
- 原料储存：将原料煤储存到指定的仓库中，进行分类和标记。
2. 配煤计划制定阶段- 配煤需求分析：根据用户需求和市场情况，制定配煤计划。
- 煤质分析：对原料煤进行化验和分析，确定各种煤质指标。
- 配煤比例计算：根据用户需求和煤质指标，计算出各种煤质的配比比例。
3. 配煤操作阶段- 原料煤混合：按照配煤比例，将不同煤质的原料煤进行混合，形成配煤混合料。
- 破碎和筛分：对配煤混合料进行破碎和筛分，以获得符合要求的煤炭颗粒大小。
- 煤质调整：根据需要，对配煤混合料进行煤质调整，以满足用户的特定要求。
- 包装和称重：将配煤好的煤炭进行包装，并进行称重和标记。
4. 质量控制阶段- 质量检测：对包装好的煤炭进行质量检测，包括热值、灰分、硫分等指标的检测。
- 质量评估：根据质量检测结果，对煤炭的质量进行评估和分级。
- 质量反馈：将质量评估结果反馈给配煤计划制定阶段，用于调整和改进配煤计划。
5. 出厂和运输阶段- 煤炭出厂：将包装好的煤炭出厂，并进行装车和发运。
- 运输管理：对煤炭的运输进行管理和监控，确保按时、安全地送达用户。
方案PPT_煤矿安全生产综合自动化系统方案
将矿井所有机电设备作为一个整体超极机器进行集中联动控制。
安全生产综合自动化系统(2)
矿井机电设备”超极机器”
智能 联动 监视 接入 集中 控制
将矿井所有机电设备作为一个整体超极机器进行集中联动控制。
安全生产综合自动化系统(3) – 接入
ModuleBus IEC
PLC
中央泵房排水控制系统
• 排水监控系统主要用来监测水仓水位、水泵开 停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、 流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控 制、地面遥控及调度。
总体
集控
联动
智能
子系统监控(4)
人员定位系统
• 人员定位系统主要用来监测下井从业人员 的位置，实现考勤管理、人员调度和救灾。
大型机电设备健康状况监测
将矿井所有机电设备作为一个整体超极机器进行集中联动控制。
•
•
•
综合自动化(2)
• 随着自动化程度的提高，煤矿已建成或即将建设多种自动化系统，如：安全 监测系统、提升自动化系统、排水自动化系统、主运自动化系统、通风自动 化系统、供电自动化系统、选煤自动化系统、工业电视系统等 这些系统大多是在不同阶段建设，处于相互独立的状态，造成了很多问题
总体
集控
联动
智能
分站联动
调度分 站一
调度分 站二
热备调 度分站
调度分 站三
总体
集控
联动
智能
技术方案
安全生产综合自动化系统
一、总体设计 二、集中监控 三、联动 四、智能
将矿井所有机电设备作为一个整体超极机器进行集中联动控制。
智能化矿井
最终目标是建成数字化、自动化、智能化的现代矿井，所 有设备完美结合在一起，形成一个联合的“矿井超极机电 机器”,达到安全高产高效的目的。
配煤自控系统说明
煤矿配煤自控系统说明一．选煤厂配煤生产线现状：1.工艺及流程介绍：煤矿是枣庄矿业集团属下的一个大型煤矿，年产原煤500万吨。
煤矿选煤厂（以下简称选煤厂）每年要洗选、输送、配煤总产量达400多万吨。
选煤厂的产品煤通过火车主要销往南方各省，也可以通过运煤船外销。
煤矿配煤场一共有2个原煤仓和3个产品煤仓（其中2个是末煤仓，1个是精煤仓），每个仓下面都有三台给煤机向两条配煤输运皮带供煤，见图1。
当配煤产品由火车运输时，精煤或末煤或精煤和末煤混配煤由1#皮带送往装车漏斗。
原煤由2#皮带送往装车漏斗。
通过控制2条皮带的转速来控制配煤比例。
目前煤场设有两个集中控制室，控制室内安装有自动化的装车系统，对于从配煤皮带向火车车厢供给的煤量进行控制。
但对于从煤仓下落于皮带上方各单煤煤量的计量和控制未设任何自控或计量系统，仍由人工目测进行估计。
图1. 配煤系统示意图通过轮船外运时，精煤和末煤以同样方法向1#皮带送煤，1#皮带反向运转。
原煤从3#皮带送出，中途与1#皮带混合，输送到轮船码头。
各单煤煤量的计量和控制同样由人工目测估计。
2.人工配煤控制方式：现场煤场控制室未设配煤自动控制系统，煤场目前采用较为原始的由工人目测各单煤的给煤量进行现场配方，并与装载同时进行的方式。
既无根据各单煤煤质参数而确定的关于煤种和配煤比例的配煤方案，也无保证配煤比例和给煤量按照方案进行的精确计量和控制系统。
3.人工方式精度不高目前煤矿的年生产量在500万吨以上，这在目前国内是属于颇具规模的。
它具有全国最先进的露天选煤系统，煤矿的各种生产设施都是极为先进的。
对于这样一个先进和高产的煤矿，必然具有繁重的配煤任务。
但是目前人工目测煤量和配煤比例的方式毕竟精度较低。
为了保证产品的质量，只能通过相对增加优质单煤量来确保产品不被用户投诉，因此也会造成一定的浪费，尤其对于大型煤场，损失将更大。
二.立项：1.配煤软件的应用目前煤矿配煤现场集中控制室内已安装了浙江大学开发的计算机配煤专家系统软件，用于配煤方案的确定。
煤矿自动化方案——煤矿自动化配煤装车系统
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤矿自动化方案——煤矿自动化配煤装车系统
1．系统概况：自动配煤系统基于在线灰分仪的监测数据(灰分或发热量)，通过调节给煤机变频器频率，实现选煤厂配煤过程的自动控制，以提高配煤产品的质量及其稳定率。
主要解决目前乃至长远的市场经济条件下，不同用户对煤炭品种不同的质量要求，杜绝产品质量不合格和产品质量过剩的问题。
随着煤炭市场需求变化，配煤已是煤炭洗选加工中必不可少的重要组成部分，是拓宽煤炭产品品种、满足用户要求，扩大销售市场的必由之路。
因此，利用先进的自动化和信息技术，实现配煤过程的自动控制，不但实现了经济生产的目的。
同时对煤炭选、储、配、装、运等生产和销售全过程进行了实时监控，保证了设备的正常运行，达到了安全生产的要求。
2.配煤原理：
根据煤质要求，按照一定比例将2 种或2 种以上煤炭均匀的掺合在一起，以改善煤的物理特性和燃烧性能，通过配煤可生产出多种商品煤，优化产品结构。
依据所配煤的目的和灰份和各煤仓煤的灰份算出各煤种的给煤流量，用开动给煤机的台数进行给煤量的粗调，通过实时监测皮带上配煤比后的灰份和实际灰份与目标灰份进行比较，再由系统计算后控制变频器动作，用变频器进行给煤量的细调，从而使配煤最大限度地接近目标灰份。
3.系统特点：
依据矿区煤炭资源及产品煤要求，确定约束条件及目标函数，追求成本最低，优质煤配比最小，抵制煤配比最大的原则。
采用模糊控制理论，建立动态优化配比软件包，有效地提高配煤效率和精度，而且具有良好的均匀性;。
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测 速 传 感 器
称 重 传 感 器
变 频 器
变 送 器
可 编 程 控 制 器
上 位 机
图3 工作流程图
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2、系统的控制功能
实现各配煤机的启动和停止;配煤流量的瞬时、累计流量的计量;圆盘 速度的自动控制,实现配料自动控制。
控制部分是由开关量控制模块和配料控制模块组成，各模块功能如下: 1）开关量输入模块
基于变频器的自动配煤机 电气控制系统
设 计 者：周晓芬 指导教师：李世焕
设计背景
在煤炭市场里现在的客户对煤质的要求比 较挑剔,而选煤厂就需要按客户要求按一定比例 将原煤进行配比，以改善煤质。
配煤已是煤炭洗选加工中必不可少的重要组 成部分，是拓宽煤炭产品品种、满足用户要求、 扩大销售市场的必由之路。
3、各皮带输送机都装设综合保护装置，当皮带输送机发生堆煤等情况 时，保护器报警或停机，给煤机停止。
4、混合煤仓设置高位传感器，可实现高位报警。 5、混合煤仓设置低位传感器，当系统收到低位信号后，三台电机直接
进入工频供煤。
1） 配比控制 由于给煤量的大小取决于多种工艺参数和检测结果，所以给煤任
务来自于上位机的配比计算，根据配煤总量和各种煤所占的比例，及所含 有的水份等参数，结合实际要求，输入各种煤的成份，检验结果等信息， 制定配煤方案，下达配煤命令。
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2）自动调节过程
通过在皮带下直接安装的核子秤，实时取得各种给煤流量反馈值 的电压信号，经变送器放大转换后，送至可编程控制器的A/D转换接口， 经采样后，与上位机设定的各种配煤给定值进行比较，然后进行调节 运算，其控制量经D/A转换接口送至变频调速器，以此来改变变频器的 输出值，从而改变圆盘给煤机的转速，调整给煤量，使之与设定值相 等，完成自动配煤过程，下煤量设定值的大小决定了圆盘转速，圆盘 转速与下煤量成正比。控制系统原理图如图4所示：
该模块能实现系统总流量、配比、水分的选择，各种皮带启停信号的 输入和配料模块启停信号输出，控制信号及大屏显示接口，连锁及配料控 制和上位机的通讯，并留有备用选择器。 2） 配料控制模块
配料控制模块能实现信号的采集、计算并与给定流量比较将误差量按 照控制算法进行计算，转换成模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机 转速从而改变当前下料量，确保精度。
控制过程中，煤槽里的煤通过电磁振动给料机送到秤量小皮带上， 小皮带再把煤送到主皮带上。
小皮带通过下面装有速度传感器和荷重传感器将皮带速度和皮带上 煤料重量通过转换将信号送至计算机进行数据处理。
当实际下料量与给定值相比发生偏差时，通过调节器控制电振机， 自动改变电磁振动给料机的振幅，使下料量调回到给定值，实现闭环自 动调节，达到自动配煤的目的。
❖ （1）各设备运行状态的监测； ❖ （2）设备参数的监测（如：称重量、瞬时量、工作频率等）； ❖ （3）配煤工作方式选择（手动或者自动）； ❖ （4）配煤煤种的选择； ❖ （5）及时显示设备故障并给出声光报警信号； ❖ （6）各项配煤参数的历史记录。
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工艺流程
3路自动配煤系统，采用电子皮带秤称量，PC系列工业控制系统， 自动干基配比控制，用电磁振动给料机控制配比。
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三、系统分析
在系统中我们将采用PLC可编程控制器加上核子秤配料系统，并 在系统结构上采用主皮带配料方式(一条龙配料方式)，这样新的配料系统 可不加小皮带，使该项目投资及用户日后的维护量达到最小、最少。
该配煤系统可分为物料计量、微机操作、控制、变频调速四大部分。
控制系统组成
系统的控制功能
上位机功能
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3、上位机功能
1） 各种配煤操作界面、数据显示及打印管理，可方便的在上位机上 进行各种数据的修改操作，运行数据的图形显示及打印各种报表;
2） 通过网卡与控制部分的配料模块和开关量控制模块相联，能够下 载计量、控制、系统参数，以及核子秤命令、精度测试命令等，同时能够 上传各模块当前状态和参数。
4、控制原理
预产量
给定流量
调节器 实际流量
累积值
上位机
电子配料皮带秤 变频器 圆盘给料机 控制仪器
累积值、流量
图4
控制系统原理图
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四、保护系统
1、当系统各测量单元出现故障时（出现空仓或圆盘给料机堵料而无法 下料），主画面将以警示色提醒用户，同时出现声音报警。
2、各原煤仓设置低位传感器，当煤位下降到传感器所设低位时，延时 5s，给煤机停止。 如图5所示：
配煤系统用核子秤进行计量； 上位机进行配料自动控制，建立配料模型，统计打印； 下位机采用PLC进行电机、皮带顺序控制、料流计量、圆盘速 度的控制； 最终由三条调速称重传送带统一送到主皮带上，再由主皮带送 往煤仓混合。
系统框图
配煤上位机 打印机 频 变 器 柜调 节 器 柜仪 表 柜力 动 柜
1 号现场设备
2 号现场设备
3 号现场设备
主传
送
带
混 合煤仓
图1 系统框图
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二、电气控制方案
❖系统概述 ❖系统的功能 ❖工艺流程
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系统概述
配煤上位机
变频器 核子称 灰分仪
给煤机
变频器 灰分仪 核子称
给煤机
变频器 核子称 灰分仪
给煤机
图2 系统结构图
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系统的功能
配煤上位机配置FIX工控组态软件，实现以下功能：
随着选煤技术的发展，生产规模的扩大，传统 的配煤方法将逐渐被淘汰，被自动化配煤机所代 替。
目前山西一些煤炭企业已经引入自动化配煤系 统，如西山矿务局、霍州煤电、汾西矿务局。
设计内容
➢系统整体传动方案 ➢电气控制方案 ➢系统分析 ➢保护系统 ➢自动配煤系统 ➢结论 ➢致谢
一、系统整体传动方案
选煤厂的三种不同等级原煤分别堆放，由PLC和变频器控制的 三台抓煤机根据不同要求的精煤要求，分别按一定比例抓取原煤；
控制原理
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1、控制系统组成
PLC可编程控制器采用SIEMENS公司的产品，它的CPU模块为 CPU224XP CN、电源模块CPS11400、14通道模入模块ACI03000、10通 道模出模块14ACO02000、开关量输入模块 DDI35300、继电器模块 DRA84000、高速计数模块DRO84000，编程软件采用MODSOFT软件。 上 位机为IPC研华工控机(包括显示器、打印机)，采用FIX组态软件编程。 工作流程图如图3所示。