煤矿产量监控系统方案

煤矿产量监

控

系统方案

XX 公司

远程煤炭产量网络监控系统方案有限公司

为了能够准确及时的监控、统计各煤矿煤炭产量，管理人员足不出户就可以通过该系统随时观测到各煤矿的生产状况。利用本公司研制远程煤炭产量监控系统，通过现有胡网络平台实时传输矿井的实际产量数据，各职能部门可利用该系统随时监测各煤矿的产量上传数据和设备运行情况。并有效避免偷税、漏税，增加财政收入，调控煤炭生产总量，防止超能力生产及提高统计报表的真实性。

公司简介

XXX有限公司，成立于一九九八年，是一家集科工贸于一体的科技型民营企业，公司本着“日新为道、至诚致远”的宗旨，不断创新以诚实的信用为客户提供最实用的方案、最先进的产品和最完善的全程服务。公司技术力量雄厚，有一支高素质、年轻化、富有实践经验的专业研发和客户服务队伍。现有职工56人，其中高级工程师6人，工程师19人，技术员23人。公司与科研院校及煤矿合作，开发了煤矿安全生产监控系统、煤矿井下人员定置系统及煤炭产量计量监测系统等多项产品。

公司从科研开发、工程设计、加工制造、系统集成到工程安装服务，对用户提供系统服务。特别是公司于2003年成立了远程煤炭产量计量监测系统项目研发部，专门从事该系统的研究和产品的生产。几年来我公司经过大量的市场调研和反复现场实验，生产出拥有自主知识产权的并且具有很多特点的远程煤炭产量计量监测系统，且在国内同类产品中处领先地位，应用到许多大中型煤矿，受到广大用户的一致好评。

第一章系统概要

计算机系统的应用、普及，网络通讯技术及计量装置动态计量技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、计量处理技术，通过现有的煤矿网络平台实时传输矿井计量装置实时计量数据及设备运行情况，实时将产量数据存入中心数据库服务器，可为实现远程煤炭产量及联网报警系统提供高效可行、价格低廉的解决方案。利用矿区现有或新建的网络环境与技术条件，充分发挥计算机网络的优势，建成高效可靠的远程煤炭产量监控与联网报警系统，为企业的安

全防范、高效管理提供更有力的技术保障。本公司研发的远程煤炭产量监控网络系统，它拥有强大的用户管理功能、网络数据实时传送良好的兼容性、方便的可扩展性等众多优点。

第二章用户需求

煤矿矿井分散，要求煤炭计量数据要集中查询、统计。

要求计量数据及计量设备的实时性、准确性。

要求计量数据的安全性、保密性

要求系统可根据各职能部门要求分配相应的查看权限。

要求系统价格低廉可以利用现有的煤矿网络平台。

要求建立煤炭产量中心数据库系统。

要求系统稳定性、可靠性高。

第三章系统组成

远程煤炭产量网络监控系统由煤矿产量计量终端（产量监控黑匣子）、网络通信平台、数据库服务器、WEB服务器、煤矿产量计量终端、产量接收服务器及WEB远

程监控系统组成。远程煤炭产量网络监控系统是一套完全基于IP网络，采用

Browser/Server系统结构设计的远程煤炭产量网络监控系统，代表了目前国内远程监控系统的先进水平。以下是系统的网络拓朴结构图：

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2.1网络整体结构

系统采用煤矿现有的专用网络接入方式。

2. 2煤炭产量计量监测装置的选择

对于井口出煤采用皮带机输煤的，采用电子皮带秤计量。对于井口出煤采用矿车斜井出煤或立井出煤，采用煤矿专用矿车秤计量。

2. 3网络通信平台

本系统在现有的煤矿网络平台做适当的扩充。

2. 4数据库服务器

采用高性能的服务器，安装MICROSOFQL_SERVE大型数据库管理系统保存煤矿产量计量终端的实时产量数据，采用磁盘阵列技术实时备份数据库信息，保证了数据的安全性。2. 5 WEB服务器

WE曲艮务器装备了强壮的优化服务器硬件，基于windows操作系统，并支持最

新的In ternet与安全标准，支持动态主机的、高访问量及运行三层网络应用程序。

2. 6煤矿产量计量终端

数据称量：煤矿产量计量终端实时采集传感器的的重量信号进行处理后完成称量功能。

数据保存：产量及设备运行状态和报警信息存入本地存储器，可保存13个月以上的产量原始数据。

数据传输：将实时产量数据、设备运行状态、报警信息定时传入远程中心数据

网络优化：煤矿产量计量终端只有定时给远程中心服务器传入数据，减少了网络数据的流量及拥堵，是一种真正意义是的分布式网络构架系统，具有较高的科学性。

报警功能：可实时监测及记录煤矿产量计量终端(黑匣子)的传感器断线、掉

电、网络故障、设备故障、开箱报警灯自动闪烁并上传。

故障恢复：一旦由于网络线路问题而客户端无法上传到远程中心数据库服务器

时，也不影响系统本地的运行，当线路连通后，系统可以把未上传的数据重新上传

2. 8 WEB远程监控系统

系统监控画面

说明：系统监控画面主要功能为：模拟现场设备的运行状态，包括以下方面的信息：

1)设备名称：指定当前设备的标识。

2)物料名称：显示当前正在称量的物料名。

3)总累计量：实时显示当前皮带称仪表的总累计量，数值与仪表显示的总累

计量一致。

4)瞬时量：当前仪表的实际流量。

5)累计量：可设定显示为：时累计量、班累计量、日累计量、月累计量。

6)运行状态：实时反映当前设备的运行情况及故障信息。

7 ) 设备状态以动画的形式表现当前设备的状态：停止、无料运行、有

料运行

操作员管理

说明：操作员是能够进入本监控系统的合法用户，对系统进行操作控制的用户帐号.每个操作员都有自己相应的登陆密码及操作权限，在第一次登陆本系统时，系统自动有一个默认的系统管理员---SYSTEM.系统管理员拥有对本软件系统各个模块的操作权限，并且可以设置其他操作员的操作权限。

其操作界面如图所示

权限管理

对指定用户分配其特定的权限，可以按煤矿为单位向用户分配，也可以按某个县为单位或按地区进行分配，具有多级的权限分配功能。

编辑设备

说明：对设备的相关属性进行设置。

操作：在系统监控画面中点击菜单“编辑设备”-> “编辑设备”，打开选择设备的操作界面。

其操作界面如图所示：

选择要编辑的设备号，点击“确定”；打开编辑设备的操作界面其操作界面如图所示

“机号”：是设备的唯一标识，由系统自动产生，不允许修改。

“料种”：设置当前设备称量的物料名称。

“X坐标/Y坐标”：用来设置模拟设备画面在监控画面中的位置。

“产量显示”：设置当前机号累计量显示类型。

“设备名称”：设置当前机号的名称。

料种字典

说明：对称量物料种类进行维护操作。

操作：在系统监控画面中点击菜单“编辑”-> “料种字典”，打开编辑料种的操作界面。其操作界面如图所示：

凶

111

端口设置

说明：对通讯参数进行设置。

操作：在系统监控画面中点击菜单“系统设置”打开端口设置的操作界面-> “端口设置”，

其操作界面如图所示：

选择当前所用的串口号，其他参数的设置要与皮带秤仪表中的通讯参数一致 默认值：串口号：COM ；波特率：9600;校验位：无；数据位：8； 停止位：1。 班制设置

说明：用来设置班次及换班时间 操作：在系统监控画面中点击菜单“系统设置” -> “班制设置”， 打开班制设置的操作界面。选择“班次”及输入首班结束时间， 点击“确定”按钮，完成班制设置操作。 其操作界面如图所示：

首班菇童吋间：|g ：oo 专

关闭

保存时间

说明：用来设置报表数据的保存时间。系统默认为 1年。最长保存时间为3

年。

确走 退岀

事口电: 漩特率： 狡验位：

停让他：

故障记录

说明：用来查询系统运行中的故障信息其操作界面如图所示：

班报表

说明：用来查询某天某一班的累计量报表其操作界面如图所示：

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生严说录班报表

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D.O0.00.00 00日报表

说明：用来查询某天每个班次的累计量报表。同“班报表” 月报表

说明：用来查询某月内每天的累计量报表。同“班报表” 年报表

说明：用来查询某年内每月的累计量报表。同“班报表”

施工方案

1?安装煤矿产量计量终端实现煤炭产量自动计量功能及数据存储和网络传输功能。

2?安装配置中心服务器产量数据接收服务器。

3?安装配置中心数据库服务器和WEB^据库服务器。

4?安装配置远程WEB管理系统。允许授权用户可以查看煤矿现场计量设备的实时运行情况和实时产量数据及对指定煤矿煤炭产量进行查询和汇总统计。

ICS-XF系列电子皮带秤技术指标

称量精度：（0.5）、（1.0）、（2.0）

称量范

围：

0?5000吨/时

皮带宽

度：

500 ?2200mm

皮带速

度：

0?5米/秒（恒速或变速均可）皮带机倾

角

-18 。?18 ° （无滑动）

仪表和秤架的最大距离：500 米

环境要求：温度秤架-20?50 C，仪表0?40 C

湿度（使用或储存）仪表90%

电子皮带秤秤体概述

ICS-XF电子皮带秤是以美国拉姆齐14A系列技术为基础，结合我国工矿企业实际情况，研制开发的多功能电子皮带秤，无论是在原理结构、技术性能、称量精度等方面，均优于国内外同类产品，其质量及技术优势如下：

先进合理的秤架结构----悬浮式秤架

悬浮式称架，采用四个高精度传感器，并且四角灵敏度调整一致，悬浮框架吊挂在称重传感器上，因而在皮带秤的称量段内物料的称量更加准确。

悬浮式秤架从结构上讲性能优于其它结构形式，主要具备以下特点：

?有效称量段长

有效称量段是指能够对物料的重量产生效应的那一段落。一般来讲，有效称量段越长，称量精度越易达到。有效称量段越长，物料的重量越大，这样传感器的精度影响相对减少。相同称量托辊数量的生架，悬浮式比其他结构形式的有效称量段长许多，特别是悬浮式秤架的有效称量段的长度比秤架本身的长度长，这是悬浮秤架的一个突出特点。

?悬浮式秤架有效地克服了摩擦力和皮带张力对称量精度的影响

各排称量托辊在调整的过程中，总有或多或少的高度差，而客观存在的不断变化的皮带张力，因托辊之间的高度差在垂直方向上产生了分力，并将其通过皮带承载件传递给传感器，也就给称量带来误差，而对于较长的称量段，分力相对物料重量造成的误差也就相对减小。

另外，悬浮式秤架完全克服了摩擦力对称量的影响，而其它形式的秤架结构因固定支点的

存在，摩擦力相对支点的力矩给称重传感器提供了额外的附加力，从而造成了称量误差。

悬浮式秤架是目前最先进，最合理的一种秤结构，在高精度的称量系统中发挥了极其重要的作用。

1. XK3120煤矿专用皮带秤

1.特点

自动调零

无须用户操作，自动计算并及时更新零点。

自动修正量程

为用户提供挂码校准、链码校准和实物校准；

高实时性，高可靠性。皮带秤数据采集器实时采集皮带秤数据，负责向采集计算机发送皮带秤数据。数据经过加密处理，根据设置的权限不同，用户的权限可以设置为不能够直接查看累计量等重要数据，也不能够修改累计量和流量等重要数据。

故障诊断及报警功能。智能诊断称重传感器、测速传感器、通讯故障，出现故障立即报警，并向网络实时发出报警信号。

防止用户作弊功能，为了能够准确的计量产量，皮带秤数据采集器没有工作或工作不正常时，皮带秤数据采集器于主井皮带机采用联锁设计，主井皮带机不能够启动。

高精度电压频率转换器

抗干扰能力优于A/D转换器，大大提高计量精度。

多层次的口令保护

为用户提供不同层次的可改变的口令保护。

超强的抗干扰能力

皮带秤周围存在噪声等干扰源，XK3120在设计时就对此作了充分的考虑，超强的

具有抵抗噪声或其它干扰的能力。

2.功能

可显示累计量、流量、设定值、PID输出值、速度、重量等数据；

具有手动PID输出功能，可在面板上直接调节电机速度；

累计量可由吨脉冲形式输出；

具有缺料、超载、皮带跑偏、重量信号、速度信号故障等报警提示；

内置实时时钟及日历；

内给速度脉冲输入控制功能，在没有安装速度传感器(或速度传感器损坏)的情况下，可替

代速度传感器，仪表照常称量。

具有断电保护功能，即使在停电情况下，仪表参数保证10年不会丢失；

具有标准RS2321/RS485通讯接口，可方便与DCS (集中控制)系统联网运行, 可输入设定值，轻松完成远距离监控，节约劳动力；

具有键盘锁定功能，以防止非操作人员使用；

重量信号具有长线补偿功能，传感器灵敏度不受信号线传输距离长短及温度变化的影响；

可接多种测速传感器，如光电式、电磁式、霍尔齿轮传感器、二(三)线式接近开关；

测速传感器的安装位置可以自由选择，可以安装在回皮带上、滚筒轴上、电机轴上；

测速传感器的测速轮直径及输出频率可以自由选择，速度采样放大倍数可任意设定，即使在极低的速度下也能十分精确地测量速度。

方便的联网功能。可与计算机管理网连接，把皮带秤的数据送到网上的各个工作站，使各级管理人员和职能部门都能方便地查看数据。

3 ?主要技术参数

一般规格

电源范围：AC85?264V，50/60HZ

功率:25W

温度范围：0?40r

湿度范围：45?85%RH

外形尺寸：130(H) X 340(W) X 280(D)mm

重量：约3Kg

显示：128*64点阵VFD荧光屏显示

累计量显示范围：0~999999t, 0~999999Kg

瞬时流量显示范围：0~9999t/h, 0~9999Kg/h

重量信号

计量精度：非线性误差土0.03%

传感器激励电压：土5VDC, 180mA

输入信号范围：0?20mV

仪表灵敏度：0.2卩V/d

线性度:<0.03%FS

采样方法:V/F压频转换器

分辨率:100000

速度信号

速度传感器类型：光电式，电磁式，霍尔传感器，接近开关

速度传感器电源：DC12V , 50mA

速度信号输入范围：频率：0.5?2500Hz,电压：0?12V

模拟量输出（可选）

数量：2路

形式：0?10V, 0?20mA, 4?~20mA可选择

最大负载：500欧姆

分辨率：12位（4096分度）

精度：0.1%

输出：一路对应瞬时流量，远程监视用或接DCS系统，另一路用于控制调节器模拟量输入（可选）

输出：远程设定流量信号（接DCS）

形式：4?20mA, 0?10V , 0?5V可选择

分辨率：10位（1023分度）

精度：0.4%

开关量输出（可选）

数量：4路常开光电式继电器；

输出：

吨脉冲输出：1吨/脉冲，0.1吨/脉冲

故障报警输出：故障时闭合

定量给料机启动运行，启动时闭合

定量给料机停止运行，停止时闭合

负载：最大DC55V，最大150mA ；

开关量输入（可选）

数量：4路

输出：

皮带跑偏故障输入，闭合有效

定量给料机启动信号，闭合时开机

预给料机启动信号，闭合时启动

内给速度脉冲输入控制，闭合时启动内给速度

形式：可选择有源/无源，有源为干接点信号，无源时需提供DC24V电源；

RS232/RS485串行通讯（可选）

串行通讯接口：RS232通讯口，RS485通讯口可选择

波特率：300，600，1200, 2400, 4800,9600, 19200，38400 可选；

数据位数：8位

奇偶校验：无

2. XK3120煤矿专用矿车秤

XK3160-A1称重显示控制器是专门用于煤矿矿车出煤计量称重仪表。XK3160

既适用于斜井计量，也适用于竖井单斗单向计量和双斗双向计量。XK3160-A1称重

显示控制器采用高精度积分式A/D转换技术，通过对天轮受力的实时检测，自动判断矿车的装煤量，准确测定矿车的装煤重量、累计重量和出煤次数，是煤矿矿车出煤计量管理的专用产品。

1 ?特点

自动调零

无须用户操作，自动计算并及时更新零点

自动修正量程

为用户提供挂码校准和实物校准；

高实时性，高可靠性。矿车秤数据采集器实时采集皮带秤数据，负责向采集计算机发送矿车秤数据。数据经过加密处理，根据设置的权限不同，用户的权限可以设置为不能够直接查看累计量等重要数据，也不能够修改累计量和流量等重要数据。

故障诊断及报警功能。智能诊断称重传感器、测速传感器、通讯故障，出现故障立即报

警，并向网络实时发出报警信号。

防止用户作弊功能，为了能够准确的计量产量，矿车秤数据采集器没有工作或工作不正常时，矿车秤数据采集器于主井皮带机采用联锁设计，主井皮带机不能够启动。

高精度电压频率转换器

抗干扰能力优于A/D转换器，大大提高计量精度。

多层次的口令保护

为用户提供不同层次的可改变的口令保护。

超强的抗干扰能力

皮带秤周围存在噪声等干扰源，XK3120在设计时就对此作了充分的考虑，具有超强的抵抗噪声或其它干扰的能力。

工作原理

XK3160-A1称重仪通过对天轮受力的实时检测，计算出矿车的装煤重量，当装

煤重量大于重量下限值时，经过一段延时以保证矿车进入称量区域并且矿车重量全部受力。仪表不断进行称重数据处理，判断达到稳定时，进行累计和计数，统计出班、日、月、总累计量和出煤次数计数。

如果是竖井双斗双向计量，仪表采用双秤计量方式，仪表通过开关量输入接口，接收秤号选择，开关闭合表示选择1#秤计量，开关断开表示选择2#秤计量，仪表采用独立的量程系数