煤矿信息化建设集成建设项目初步设计方案 二一六年九月目录一、煤矿井下自动化排水系统2二、CMKXY(2009) 型矿用智能应急救援语音系统5三、通风机在线监控系统8四、煤矿自动化配煤装车系统10五、皮带远程集中控制系统14六、煤矿变电所监控系统17七、提升机PLC 电控系统19八、提升机后备保护系统23九、煤矿人员定位考勤系统25十、煤矿工业电视系统29十一、压风、供水管路远程监测系统31十二、矿井生产虚拟现实系统33十三、筒仓实时在线监测系统35十四、煤矿企业综合信息管理系统36十五、矿灯房信息化管理系统40十六、瓦斯联网报警系统42十七、大屏幕拼接显示系统44十八、矿用隔爆兼本质安全型稳压电源46十九、矿用本安型音箱48二十、矿用本安型光纤摄像仪49二十一、便携式钢绳芯输送带探伤仪51二十二、智能程控调度系统（调度交换机）52二十三、矿用智能语音广播系统55二十四、四绳同测钢丝绳无损检测和管理系统58产品概述一、煤矿井下自动化排水系统1系统介绍 煤矿井下水泵是煤矿生产的主要设备之一，实现井下泵房的远程控制与监测，是综合自动化建设的重要组成部分。自动排水系统可以由计算机自动检测水仓水位并自动控制某一水泵的开停，检测运行参数、分析差数进行对设备的保护。目前,在矿井泵房的排水系统设计中 ,一般设置多台多级离心水泵 ,一组工作、一组备用 ,并设置了用于轮换检修的水泵。这些水泵电压高、功率大、运行工况复杂，人工很难做到实时监控。另外，对于水泵启动前吸水管路的充水（抽真空）、水仓水位监测、泵房内设备的运行与管理等工作 ,普遍采用人工操作方式，而自动化控制能改变传统模式操作过程繁琐、劳动强度大、人为因素多、启泵时间长、自动化程度低，为提高安全生产奠定了坚实的基础。系统设计以系统安全、可靠、先进为原则，系统实现在安全生产指挥调度中心对井下排水系统泵房的所有设备进行网络监视和控制，做到泵房无人值守、设备安全可靠运行。2.系统结构 系统采用全分布式结构。主要有井下控制分站、就地控制箱、各种传感器及控制主站构成，控制主站位于控制室。所有数据均有以太网或工业总线进行传输。PLC与传感器之间采用矩阵结构连接。控制分站采用西门子PLC核心单元，具有房潮、抗干扰能力强。现场易编程、易维护等特点，因此能达到煤矿行业的稳定，安全的要求。3系统特点1.通信方式：采用现场总线或工业以太网作为传输通道，解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。2.环网冗余技术：矿井下环境条件恶劣，尤其是信道的故障率最高，系统支持环网冗余技术，大大提供了矿井自动化系统的可靠性。3.在异构系统互连互通：本设计方案分别在网络级和串口级提供了多种符合国际主流标准的接口方式，便于各种子系统的接入，实现最大限度的信息共享。4.系统精确、稳定：系统能够安全运行，避免了认为的失误造成的巨大的人员伤害和经济损失。为矿上的安全生产奠定了坚实的基础。4系统主要功能1.实时数据检测：通过地面主机能监视个水泵的运行情况，和主要的运行参数。如水泵的开停状态，电压电流差数，和电机轴承温度，水流量大小和水的压力。可以根据实时数据分析设备运行状态，做出报警提示，为设备的安全稳定运行提供了可靠的依据。2.对设备的运行进行全自动管理：根据煤矿的具体情况可以设定不同的运行方式，由电脑控制设备的运行，水位达到一定的高度有电脑控制某个水泵的开停，设备运行时由计算机分析设备的运行情况，如某一参数不在完全运行范围内有计算机发出报警，并做出相应的处理。3.安全稳定组态软件：能24小时稳定运行，易于操作维护，动画效果美观大方。能动态的显示各设备的运行情况。4.强大的报表功能：能查询出个设备的不同时段的运行状态，和设备操作记录，对一些必要的运行参数可以定期打印报表以达到检测的目的。二、CMKXY(2009) 型矿用智能应急救援语音系统1 概述为保证煤矿企业遭遇突发性事件时，能以最简捷、最快的途径通知井下作业人员，并指导相关人员紧急疏散或采取相应安全措施，做到及时并有效的应急救援，我公司结合语音广播现状与发展方向，采用数字技术、单片机编解码技术、高级软件编程技术等开发了数字化可寻址矿用智能应急救援语音系统。该系统集安全播报、调度指挥、安全监测、公共语音为一体，是新一代的数字化语音系统，已经得到了全国众多煤矿企业的认可。矿用智能应急救援语音系统结合煤矿安全生产的需要，以安全监测监控、综合自动化系统原始数据为依据，以各种应急预案为基础，开发出智能语音告警及应急救援模块。日常可以进行安全宣传、教育，在指定区域播放安全规章、安全措施、注意事项等，增强职工安全意识。还可共享安全监控系统有关数据，经过定制，当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时，自动在特定区域发出安全告警，指挥相关人员撤离或采取必要的措施。如果检测到安全监控系统告警，井下出现重大安全事故时，可以根据事先设定程序，调动相关应急预案，指挥现场人员撤离；也可以人工调用应急预案语音材料，播放给指定区域，并可以通过麦克风，直接指挥有关人员撤离。根据需要，可以播放背景音乐。结合数字视频技术，可以实时观察工况直观图像，做到数据、语音、视频的真正联动。设计理念：“音源数字化、扩展自由化、融合有机化、播放自动化、管理智能化、操作人性化” 2 系统结构组成系统主要设备包括信号源部分、系统管理软件及管理用上位机、智能广播控制主机、信号传输部分、矿用本安型音箱等。3 系统功能特点多路广播功能：系统可以实现多套节目同时传输，可以支持8个物理链路。音源种类丰富：音源种类丰富，可以是麦克风、话筒、DVD/VCD等传统音响设备，也可以是电脑、MP3等现代数字设备；同时，系统内置FM调频收音机，接收当地公共电台广播节目。当使用电脑进行播放时，可以播放电脑支持的全部数字语音文件，另外可支持网络播放，矿领导可在本办公室内通过电脑对井下广播讲话。可分区功能：可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播（如办公区、井下候车室、食堂），做到单独控制，如单独对办公区播放通知；也可进行全矿广播。远程控制功能：可以通过计算机进行单台音箱的开停控制，界面友好，操作方便，真正实现了可寻址到点控制。与安全监控、综合自动化系统有机融合：共享安全监控、综合自动化系统有关数据，经过定制，当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时，系统自动在特定区域发出安全告警，指挥相关人员采取必要的措施。结合应急预案，进行自动或人工应急救援：当系统监测到安全监控系统告警，井下出现重大安全事故时，可以根据事先设定程序，调动相关应急预案，指挥现场人员撤离；也可以人工调用应急预案语音，播放给指定区域；还可以通过麦克风，直接指挥有关人员撤离。开关量输入：硬件上支持4路开关量信息输入，配合矿业现场其他设备，进行语音告警提示，避免事故的发生。可根据需要设置启动警报点附近的音箱或全部音箱。传输距离长：可以采用全光缆方式传输，抗冲击、无干扰、高保真、传输距离可以达到60公里，特别适合煤矿井下恶劣环境。高品质的语音：专业的语音芯片设计，独特的机械、工艺设计，做到声音洪亮，不失真，改变了过去煤矿井下扩音电话音质差的根本问题。较高的稳定性与可靠性：采用RF弱信号传输方式，极大地提高了系统的可靠性，系统传输网络中无功率信号，单只音箱的故障不影响系统工作，整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态，待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动，无需人员的控制。传输方式可通过工业以太网：目前煤矿井下工业以太网越来越普及，本系统支持在工业以太网传输，避免了重复布线，节约资源。数字视频联动：可以和数字视频系统相结合，达到数据、语音、视频联动。4 应用场合本系统可安装在巷道、候车室、猴车运输沿线、工作面等位置，当突发性事件发生时，自动调取应急预案，紧急广播，帮助矿工紧急撤离，作为疏散指挥工具。也可以在候车或者乘猴车时收听音乐、公共广播。可以安装在皮带沿线、变电所、泵房或其它工作场所，用于设备的开停预警、故障报警，配合视频摄像仪在调度室内调度指挥，起到安全管理的作用。该系统可以接入矿井工业以太网，通过综合自动化网络平台传输，做到语音、视频、数据三网合一，语音、视频、数据联动。三、通风机在线监控系统1、概述 矿井主通风机是向井下送风的重要设备，也是大型耗能设备，对其实现在线监测监控，使之始终运行在良好状态，对于保障煤矿安全生产，保护矿工生命和企业财产安全，降低风机能耗具有重要意义。我公司成功研制开发的矿井主通风机网络在线监控系统，综合利用现代传感技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、网络通讯技术，基于企业计算机网络实现主风机运行参数、通风数据的实时监测与风机主辅设备控制的一体化，监测内容丰富，控制功能完善，具有实时性强、安全可靠、操作方便、易学易用的特点。2、主要功能l 实时监测风机风压（静压、全压）、风速风量、轴承温度、定子温度、电网电流、电压、功率、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行各种参数。l 监测风门位置、风机开停状态、反风信号和电机编号等风机运行多种状态信息。l 控制风门开/关、风机启/停。l 自动闭锁控制，保证系统安全。l 具有现场控制、远程控制、手动控制等多种控制方式。l 在控制中心，通过32液晶电视对风机机房进行24小时监视，通过网络视频服务器实现24小时远程监视。四、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； 配煤采用实时闭环自动控制系统，达到煤质互补，提高产品煤质两，优化产品结构； 将计算机控制及交流变频调速技术应用于自动配煤系统，保证了产品煤质量的稳定性； 现场总线技术的运用，使系统更加灵活、先进、可靠；