煤礦綜采三機保護控製係統
導語：
綜采工作麵三機是煤流運輸的核心裝備，其工作狀態對於綜采工作麵產量有著重要影響，維護和保養好三機設備對於保障綜采工作麵產量有著重要作用。本期轉化果平台推薦的《煤礦綜采三機保護控製係統》，通過布設一係列的傳感器、監測分站，將綜采工作麵三機狀態監測數據上傳至係統總站，實現三機狀態在線監測及診斷，實現遠程控製。
一、係統綜述
煤礦綜采三機保護控製係統包括5台KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控製箱(以下簡稱控製箱)，1台係統主站，4台監控分站。該係統具有對煤礦采煤工作麵輸送設備的運行狀態進行在線監測及診斷的功能。
圖1 係統結構組成
監測分站用於監測工作麵輸送係統現場設備。係統包含4個分站，分別為：1台前部刮板輸送機機頭監測分站，1台前部刮板輸送機機尾監測分站，1台轉載機監測分站，1台破碎機監測分站。
可以監測的設備包括：刮板輸送機、轉載機和破碎機等設備配套減速器和電動機。主要監測參數包括：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、轉子前軸承溫度和轉子後軸承溫度等。分站可以動態顯示監測參數，並根據所監測參數，判斷設備運行狀態，發出預警或報警，報警值可修改。
所有分站都能通過通訊口將監控設備的各種參數上傳單係統主站，實現遠程監測工作麵輸送設備的各種狀態。係統總站提供一路標準協議通訊口(RS-485接口或者以太網接口)與上位機通訊。
二、技術參數
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)工作環境：溫度：-5~+40°C;相對濕度：95%(+25°C)。
2.通訊參數
本係統提供一路標準協議通訊接口(RS485接口或者以太網接口)，采用Modbus-RTU或者Modbus-TCP通信協議，用於與上位機或其他設備的相互通訊。
3.狀態監測分站監測參數指標
(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：不高於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，外徑小於10mm，長度10m;
傳感器材料：不鏽鋼。
探杆長度：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：不高於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，外徑小於10mm，長度暫定8m;
傳感器材料：不鏽鋼。
(3)電動機定子、轉子前軸承和後軸承溫度大於等於90°C時報警。傳感器預埋在防爆電動機內，其中：定子繞組預埋三線製Pt100一枚;前軸承預埋三線製Pt100一枚;後軸承預埋三線製Pt100一枚，分別引線至接線盒內接線柱。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監測，用於對布置在綜采工作麵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進行在線監測，並通過通信模塊可以把采集到的工況數據以標準通信協議上傳到上位機。
2.通過監測機尾油缸無杆腔壓力，將反應的鏈條張力上傳。
3.轉載機配套的工況狀態監測，用於對布置在綜采工作麵及順槽的轉載機潤滑油油溫、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進行在線監測，並通過通信模塊可以把采集到的工況數據以標準通信協議上傳到上位機。
4.破碎機配套的工況狀態監測，用於對布置在綜采工作麵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進行在線監測，並通過通信模塊可以把采集到的工況數據以標準通信協議上傳到上位機。
5.上述設備4台控製箱必須通過通訊電纜連接，所有監控分站的數據全都上傳至係統主站。係統總站可對工作麵三機進行實時監控和在線診斷。係統總站配置有標準協議通訊口(RS485接口或者以太網接口)，可與上位機或其他設備對接。
四、硬件配置
1.係統主站控製箱配置
(1)寬電壓電源輸入(AC85V—265V);
(2)7寸本安型人機界麵;
(3)4隻金屬按鍵;
(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU標準協議;
(5)具有1個RJ45網線接口，Modbus-TCP標準協議。
2.監控分站控製箱配置
(1)寬電壓電源輸入(AC85V—265V);
(2)7寸本安型人機界麵;
(3)4隻金屬按鍵;
(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU標準協議。
(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、結構特點
1.KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控製箱
控製箱為礦用隔爆兼本質安全型，標誌為“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，內部安裝有礦用本安型PLC、接線端子、線槽等;兩側共有12個喇叭口用於連接本安信號;本安腔麵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，兩側安裝6個隔爆喇叭口。
控製器使用本安型模塊化PLC為控製核心，易於組合，易於擴展。
2.PLC模塊
該控製器的控製核心為本安型模塊化PLC，用於開關量的數據采集、頻率量的數據采集，繼電器輸出控製，語音報警、遠程網絡通訊等。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。
3.本安型觸摸屏
該控製器的麵板上安裝一個7寸本安型觸摸屏顯，4隻金屬不鏽鋼按鍵。設備的運行狀態、故障類型與位置、參數設置等信息都通過該液晶屏實現漢字顯示，操作人員能較直觀了解被控設備在運行時的工作狀態。按鍵用於對被控設備的控製及參數設定。
六、係統界麵展示
1.係統主站界麵
2.監控分站界麵
