综采工作面自动化控制系统培训讲义

综采工作面自动化控制系统培训讲义液控制系统有限公司培 训 提 纲一系统概述二主要功能及特点三设备安装四系统调试五软件配置一、系统概述（一）系统定义什么叫SAM型综采自动化控制系统？SAM型综采自动化控制系统是在综采工作面单机设备自动化的基础上，采用拟人手法，把人的视觉、听觉延伸到工作面，将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽中心，建立一套以监控中心为核心，以工作面视频、音频、以太网、远控为基础的集中自动化控制系统。实现在顺槽监控中心对液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、顺槽胶带机、泵站、开关等综采设备进行远程操控，达到工作面“少人化”甚至“无人化”的开采目的。一、系统概述（二）系统范围SAMSAMSAMSAM采煤机胶带运输机破碎机运输机转载机组合开关泵站确保各设备协调、连续、高效、安全运行，尽可能将工人从工作面解放出来，实现工作面操作少人化甚至无人化。高效高效安全安全连续连续协调协调支架SACSASSATSABSAP一、系统概述（三）系统结构一、系统概述（三）系统结构一、系统概述（四）系统结构“大脑大脑”工作面监控中心工作面监控中心“神经网络神经网络”工作面工业以太网工作面工业以太网“眼睛眼睛”工作面视频系统工作面视频系统“耳朵耳朵”工作面语音通信系统工作面语音通信系统“思想思想”工作面控制模型工作面控制模型SAM一、系统概述（五）系统内涵提出了“无人操作、有人巡视”的智能化无人开采生产模式，即：通过各子系统的集成，把人的视觉、听觉、操作延伸到工作面，将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的顺槽监控中心或地面，实现在顺槽监控中心或地面对综采设备进行远程操控，达到工作面内无人开采的目的。可视远程干预一、系统概述（五）系统内涵2.采煤机记忆割煤3.液压支架跟机自动化2人可视化远程干预1.智能化采煤工艺4.工作面内1人巡视顶层规划设计采煤工艺顺槽监控中心一、系统概述（五）系统内涵 SAM综采自动化控制系统以“现场无人操作、远程可视化干预控制”为思路将工作面内的工人解放出来，首创了“2人远程操作、工作面内无人操作、1人巡视”的采煤模式。培 训 提 纲一系统概述二主要功能三设备安装四系统调试五软件配置二、主要功能1.液压支架跟机自动化技术 结合开采工艺，依据工作面顶板压力、倾角、液压支架姿态、采煤机运行状态等信息，将整个生产过程划分为不同的阶段，自动决策并控制液压支架全工作面跟机、通过LASC自动找直等动作，实现了工作面自动连续生产。液压支架跟机自动化技术二、主要功能2.采煤机记忆截割技术 按照示范刀所记录的工作参数、姿态参数、滚筒高度轨迹，进行智能化运算，形成记忆截割模板，在自动截割过程中不断修正误差，实现自动调高、卧底、加速和减速等功能。采煤机记忆切割二、主要功能3.工作面视频监控技术 将人的视听感官延伸到工作面，通过在工作面安装摄像仪，实时跟踪采煤机，自动完成视频跟机推送功能，为工作面可视化远程监控提供“身临其境”的视觉感受，指导远程生产。微型摄像仪追机视频二、主要功能4.远程集中监控技术 在顺槽列车上或地面打造一个“井下中控室”。实现泵站和三机的远控操作，通过按下“一键启停”按钮，工作面的设备依次顺序自动启动。设备数据高速上传和控制信号实时下达，控制延时不超过300ms；当发现生产过程出现特殊情况，例如工作面顶板发生变化或液压支架未能移架到位，影响工作面连续推进时，可及时进行人工远程干预。监控中心软件画面二、主要功能4.远程集中监控技术综采工作面工业以太网系统，构建系统级控制平台。工作面液压支架国产电控200200个节点个节点的远程控制延时小于小于300300msms，国产采煤机的远程控制延时小于小于200200msms，有效解决了液压支架和采煤机的远程实时控制难题。培 训 提 纲一系统概述二主要功能三设备安装四系统调试五软件配置三、设备安装2.矿用本安型摄像仪功能简介 综采自动化系统配备的矿用本安型摄像仪，采集工作面视频图像，并通过以太网发送到主机或者监视器。（一）工作面设备及安装外形尺寸：100*72*63（mm）工作电流：约200mA最高分辨率：1280*720（彩色）2.矿用本安型摄像仪接口定义 矿用云台摄像仪外部采用lumberg插头连接方式，分为以太网接口和供电接口（壳体上有网、电标识），两个接口分别通过（网线）conmN/4nlumbxxx/xx和（电源线）conmN/4nlumbxxx/xx连接器接入综合接入器，连接器长度根据实际应用环境确定三、设备安装（一）工作面设备及安装设备后视角度电口网口3.矿用本安型综采综合接入器三、设备安装功能简介 综采综合接入器采用工业以太网技术为核心通信平台，内置嵌入式管理单元、以太网交换单元。具备以太网的电接口，可以接入以太网设备，如网络摄像仪；具备CAN接口，可直接接入支架控制器；具备标准的RS232、RS485，可以接入具备相应接口的综采设备。该产品通常沿工作面每隔6个支架布置一台，8C环网口之间通过网络型连接器串联，端头、端尾各通过“TF型综合接入器”将电信号转成光信号后再经过光缆连接到监控中心，监控中心为“2F型综合接入器”从而闭合成工作面千兆工业以太环网。（一）工作面设备及安装3.矿用本安型综采综合接入器实际连接示意图摄像仪3摄像仪2综合接入器接口定义 Loop1Loop2供电网口电口双路电源箱CAN网口电口三、设备安装（一）工作面设备及安装CAN摄像仪1电口网口4.矿用隔爆兼本质安全型稳压电源三、设备安装型号：KDW127/12/JRQ功能简介 综合接入器专用双路12V稳压电源，单头4d连接器输出两路12VDC电源（一）工作面设备及安装5.矿用本安型无线接入器三、设备安装功能简介l 提供5.8Gwifi覆盖l 低漫游延时（一）工作面设备及安装 1234备注备注A312V/2A12V/2AGNDGND电源口A4ETH_TXPETH_TXNETH_RXPETH_RXN网口A1 A2 A3 A45.8G馈线接口馈线全向天线定向天线1.监控中心三、设备安装（二）监控中心设备及安装顺槽监控中心 监控中心内部设备情况：天玛公司：隔爆兼本安型监控主机、显示器、操作台、交换机、光电转换器、综采综合接入器、键盘等 其他厂家：采煤机顺槽监控站、三机监测顺槽终端、工作面沿线喊话及闭锁终端2.隔爆兼本安型监控主机三、设备安装（二）监控中心设备及安装 监控主机作为工作面支架电液控制系统信息收集和传输的中心站，通过煤矿井下环网可将综采工作面数据送到地面，从而可以在地面监控计算机上方便地监控、查看井下数据参数。其主要功能为集中管理与控制，在整个工作面生产系统中处于中心位置，功能包括信息采集，数据显示，参数设置，数据控制，数据整理，工作面控制系统的故障判断，信息的上传与下达，以及符合安全条件的控制功能。监控主机内含两套主板，通过RS422、RS232、CAN通讯接口、USB接口以及显示器接口等，对工作面液压支架、运输机和采煤机等一系列设备进行集中管理和控制。功能简介监控中心核心部件2.隔爆兼本安型监控主机三、设备安装（二）监控中心设备及安装接口定义 CAN RS422 USB 键盘、USB 音频 RS232 网口 12V输出 12V输出 快插光纤口 127V供电主板A主板B3.本安型显示器三、设备安装（二）监控中心设备及安装井下数据集中显示的载体 显示器的外壳是由不锈钢制成的，使用O圈密封，防护等级可以达到IP54。矿用本安型显示器有三个端口，两个端口配有一个4芯插座，用来接入12V电源；外部需有两个12V电源为其供电，一路给本安显示器的背光，另外一路给DVI的光电模块和DVI模块，剩余的端口配有快速接插光纤口，用来传输视频信号。整体设计结构小巧，安装方便，适用煤矿井下使用，可单独使用也可配合监控中心整体使用。功能简介3.本安型显示器三、设备安装（二）监控中心设备及安装 显示器B显示器A快插光纤快插光纤 监控主机 12V显示器电路供电 12V显示器背灯供电 数据传输快插光纤显示器安装示意图快插光纤接口定义4.信号转换器3.0版本三、设备安装（二）监控中心设备及安装功能简介电液控数据传输转换关键设备 配合工作面信号转换器2.0版本设备使用，实现双线CAN总线数据、RS422数据的转换。A-12V供电供电A-CANA-422A-CAN接口定义A A A A 4.信号转换器3.0版本三、设备安装（二）监控中心设备及安装工作面信号转换器2.0A AA ACANAA A A 供电首架支架控制器信号转化器人机界面监控主机RS422422支架操作台 CAN监控中心信号转换器3.0RS232 RS232实际连接示意图5.综采工作面以太环网搭建三、设备安装（二）监控中心设备及安装首架综合接入器末架综合接入器Loop1Loop2监控中心综合接入器工作面监控中心6.支架操作台三、设备安装（二）监控中心设备及安装支架远控操作的载体 矿用本安型支架操作台用于对综采工作面液压支架的远程控制，包括支架单动、支架成组动作以及跟机随动功能。通过双线CAN接口与工作面信号转换器连接，实现工作面控制数据双向通信。操作台与主控计算机通过RS232进行连接，与主控计算机进行数据通讯，可以将操作数据进行上报。该产品具有外形美观、键位布局符合人体工学原理、操作方便、接口丰富、可交互性强等特点。功能简介6.支架操作台三、设备安装（二）监控中心设备及安装 A-12V电源B-CANC-422D-RS232E-网口F-闭锁接口定义三、设备安装（二）监控中心设备及安装 供电A操作中心信号转换器3.0 监控主机 支架操作台CAN实际连接示意图RS2326.支架操作台三、设备安装（二）监控中心设备及安装7.集控操作台采煤机远控操作的载体 主要用于在顺槽控制中心内远程集在顺槽控制中心内远程集中控制三机设备的启停、断电、急停中控制三机设备的启停、断电、急停以及对采煤机进行远程操作以及对采煤机进行远程操作，从而提高工作效率，减轻工人劳动强度，改善劳动环境。操作台将操作人员发出的操作指令发送给隔爆主机，主机通过软件运行，将操作指令下达给各个集控设备，实现泵站、三机、采煤机等设备的远程操作。功能简介三、设备安装（二）监控中心设备及安装7.集控操作台接口定义 A-12V电源B-CANC-422D-RS232E-网口F-闭锁G-闭锁H-闭锁7.集控操作台三、设备安装（二）监控中心设备及安装 供电 RS232 监控主机 采煤机操作台注：其他接口可以根据现场实际情况进行连接，以达到现场需求RS232实际连接示意图8.交换机三、设备安装（二）监控中心设备及安装多台 本安型网络交换机【KJJ12】1台 本安型路由交换机【KJJ12（A）】监控中心交换机的个数与种类主要作用：实现设备网络接入，具备三层路由功能，实现数据上传井上主要作用：实现设备网络接入，同时内部包括3台3180模块，可实现对其他厂家数据接入两种交换机外形相同，但内部配置不同8.交换机三、设备安装（二）监控中心设备及安装路由交换机KJJ12（A）接口定义E21为12V供电 其余7口为网口E11、E21为12V供电，其余6口为网口F1、F2、F3 为光纤接入端口S11-14、S21-24 为其他线路接入端口左侧一致：左侧一致：右侧不同：右侧不同：E11 E21E12 E22E13 E23E14 E24F1 F2 F3S11 S21S12 S22S13 S23S14 S24网络交换机KJJ128.交换机三、设备安装（二）监控中心设备及安装主机网口主机网口交换机任意网口交换机任意网口监控主机监控主机交换机交换机注：监控中心监控主机接入交换机网口的连接方式，遵循就近原则。实际连接示意图8.交换机三、设备安装（二）监控中心设备及安装实际连接示意图网络交换机路由交换机监控主机监控主机监控主机网口网口网口网口交换机之间网口互联交换机之间网口互联矿方环网井下交换机光纤监控中心综合接入器9.其他设备接入方式：主机键盘、监控中心摄像仪、照明灯三、设备安装（二）监控中心设备及安装 键盘键盘监控中心综合接入器主机键盘监控主机摄像仪照明矿灯网口电口电口10.监控主机分配及显示器布局三、设备安装（二）监控中心设备及安装备用（巡检机构）显示器支架视频显示器自动化主机显示器煤壁主机显示器煤机主机显示器支架主机显示器自动化主机采煤机主机电液控主机支架操作台采煤机操作台信号转换器3.0实际连接示意图培 训 提 纲一系统概述二主要功能三设备安装四系统调试五软件配置四、系统调试（一）综合接入器参数配置综合接入器专用人机界面或面板配置设备配置设备站号设置站号设置参数设置参数设置1 站号站号及网段网段IP2 密码 6543211 M232 远程主机主机IP及端口端口设置综合接入器参数所需设备设置综合接入器参数所需设备综合接入器专用人机界面四、系统调试（一）综合接入器参数配置四、系统调试（二）摄像仪参数配置网络视频监控软件-4000(iVMS-4000)软件安装软件安装注册登录注册登录添加设备添加设备显示预览显示预览用户名：admin密码：admin123搜索设备修改IP并添加：用户名：admin 管理员口令12345显示设置修改预览视频配置结果本安型摄像仪配置软件：四、系统调试（三）厂家数据上传调试网络交换机泵站厂家支架厂家采煤机厂家三机监测厂家三机厂家开关厂家路由交换机数据上传数据上传四、系统调试（三）厂家数据上传调试厂家设备与网络交换机之间铺设通信线路（4芯通信线）协调厂家将通信线接入其设备485通信端口（A&B,两主两备）将通信线接入网络交换机3180模块485通信端口（A-A B-B）123通过Mudbus测试软件进行通信测试并获取报文（Mudscan32）4协调各厂家获取通信点表并联通获取报文提交研发人员软件配置5四、系统调试（三）厂家数据上传调试31803180模块的配置软件模块的配置软件应用文件：MGateManager.exe安装文件：MGM_Setup_Ver1.5_Build_MGate Manager 默认配置：NPort3180IP Address:192.168.127.254Netmask:255.255.255.0Default Gateway:192.168.127.255配置条件：电脑，并与交换机网络联通培 训 提 纲一系统概述二主要功能三设备安装四系统调试五软件配置五、软件配置（一）监控主机网络分配10.224.41.23410.224.41.23310.224.41.23510.224.41.236电液控主机自动化主机采煤机主机巡检机构主机支架视频主机煤壁视频主机10.224.41.23110.224.41.232五、软件配置（二）各监控主机功能说明1.井下电液控主机 用于用于液压支架数据的采集与显示，同时向集控主机报送电液控数据液压支架数据的采集与显示，同时向集控主机报送电液控数据；五、软件配置（二）各监控主机功能说明1.井下电液控主机 用于用于液压支架数据的采集与显示，同时向集控主机报送电液控数据液压支架数据的采集与显示，同时向集控主机报送电液控数据；五、软件配置（二）各监控主机功能说明 用于用于以四分屏画面集中显示工作面支架视频以四分屏画面集中显示工作面支架视频；2.井下支架视频主机支架视频图像布局图支架视频图像布局图五、软件配置（二）各监控主机功能说明 用于用于以四分屏画面集中显示工作面支架视频以四分屏画面集中显示工作面支架视频；2.井下支架视频主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明 用于用于在控制中心对三机、泵站和液压支架进行集中监测和控制，汇总三机、在控制中心对三机、泵站和液压支架进行集中监测和控制，汇总三机、泵站、开关、电液控主机和采煤机主机的监控数据，再将这些数据分发给各个泵站、开关、电液控主机和采煤机主机的监控数据，再将这些数据分发给各个主机；主机；3.井下自动化主机自动化主机主要功能如下：自动化主机主要功能如下：1 1）三机启停控制）三机启停控制 2 2）沿线闭锁状态）沿线闭锁状态 3 3）组合开关监测）组合开关监测 4 4）三机动力监测）三机动力监测 5 5）泵站监测与控制）泵站监测与控制 6 6）开关监测）开关监测 7 7）三机变频监测三机变频监测 8 8）移变移变监测监测与控制与控制五、软件配置（二）各监控主机功能说明3.井下自动化主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明 用于用于检测采煤机数据和对采煤机的远程控制及采煤机故障的诊断。检测采煤机数据和对采煤机的远程控制及采煤机故障的诊断。4.井下采煤机主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明4.井下采煤机主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明 用于用于在控制中心显示在控制中心显示工作面工作面煤壁煤壁视频视频；5.井下煤壁视频主机煤壁视频图像布局图煤壁视频图像布局图五、软件配置（二）各监控主机功能说明5.井下煤壁视频主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明6.地面调度室监控主机五、软件配置（二）各监控主机功能说明6.地面调度室监控主机请批评指正!谢 谢！