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井下固定式破碎机远程集控

溜井是矿山输送矿石的咽喉,根据矿体赋存条件和采矿方法的不同,矿山通常使用的溜井分为垂直溜井和倾斜溜井。在露天矿山使用的主要是垂直溜井,直径4~8m,深度150~250m。地下矿山使用的溜井既有垂直的,也有倾斜的,直径一般2~4m,深度30~50m。

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溜井是矿山输送矿石的咽喉,根据矿体赋存条件和采矿方法的不同,矿山通常使用的溜井分为垂直溜井和倾斜溜井。在露天矿山使用的主要是垂直溜井,直径4~8m,深度150~250m。地下矿山使用的溜井既有垂直的,也有倾斜的,直径一般2~4m,深度30~50m。

固定筛(格栅筛)装在溜井(粗矿仓)上部,以保证溜井的入料块度合适,格栅筛上的大块矿石 (大于筛孔的矿石)需要用手锤,电锤或其他方法破碎,使其过筛。固定格筛一般是水平安装的,破碎现场环境恶劣。通过本次改造可实现:

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为了从根本上解决溜井矿石堵筛孔需人工干预的问题,我公司技术人员根据国内外多家金属矿山的生产实际结合目前最先进的现场级无人值守控制技术,开发了一套远程操控矿石破碎系统。该系统专门为溜井格栅筛无人值守所设计。具有大块识别准确,机械动作灵敏,系统运行高效安全稳定等特点。

 

远程遥控使操作人员能坐在清洁、安全的环境中操作,系统使用、操作和控制容易,允许操作者在远处的控制室内对设备进行全控制和监视;摄像机能提供破碎现场清晰的图像;具有完整的数据反馈和设备在线故障诊断功能。

 

本系统采用可编程控制器及其它电气组件,利用微机及人机界面控制技术,实现对井下碎石机的远程集控,达到远程操作自动检测的目的。本方案在设计时充分考虑用户的现状、需求,并符合以下几个原则:

先进性:设计采用先进的微机及人机界面控制技术对破碎锤实行远程控制,对破碎系统各种参数实现远程监控。由于计算机控制技术迅速发展,系统硬件和系统软件,在交货时提供当时最先进的产品和成熟的最新版本软件,当更先进和成熟的产品和软件版本出现时,与所提供的产品和软件保持兼容。同时在本设备质保期内,将免费给成熟的最新版本的系统软件和组态进行升级。

实用性:安装、操作及维护简便,具有优良的性价比。

可靠性:采用成熟的技术产品,设备的性能稳定可靠、抗干扰、防水、防腐及抗恶劣环境能力强。所提供的破碎锤远控系统在满足工艺要求的基础上能长期稳定运行,并具有抗各种干扰的能力,满足电磁兼容性和安全性的要求;所提供的系统软件是当今国际计算机控制领域公认的、稳定可靠的、符合工业标准的实时操作系统和相应的系统软件;系统配置的通信网络、 PLC控制系统、系统软件和标准的商用软件具有高容错能力; 所提供的设备符合工业标准。所有部件均具有较强的抗电磁及无线电干扰能力。

标准化:本系统选择技术成熟、标准化的产品,易于操作、便于维护。

安全性:系统提供和支持必要的安全保护手段,防止由于操作人员的失误以及系统的意外故障而造成事故。

 

系统整体构成图:

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改造后地表部分:

 

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改造后井下部分:

 

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远程控制系统构成

a、 本地控制:辅助控制         b、 远程控制:一个远程的控制中心控制一个或多个设备         c、 通讯监视系统:音频/视频         d、专用网络

 

山东华宜同创自动化科技有限公司开发的基于PROFINET总线操纵控制系统作为标准配置直接配置在现场固定式大臂破碎系统上。这套总线操纵控制系统采用了优质的可编程控制器,执行逻辑编程和控制功能。

它是一种先进的控制系统,可对固定式大臂破碎系统进行自动电气控制和直观地监测到液压系统。它能非常有效地支持实时控制并且具有很高的安全性和可靠性。控制系统由PLC控制核心,外围执行机构,定制液压改造阀组,显示器和现场总线组合而成,它提供了先进的设备控制技术和诊断工具。这是一个很容易集成各种特色功能的系统,如:防“空打”,防“突然撞击”,设备安全互锁控制,预警和警报,设备的状态和数据记录等功能。内置可调举升和下降等大臂控制功能,为具有较高惯性负载的固定式大臂破碎系统提供了更多的可控性。

 

关于井下破碎锤远控专用网络的设计与建设

(1)稳定性设计

矿山设备的特点决定了整个系统必须具有很高的可靠性和可用性,以此保障生产活动的正常进行和工作人员的安全。因此在选型时考虑所选技术在冗余性、出错处理和容错方面的能力,所选产品适应恶劣工作环境的要求。

从网络拓扑结构、工业网络交换机、服务器、电源模块设计方面,着重体现系统可靠性:

网络拓扑结构采用环网组网设计,解决单环链路断电保护可靠、稳定;选用国际知名品牌工业级网络交换机,可靠、稳定;多台交换机设备,实现数据的热备与负载均衡、冗余可靠;

调度中心配置一套稳定的电源,不仅可以实现调度中心不间断供电,在一定程度上还可以实现电源稳压,滤波,防雷功能,冗余稳定可靠;交换机使用双电源冗余, 为工业设备提供2路供电,提高系统供电可靠性。

 

(2)实时性设计

选用的工业以太网交换机具备以下几点功能,确保网络的实时性:

采用交换式数据传输方式,没有数据碰撞,数据存储实时有保证;网络设备端口延时低,典型值小于32微秒,能满足实时性应用要求;当其中某一段工作光纤线路被破坏或网络设备发生故障时,整个网络实现快速自愈,并保证在20ms内回复正常通讯。

 

(3)可管理设计

对于大型分布式网络系统,各分站之间距离较远,在选择冗余网络方案的同时,采用网络管理软件对整个自动化网络的通讯和设备进行监控和管理是非常必要的。通过对网络的全面监视,能够实现综合的负载和故障分析,也能发现网络中可能存在的隐患并及时采取措施。

网络管理软件可以对各种故障报警、历史故障查询,查看每个交换机的端口状态、通讯流量、交换机设置,系统的安全维护等,具有良好的易操作性。

 

(4)链路可靠性

网络通信线路可靠性设计来保证整个网络系统的传输可靠性。核心交换设备之间双链路实现热备冗余,交换设备使用双链路光纤用于环节点的冗余连接,网路之间使用千兆双链路光纤用于耦合冗余连接,调度中心服务器及操作员站使用双链路连接网络交换设备。

整个自动化系统网络平台,当其中每一段工作中的光纤线路被破坏或网络设备发生故障时,整个网络实现快速自愈,2个光纤以太网端口用于组建冗余环网,另外一个光纤端口用于级联,支持Turbo Ring(自愈时间< 20ms)和RSTP/STP以太网冗余协议。

网络控制层光缆敷设时,使用多芯单模备份光纤,当其中两芯出现问题时,可以使用其它备份光纤传输。同时,不定期地派工作人员对通信线路进行安全性检查,以保证各信息点访问的畅通。

20ms可靠性倒换保护,实现设备单电单链路故障切换。光缆芯数冗余设计,备份熔接。

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