煤矿综采三机保护控制系统
导语：
综采工作面三机是煤流运输的核心装备，其工作状态对于综采工作面产量有着重要影响，维护和保养好三机设备对于保障综采工作面产量有着重要作用。本期转化果平台推荐的《煤矿综采三机保护控制系统》，通过布设一系列的传感器、监测分站，将综采工作面三机状态监测数据上传至系统总站，实现三机状态在线监测及诊断，实现远程控制。
一、系统综述
煤矿综采三机保护控制系统包括5台KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控制箱(以下简称控制箱)，1台系统主站，4台监控分站。该系统具有对煤矿采煤工作面输送设备的运行状态进行在线监测及诊断的功能。
图1 系统结构组成
监测分站用于监测工作面输送系统现场设备。系统包含4个分站，分别为：1台前部刮板输送机机头监测分站，1台前部刮板输送机机尾监测分站，1台转载机监测分站，1台破碎机监测分站。
可以监测的设备包括：刮板输送机、转载机和破碎机等设备配套减速器和电动机。主要监测参数包括：减速器高速轴承温度、低速轴承温度;减速器油温;电动机定子温度、转子前轴承温度和转子后轴承温度等。分站可以动态显示监测参数，并根据所监测参数，判断设备运行状态，发出预警或报警，报警值可修改。
所有分站都能通过通讯口将监控设备的各种参数上传单系统主站，实现远程监测工作面输送设备的各种状态。系统总站提供一路标准协议通讯口(RS-485接口或者以太网接口)与上位机通讯。
二、技术参数
1. 电气技术指标
(1)额定电压及频率：AC85V~265V、50Hz;
(2)额定电流：<1.5A;
(3)工作环境：温度：-5~+40°C;相对湿度：95%(+25°C)。
2.通讯参数
本系统提供一路标准协议通讯接口(RS485接口或者以太网接口)，采用Modbus-RTU或者Modbus-TCP通信协议，用于与上位机或其他设备的相互通讯。
3.状态监测分站监测参数指标
(1)减速器高、低速轴承温度测量
传感器类型：Pt100铂热电阻;
温度测量界限：不高于120°C;
安装及连接：M30x1.5螺纹连接，安装位置见图2;
连接电缆：矿用阻燃信号电缆，型号：MHYVRP-4x0.5，外径小于10mm，长度10m;
传感器材料：不锈钢。
探杆长度：按具体要求确定。
图2 减速器上传感器安装位置
(2)减速器油温度测量
传感器类型：Pt100铂热电阻;
温度测量界限：不高于120°C;
安装及连接：M30x1.5螺纹连接;
安装位置：见图2;
连接电缆：矿用阻燃信号电缆，型号：MHYVRP-4x0.5，外径小于10mm，长度暂定8m;
传感器材料：不锈钢。
(3)电动机定子、转子前轴承和后轴承温度大于等于90°C时报警。传感器预埋在防爆电动机内，其中：定子绕组预埋三线制Pt100一枚;前轴承预埋三线制Pt100一枚;后轴承预埋三线制Pt100一枚，分别引线至接线盒内接线柱。连接电缆：矿用阻燃信号电缆。
三、技术要求
1.刮板输送机设备配套的工况状态监测，用于对布置在综采工作面及顺槽的刮板输送机输入、输出轴的轴承温度、润滑油油温、油位，电动机的轴承温度、定子绕组温度及各个传动部冷却水回路的温度、压力、流量等关键工况参数进行在线监测，并通过通信模块可以把采集到的工况数据以标准通信协议上传到上位机。
2.通过监测机尾油缸无杆腔压力，将反应的链条张力上传。
3.转载机配套的工况状态监测，用于对布置在综采工作面及顺槽的转载机润滑油油温、油位，高低速轴温，电动机的轴承温度、定子绕组温度等关键工况参数进行在线监测，并通过通信模块可以把采集到的工况数据以标准通信协议上传到上位机。
4.破碎机配套的工况状态监测，用于对布置在综采工作面及顺槽的破碎机润滑油油温、油位，高低速轴温，冷却水回路的温度、压力、流量;电动机的轴承温度、定子绕组温度等关键工况参数进行在线监测，并通过通信模块可以把采集到的工况数据以标准通信协议上传到上位机。
5.上述设备4台控制箱必须通过通讯电缆连接，所有监控分站的数据全都上传至系统主站。系统总站可对工作面三机进行实时监控和在线诊断。系统总站配置有标准协议通讯口(RS485接口或者以太网接口)，可与上位机或其他设备对接。
四、硬件配置
1.系统主站控制箱配置
(1)宽电压电源输入(AC85V—265V);
(2)7寸本安型人机界面;
(3)4只金属按键;
(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU标准协议;
(5)具有1个RJ45网线接口，Modbus-TCP标准协议。
2.监控分站控制箱配置
(1)宽电压电源输入(AC85V—265V);
(2)7寸本安型人机界面;
(3)4只金属按键;
(4)具有2路RS485接口，Modbus-RTU标准协议。
(5)具有最多12路PT100采集口，8路电流量采集口，5路开关量采集口，4路继电器输出。
五、结构特点
1.KXJ127(D)隔爆兼本安型PLC控制箱
控制箱为矿用隔爆兼本质安全型，标志为“Exd[ib]I Mb”。分为本安腔和隔爆腔两大部分，通过过腔电缆连接。
下部分为本安腔，内部安装有矿用本安型PLC、接线端子、线槽等;两侧共有12个喇叭口用于连接本安信号;本安腔面板上嵌入有语音报警用的扬声器与人机对话的文本显示器。
隔爆腔内有本安电源、大功率继电器与非安型开关量输入接口等，两侧安装6个隔爆喇叭口。
控制器使用本安型模块化PLC为控制核心，易于组合，易于扩展。
2.PLC模块
该控制器的控制核心为本安型模块化PLC，用于开关量的数据采集、频率量的数据采集，继电器输出控制，语音报警、远程网络通讯等。本安型模块化PLC由CPU模块、开关量输入模块、开关量输出模块、通讯模块、模拟量信号、频率信号、语音报警模块等功能模块组成。可485口或光纤组网。
3.本安型触摸屏
该控制器的面板上安装一个7寸本安型触摸屏显，4只金属不锈钢按键。设备的运行状态、故障类型与位置、参数设置等信息都通过该液晶屏实现汉字显示，操作人员能较直观了解被控设备在运行时的工作状态。按键用于对被控设备的控制及参数设定。
六、系统界面展示
1.系统主站界面
2.监控分站界面
