综采工作面集中自动化控制系统

综采工作面系统自动化要求综采工作面系统的自动化是指通过计算机和自动化控制技术，对采矿工作面的各项操作和生产过程进行全面自动化管理和控制，以提高生产效率、降低生产成本、增强安全性和稳定性。

下面将从系统架构、传感器技术、控制算法、通信技术、安全性、智能化管理等方面对综采工作面系统自动化要求进行详细阐述。

一、系统架构综采工作面系统应采用分层结构的架构，由硬件和软件组成，硬件包括传感器、执行器、控制器等，软件包括控制算法、数据处理和显示等。

其中，传感器负责采集工作面的各种数据，执行器负责根据控制算法的指令，实现对工作面的自动控制。

二、传感器技术综采工作面的自动化需要使用多种类型的传感器进行数据采集，包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器等。

这些传感器需要具备高精度、高稳定性、高可靠性和适应恶劣环境的特点，能够准确地获取工作面的实时数据。

三、控制算法综采工作面的自动化需要设计合理的控制算法，实现对工作面各个设备的自动控制。

控制算法应能够根据采矿工作面的实际情况，对设备进行智能化调控，提高生产效率和安全性。

同时，控制算法还需要具备抗干扰、优化调度、自适应调控等特点，以适应复杂多变的采矿环境。

四、通信技术综采工作面的自动化需要通过通信技术实现各个设备之间的信息交互和数据共享。

通信技术应具备高速、稳定、可靠的特点，能够实现实时监测和控制。

同时，通信技术还应能够支持远程控制和远程监测，方便管理人员对采矿工作面的监控和调度。

五、安全性综采工作面的自动化应重视安全性，在系统设计和实施过程中要充分考虑安全因素。

系统应具备安全检测、故障诊断、紧急停机等功能，能够及时发现和处理安全隐患。

同时，系统还应具备多级权限管理、数据加密以及防火墙等安全措施，确保系统的安全可靠性。

六、智能化管理综采工作面的自动化不仅仅是对设备的自动控制，还需要实现对整个采矿过程的智能化管理。

智能化管理包括数据分析、决策支持、生产调度等功能，能够根据采矿工作面的实际情况，提供合理的生产方案和决策支持，实现工作面的最优化管理。

综采工作面5G智能化控制系统改造设计综采工作面5G智能化控制系统改造设计近年来，随着信息技术的快速发展，人工智能、物联网和5G通信等新兴技术的应用越来越广泛。

在煤矿行业中，5G智能化控制系统的改造设计具有重要的意义。

本文将详细介绍综采工作面5G智能化控制系统改造设计的目的、原则、内容以及对煤矿生产效率和安全生产的促进作用。

一、改造设计目的综采工作面是煤矿开采上一道重要的工序，它的安全性和高效性对整个煤矿的生产运营都具有重要影响。

传统的综采工作面控制系统在安全性和效率方面存在一些弊端，需要进行改造设计。

此外，随着5G通信技术的飞速发展，将其引入综采工作面控制系统可以进一步提升其智能化水平和实时性。

二、改造设计原则1. 安全原则：综采工作面控制系统改造设计的首要原则是保障矿工的生命安全。

改造后的系统应具备远程监控、报警和紧急救援功能，能够及时发现和处理事故隐患，提高矿工的工作安全性。

2. 高效原则：改造后的系统应能够提高综采工作面的生产效率。

通过引入5G通信技术，实现设备之间的智能互联和实时数据传输，优化生产调度和控制过程，提高生产效率和资源利用率。

3. 可靠原则：改造后的系统应具备高可靠性和稳定性，能够保证24小时连续稳定运行。

同时，考虑到煤矿工况的特殊性，系统设计应具备抗干扰、抗爆炸和抗灰尘等功能。

三、改造设计内容1. 传感器网络改造：通过部署传感器网络，实现综采工作面设备的实时数据采集和传输。

传感器网络应覆盖综采机、通风系统、液压站等关键设备，实现设备状态监测和故障预警。

2. 数据处理与分析平台建设：建设一套完善的数据处理与分析平台，实现对综采工作面数据的实时监控、分析和处理。

通过数据挖掘和机器学习等技术，提高数据处理和决策的智能化水平。

3. 通信网络改造：将传统的有线通信网络升级为5G无线通信网络，实现设备之间的高速数据传输和远程控制。

5G通信网络具有高带宽、低时延和大连接数的特点，能够满足综采工作面实时数据传输和控制要求。

综采工作面系统自动化要求一、引言综采工作面系统自动化是指利用先进的技术手段和设备，对煤矿综采工作面进行自动化控制和管理，提高生产效率、降低劳动强度、保障矿工安全的一种工作方式。

本文将详细介绍综采工作面系统自动化的要求，包括系统硬件、软件、数据管理等方面的内容。

二、系统硬件要求1. 传感器：系统需要配备高精度、高可靠性的传感器，用于实时感知综采工作面的各项参数，如瓦斯浓度、温度、湿度、风速等。

传感器应具备抗干扰能力强、反应速度快、易于维护等特点。

2. 控制器：系统需要配备可靠稳定的控制器，用于实时处理传感器获取的数据，并根据预设的控制策略，控制综采工作面的各项设备，如切割机、运输机等。

控制器应具备高性能、高可靠性、易于编程等特点。

3. 通信设备：系统需要配备可靠的通信设备，用于实现综采工作面系统与监控中心的数据传输和通信。

通信设备应具备高速传输、稳定性强、抗干扰能力强等特点。

4. 电源设备：系统需要配备可靠的电源设备，保障系统正常运行。

电源设备应具备稳定输出、短路保护、过载保护等功能。

三、系统软件要求1. 实时监控：系统需要具备实时监控功能，能够实时获取综采工作面的各项参数数据，并能够进行实时显示和报警。

监控界面应直观、清晰，能够方便地查看工作面的运行状态。

2. 数据分析：系统需要具备数据分析功能，能够对综采工作面的各项参数数据进行统计和分析，提供数据报表和趋势分析，为矿工和管理人员提供决策依据。

3. 远程控制：系统需要具备远程控制功能，能够通过网络远程控制综采工作面的各项设备，实现远程开关、调节、故障排除等操作。

远程控制应安全可靠，能够有效提高工作效率。

4. 故障诊断：系统需要具备故障诊断功能，能够对综采工作面的设备进行故障检测和诊断，及时发现故障并提供解决方案。

故障诊断应准确可靠，能够降低设备故障对生产的影响。

四、数据管理要求1. 数据采集：系统需要具备数据采集功能，能够自动采集综采工作面的各项参数数据，并进行实时存储和备份。

*******集团公司科学技术课题研究报告项目名称：综采工作面自动化控制系统技术研究与应用完成单位：******集团有限责任公司起止年限：20**年1月～20**年5月目录第一章绪论......................................................................................................................................... - 1 -第一节综采工作面自动化控制系统技术研究现状...................................................................... - 1 -第二节综采工作面自动化控制系统技术研究内容...................................................................... - 3 -第三节综采工作面自动化控制系统技术的研究方向.................................................................. - 4 -第三节综采工作面概况.................................................................................................................. - 5 -第二章技术方案..................................................................................................................................... - 6 -第一节设计依据 ............................................................................................................................. - 6 -第二节电液控制系统...................................................................................................................... - 9 -第三节综采设备自动化控制系统................................................................................................ - 12 -第四节集成供液系统.................................................................................................................... - 19 -第三章实施及成效............................................................................................................................... - 22 -第一节实施进程 ........................................................................................................................... - 22 -第二节研究及应用成效................................................................................................................ - 23 -第三节项目推广 ........................................................................................................................... - 25 -第四章结论....................................................................................................................................... - 26 -附表一：电液控制系统清单 ................................................................................................................. - 27 -附表二：综采自动化控制系统清单 ..................................................................................................... - 33 -附表三：智能集成供液系统清单 ......................................................................................................... - 38 -第一章绪论第一节综采工作面自动化控制系统技术研究现状煤矿综采工作面自动化控制技术及装备的应用是实现煤炭安全、高效开采的重要保障，是煤炭行业先进生产力的重要体现，随着矿井自动化、信息化的发展，综合机械化、自动化采煤已经是一国煤矿开采技术现代化的重要标志。

第2期(总第225期) 2021年4月机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATIONNo2Apr文章编号=672-6413(2021)02-0191-02综采工作面集中控制系统的设计高志勇(西山煤电西铭矿综采三队，山西太原030052)摘要：首先，简要介绍了综采工作面集中控制系统的结构；其次，详细介绍了其监测功能和控制功能，除了实现基本的监测功能，还能实现就地控制和远程控制，远程控制又分为手动远程控制、半自动远程控制和全自动远程控制；最后，分析了5类综采工作设备协同控制策略以及软件设计。

关键词：综采工作面；集中控制系统；协同控制中图分类号：TP273文献标识码：B0引言目前国产的综采设备都有与之配套的监测和自动控制系统，已经基本实现了半自动化的机械化采煤，但是整体的协调控制还需人工干预，自动化程度不高。

人工手动操作误差较大，稍有不慎将可能导致误操作从而引发严重的井下安全事故。

在对采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机等综采设备及其监测和自动化系统进行综合分析调研后，研究了一种综采工作面集中控制系统，能够提高煤炭生产的自动化水平，提高煤矿企业的安全性。

1集中控制系统结构现阶段，大部分煤矿综采工作面的各种综采设备都具备各自独立的控制平台，各个分散的控制平台依托人工配合形成了相互配合、各自独立的控制系统。

综采工作面集中控制系统将原有的分散控制系统整合起来，使得集中控制系统内所有设备的运行信息能够相互融合,综采工作面所有设备在这个控制平台内进行统一调度。

图1为综采工作面集中控制系统结构框图，整个系统结构自上而下可以分为三层：①综采设备层，主要包括采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机和破碎机、带式输送机和摄像头；②综采设备机载控制系统层，对应于综采设备层的设备，机载控制系统指的是采煤机系统、电液系统、三机监测系统、带式输送机监控系统和视频系统；③顺槽计算机控制系统，该系统是位于顺槽的服务器，其功能是对综采设备的状态显示和监测数据处理，并形成一套完整的生产工艺流程。

目录0前言 (1)1 绪论 (2)1.1综采概述 (2)1.2综采工作面设备组成 (2)1.3 采煤工作面工作过程 (3)2 综采设备联动控制系统概述 (4)2.1 可编程控制器技术的发展 (4)2.2 综采设备联动控制系统的发展现状 (4)2.2.1 国外综采技术发展现状 (4)2.2.2 国内综采技术的发展现状 (5)2.3 综采设备联动控制系统的优势 (5)2.4 综采设备联动控制系统设计的意义 (6)2.5 主要设计内容和思路 (6)2.6 设计原则 (7)3 综采设备联动控制系统总体分析设计 (8)3.1 联动控制系统要实现的控制功能 (8)3.2 联动控制系统的PLC控制方式 (8)3.3 联动控制系统控制下综采设备工作原理分析 (9)3.4 综采工作面通讯控制系统设计 (10)3.4.1 通讯控制系统简介 (10)3.4.3 通讯控制系统功能 (11)3.4.4 通讯设备选型 (12)4 综采工作面设备的PLC单独控制设计 (14)4.1 采煤机的PLC控制系统 (14)4.1.1 采煤机介绍 (14)4.1.2 采煤机的PLC控制 (14)4.2 工作面三机的PLC控制系统 (15)4.2.1 工作面三机介绍 (15)4.2.2 工作面三机的PLC控制 (16)4.3 液压支架的PLC控制系统 (17)4.3.1 液压支架介绍 (17)4.3.2 液压支架的PLC控制 (17)5 联动控制系统的PLC硬件设计 (19)5.1 PLC简介 (19)5.1.1 PLC的基本结构 (19)5.1.2 PLC的工作原理 (19)5.1.3 PLC的工作过程 (20)5.2 联动控制系统的PLC选型 (21)5.3 PLC的I/O节点数的确定 (22)5.4 PLC输入/输出模块选择 (22)5.4.1 数字量模块 (22)5.4.3 I/O模块接口电路 (23)5.5 PLC存储容量的选择 (25)5.6 系统其它硬件设备 (25)5.6.1 传感器介绍 (25)5.6.2 传感器的应用 (25)5.6.3 传感器的组成 (25)5.6.4 设计中涉及的传感器介绍 (26)5.6.5 急停开关 (26)5.7 控制系统PLC I/O节点的分配 (26)5.8 控制系统的电气原理图 (28)5.8.1 顺序控制 (28)5.8.2 单设备电机启停控制 (29)5.9 联动控制系统的PLC外部接线图 (30)6 联动控制系统的PLC软件设计 (31)6.1 编程软件简介 (31)6.1.1 STEP 7概述 (31)6.1.2 STEP 7的主要特点 (31)6.1.3 STEP 7的主要功能 (31)6.1.4 应用STEP 7实现自动化任务的基本步骤 (32)6.2 联动控制系统的梯形图程序 (32)6.2.1 顺序控制的功能图 (33)6.2.3 逆煤流启动功能 (36)6.2.4 顺煤流停止功能 (37)7 技术经济分析 (40)7.1 系统技术分析 (40)7.2 系统经济评估 (41)8 结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录A 译文 (45)附录B 外文文献 ................................................................... 错误!未定义书签。

综采工作面系统自动化要求引言概述：综采工作面系统自动化是指利用先进的技术手段，将传统的煤矿综采工作面实现自动化操作和管理。

这种自动化系统可以提高生产效率、降低劳动强度，同时提高工作面的安全性和稳定性。

本文将从五个方面详细阐述综采工作面系统自动化的要求。

一、设备自动化要求：1.1 传感器技术：综采工作面自动化系统需要配备高精度的传感器，用于实时监测和采集工作面的各项参数，如瓦斯浓度、温度、湿度等。

传感器的选择要考虑到其灵敏度、稳定性和可靠性。

1.2 控制系统：自动化系统需要配备先进的控制系统，能够对工作面设备进行精确的控制和调节。

控制系统应具备高速响应和稳定性，能够实现对设备的自动化控制和协调运行。

1.3 数据处理与通信：自动化系统需要具备强大的数据处理和通信能力，能够实时处理传感器采集的大量数据，并与上位机进行快速、稳定的通信。

数据处理和通信的效率直接影响到系统的实时性和可靠性。

二、安全监测要求：2.1 瓦斯监测：综采工作面自动化系统应具备瓦斯监测功能，能够实时监测工作面的瓦斯浓度，并及时报警。

监测系统需要具备高灵敏度和快速响应的特点，能够有效预警和控制瓦斯爆炸的风险。

2.2 顶板监测：自动化系统还应具备顶板监测功能，能够实时监测顶板的位移和变形情况。

监测系统需要具备高精度和稳定性，能够及时发现顶板的异常变化，并采取相应的措施，确保工作面的安全性。

2.3 火灾监测：自动化系统还应配备火灾监测装置，能够实时监测工作面的温度和烟雾情况。

监测系统需要具备高灵敏度和可靠性，能够及时报警并采取措施，防止火灾事故的发生。

三、生产管理要求：3.1 生产调度：自动化系统应具备生产调度功能，能够根据工作面的实际情况，自动调整设备的运行参数和工作模式。

调度系统需要具备智能化和自适应性，能够提高生产效率和资源利用率。

3.2 数据分析与预测：自动化系统还应具备数据分析和预测功能，能够对工作面的生产数据进行实时分析和预测，为决策提供科学依据。

综采工作面系统自动化要求综采工作面系统自动化是指在煤矿综采工作面上应用先进的自动化技术和设备，实现对煤矿生产过程的智能化管理和控制。

该系统的目标是提高煤矿的生产效率、安全性和环境保护水平，减少人工操作和人为错误的发生，降低生产成本，提升煤矿的整体竞争力。

一、综采工作面系统自动化的基本要求1. 系统稳定性和可靠性：系统需要具备高稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行，保证生产过程的连续性和稳定性。

2. 数据采集和监测：系统需要能够实时采集和监测煤矿综采工作面的各项数据，包括煤层厚度、瓦斯浓度、矿压等参数，并能够对数据进行准确分析和处理。

3. 智能化控制：系统需要具备智能化控制功能，能够根据采煤工况和煤矿地质条件，自动调整采煤机的工作参数，实现最佳采煤效果和矿山安全。

4. 人机交互界面：系统需要提供友好的人机交互界面，使操作人员能够方便地监控和控制工作面的情况，并能够及时处理异常情况。

5. 安全保护措施：系统需要具备完善的安全保护措施，包括瓦斯抽放、瓦斯检测、防尘等设备和措施，保证矿井的安全生产。

6. 数据存储和分析：系统需要能够对采集到的数据进行存储和分析，生成各种报表和统计分析结果，为煤矿管理决策提供支持。

二、综采工作面系统自动化的关键技术要求1. 传感器技术：系统需要采用先进的传感器技术，实时监测煤矿综采工作面的各项参数，如瓦斯浓度、矿压、温度等，确保数据的准确性和可靠性。

2. 通信技术：系统需要具备可靠的通信技术，实现综采工作面与地面监控中心之间的数据传输和控制指令的传递，包括有线通信和无线通信技术。

3. 控制算法：系统需要采用先进的控制算法，根据采煤工况和煤矿地质条件，自动调整采煤机的工作参数，实现最佳采煤效果和矿山安全。

4. 数据处理和分析技术：系统需要具备强大的数据处理和分析能力，能够对采集到的数据进行实时处理和分析，提取有价值的信息，为煤矿管理提供决策支持。

5. 人机交互技术：系统需要采用先进的人机交互技术，提供友好的操作界面和交互方式，方便操作人员对工作面进行监控和控制。