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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
图4-7
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刘赫显：数字化矿山系统设计
5安全生产管理监测系统建设
5.1系统简介
蛤蟆山煤矿安全生产管理监测系统是煤矿生产、安全方面的一个实时监测系统，对于煤矿的生产运行状况、安全水平、灾害预测预报具有重要的作用，强大、灵活的数据查询，满足了各级管理人员的业务需求。该平台提供可是的实时报警、定位、测距等，管理者通过综合检测系统可视化管理空间对数字化矿山各种业务和信息进行管理。整个系统可以控制整个矿井的正常运行和人员管理。系统整体结构图如图5-1所示。
安全生产管理监测系统 提升数字化 井下轨道信、集、闭系统 井下综合工作面监控系统 井下变电所微机保护系统 粉尘监测系统 束管监测系统 矿井水泵自动控制系统 通风安全监测系统 皮带监测系统 井下人员安全定位系统 灾害预警系统 应急救援指挥系统
图5-1
5.2数字化提升系统
5.2.1系统组成及功能
根据蛤蟆山的实际情况，原来安装的只是能控制开关的提僧系统，非常落后，所以三个矿井将安装基于PLC控制数字化提升系统。基于PLC控制的矿井数字化提升系统由动力装置、液压站、变频器、操作台和上位机监控系统组成。系统框图如图5-2所示。
（1）动力装置：包括主电机、减速器、卷筒、制动器和底座，完成人、物、料的运输任务。主电机通过减速器向卷筒提供牵引所需的动力。
（2）液压站：为提升机提供制动力，停车时先通过液压站给卷筒施加机械制动力，
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再取消直流制动力。提升机启动时，先对电机施加直流制动，再松开机械抱闸，防止溜车，以保证系统安全可靠地工作。
（3）四象限频调速器：是动力装置的能量供给单元，通过它将输入工频电能转换成频率可调的电能提供给交流电动机，以达到控制交流电动机转速的目的。
（4）数字化操作台：设在井外提升房专门控制提升系统，可以清楚的看到矿车。操作台设置两个手柄，分别用于速度辅助给定及制动力给定。它是整个矿井提升机运输系统的控制核心，通过它可以设定系统的工作方式和控制方式，可以发布系统的各种控制命令，以实现对提升机启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等各种控制功能。
（5）触摸屏监控系统：是操作员和控制系统及运输系统之间的桥梁，它可以在线监测提升机系统的各种工作参数、工作状态、故障参数和故障状态。为保证提升机运行的高度安全性。触摸屏监控系统设置在综合生产调度指挥中心的操作台。
（6）报警系统：该系统采用声光报警，同时显示到上位机监控系统和操作台上。 上位机监控系统：PLC与触摸屏以及变频器等之间采用网络通信，进行各种参数设定、显示提升机位置、速度的设定显示以及报警显示。
监控内容主要包括：超速监视、过载监视、松绳监视、井筒过卷监视、变频器故障监视、矿车行程监视、深度指示器失效监视等，以上监视内容出现故障时，通过报警回路或安全回路实现抱闸停车保护。
上位机监控系统 变频器 PLC 旋转编码操作台 器 M 减速器 液压站 卷筒 矿车
图5-2
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5.3井下轨道信、集、闭系统
5.3.1系统组成
井下轨道信、集、闭系统由中心站、控制分站和各种检测、执行设备组成。井下轨道信、集、闭系统的主机和通讯器、控制分站都配有各自的系统软件和各种专用软件，在反映各矿轨道配置及运输流程的各种数据表格的支持下，完成整个运输监控及生产及管理的各种功能。
中心站设在地面综合生产调度指挥中心，通过主控制机显示井下机车运行状态，并实现对所有设备的检测和控制，以实现可靠的人工或自动调度。监测井下运输车辆的运行状态，监控提供各设备运行状况，发送刀叉和信号灯动作命令，指挥车辆运行，并采集各种生产过程数据。
控制分站设在蛤蟆山三个矿井下运输大巷，管理各个检测、执行设备，并执行中心站下发的各种命令，汇报各种监控信息。
各种检测、执行设备设在轨道沿线，用于收集车辆的运行信息。
井下部分都在工业以太环网内，通过高速工业以太网连接至地面综合生产调度指挥中心的中心站。
5.3.2系统实现的功能
主控制机设置在地面综合生产调度指挥中心，22寸液晶显示器显示设备作为井下机车监控系统的显示界面；
根据信号设计布置和区间划分，系统具有区间联锁，敌对进路联锁，信号机、计轴器和转辙机联锁等“信、集、闭”功能；
以具有16种工作模式的动态信号机指示机车运行，信号机的工作模式有：系统停、停车、准备、询问、谨慎前进 、谨慎后退、谨慎左行、谨慎右行、响铃前进、响铃后退、响铃左行、响铃右行、前进、后退、左行、右行；
为了达到行车安全的目的，信号机的开放和关闭具备严格的条件限制，具体有如下要求：
当开放的进路信号机内方的第一对计轴器收到车到报告时，及时关闭信号。 信号机关闭后，不经办理，不得再次开放。
当信号设备及其电路发生故障时，有关信号显示自动转换为安全状态并在界面上醒目报警提示。
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