摘要：本文主要介绍了由西门子产品构成的煤矿”主井提升信号”及”自动装卸载”控制系统.控制方案为PROFIBUS-DP光纤环网结构,包括PLC、上位软件、称重和物位测量等产品.该控制系统完全达到了安全、可靠、精准、高效的控制要求。
一、项目简介
1.顾桥煤矿是淮南矿业集团实施“建大矿、办大电、做资本”发展战略，建设煤电一体化新型能源基地而首批开工建设的核心工程，建设规模年产1000万吨，是亚洲开采规模最大的矿井，被誉为“亚洲第一井架”。西门子控制系统应用后,业主认为明显降低了设备故障率、简化了操作、减轻了工人劳动强度、提高了生产运行的安全可靠性、最大限度地缩减装卸载的时间,达到了提高产量，实现增效的目的.
2.顾桥矿井主井深800米，井筒直径为7.5米。主井架高78.6米，重854吨，装备2套32吨箕斗，年最大提升能力1440万吨.井下每套装载系统对应三个40米原煤仓，仓下有六台给煤机，一条宽1.4米长60米的装载胶带机，胶带机对应一个32吨的定量斗，定量斗下有定量斗闸门和装煤分配器及舌板。卸载采用曲轨卸载方式。
3.整个系统使用315-2DP CPU模板 3个，PS307 电源模板 3个，32点DI 7个，32点DO 7个，8CH AI 2个，OLM 光纤链路模块 3个，CP5611 1个，WINCC RC1024 1套，CP342-5通讯模块 1个，CP343-1以太网模板 1个，MiniRanger Plus200 双点料位仪表 1个，XPS-15探头 2个，SITRANS LU02双点料位计 1个，XLT-60探头2个，SIWAREX U 称重模块 2个，CC-100T称重传感器 4个。
4.矿区图片
二、 控制系统构成
1. 系统结构图
2. 系统软硬件配置
◆在提升机房设S7-300 PLC主站，在卸载站设S7-300 PLC分站，在井下装载设S7-300 PLC分站。
◆S7-300 PLC CPU 采用315-2DP ，主站和分站之间通过OLM组成PROFIBUS-DP工业光纤环网。
◆提升机房还设上位机，通过CP5611与提升机房S7-300 PLC主站的MPI口连接，组态软件采用WINCC。
◆提升机房S7-300 PLC主站的通讯模板CP342-5与提升机主PLC S7-400组成PROFIBUS-DP，通讯模板CP343-1提供给全矿井综合自动化以太网接口。
◆在卸载煤仓和装载煤仓分别使用SIEMENS MiniRanger Plus短量程物位计和SITRANS LU长量程物位计。
◆在井下定量仓采用CC系列柱式称重传感器及SIWAREX U 多功能的称重模块。
◆在三个PLC站还设置DI 数字量输入模板、DO 数字量输出模板、及AI模拟量输入模板。
3. 软硬件选型依据：
◆遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先;
◆技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展;
◆网络通讯功能强大，易于与其它系统集成。
设备层选用SIEMENS 的超声波料位机，非接触式技术减少维护 、易于安装：使用可移动的红外编程器易于编程 、带背光的液晶显示器显示标准工程单位读数 。称重模块经过系统的集成，明显降低费用。增加精度及可靠性，系统更换无需重新标定，模块称重故障报警容易记录和监测。精度：0.05%具有65535分度分辨率 、无需调节重量能进行理论的调节 。
控制层选用S7-300 PLC 315-2DP通过OLM组成PROFIBUS-DP工业光纤环网。12M 的通信速率和可靠的通信质量、灵活的拓扑结构以及冗余的通信模型 、强大的通信功能，支持基于总线的驱动技术和符合IEC61508 的总线安全通信技术，是整个系统安全可靠运行的保证。
信息层选用SIEMENS工业以太网及WINCC组态软件，利用工业以太网，SIMATIC NET 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径，工业以太网技术上与IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP 通讯协议。WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合。
4. 方案比较：
与第一代继电器和集成电路同类产品和第二代PLC加传统简易传感器及进口的装卸载系统相比，此系统具有以下优势：
◆整个系统有机的完美结合，所有数据信息均可通过软件分析及网络传输，是一套真正的全数字，全集成的系统。
◆系统采用现场总线通讯的方式,减少了现场的布线。
◆减少了系统的投资，增加了设备所带来的经济效益。
◆缩短了系统现场的调试时间。
◆增加了系统的安全性，可靠性，稳定性，先进性。
◆给现场的工程师维护带来了极大的方便，减少了设备后期的服务。
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西门子自动化产品在煤矿主井提升信号及自动装卸载系统中的应用
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