神华宁煤梅花井矿ZY70001940D支架电液控制系统和自动化系统集成及数据上传技术协议0724.docx
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神华宁煤梅花井矿ZY70001940D支架电液控制系统和自动化系统集成及数据上传技术协议0724
神华宁煤集团梅花井煤矿筹建处
ZY7000/19/40液压支架
Pm31型电液控制系统和
工作面自动化系统集成及数据上传
技术协议
甲方：
神华宁煤集团梅花井煤矿筹建处
乙方：
郑州煤矿机械集团有限责任公司
丙方：
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
二OO八年七月二十四日
神华宁煤集团梅花井煤矿筹建处（简称甲方）、郑州煤矿机械集团有限责任公司（简称乙方）、北京天地玛珂电液控制系统有限公司（简称丙方）就神华宁煤集团梅花井煤矿筹建处ZY7000/19/40液压支架pm31型电液控制系统和工作面自动化系统集成及数据上传达成如下技术协议：
第一部分Pm31型电液控制系统
一、支架控制方式
1、中间支架ZY7000/19/40（196架）
◆电液控制（由北京天玛公司提供）
采用14功能15出口电液换向阀组，电液控制功能包括：
立柱升、降（2功能，3出口，3－DN20）；推溜、拉架（2功能，2出口，2－DN20）；平衡千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；侧护板千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；抬底座（1功能，1出口，1－DN10）；辅助采煤机喷雾（1功能，1出口，1－DN10）；护帮千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；伸缩梁千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
电液换向阀组主进液P：
DN25；主回液R：
DN32。
◆手动控制（由郑州煤矿机械集团有限责任公司提供）
采用4功能4出口手动换向阀组，手动控制功能包括：
底调千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；防倒、防滑千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
2、过渡支架ZY7000/21/42A（30架），ZY7000/21/42B（2架）
◆电液控制（由北京天玛公司提供）
采用14功能15出口电液换向阀组，电液控制功能包括：
立柱升、降（2功能，3出口，3－DN20）；推溜、拉架（2功能，2出口，2－DN20）；平衡千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；侧护板千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；抬底座（1功能，1出口，1－DN10）；辅助采煤机喷雾（1功能，1出口，1－DN10）；护帮千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；伸缩梁千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
电液换向阀组主进液P：
DN25；主回液R：
DN32。
◆手动控制（由郑州煤矿机械集团有限责任公司提供）
采用4功能4出口手动换向阀组，手动控制功能包括：
底调千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；防倒、防滑千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
3、排头支架ZY7000/22/45（2架）
◆电液控制（由北京天玛公司提供）
采用16功能16出口电液换向阀组，电液控制功能包括：
左立柱升、降（2功能，2出口，2－DN20）；右立柱升、降（2功能，2出口，2－DN20）；推溜、拉架（2功能，2出口，2－DN20）；平衡千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；侧护板千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；抬底座（1功能，1出口，1－DN10）；辅助采煤机喷雾（1功能，1出口，1－DN10）；护帮千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）；伸缩梁千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
电液换向阀组主进液P：
DN25；主回液R：
DN32。
◆手动控制（由郑州煤矿机械集团有限责任公司提供）
采用4功能4出口手动换向阀组，手动控制功能包括：
备用（2功能，2出口，2－DN10）；防倒、防滑千斤顶伸、缩（2功能，2出口，2－DN10）。
二、具体技术要求
1、支架配置进口电液控制系统，能够完成支架电控要求的各种动作功能。
2、电液控制系统显示菜单语言为中文。
3、电控系统及主阀能够满足单台支架“降、移、升”循环时间小于8秒；四架及以上成组编组操作时循环时间小于12.5秒的电液控制系统配套要求。
4、支架可实现成组程序自动控制，包括成组自动移架、成组自动推溜、成组自动伸护帮、成组自动收护帮、成组自动伸伸缩梁、成组自动收伸缩梁。
5、支架可实现邻架电控的手动、自动操作，实现本架电磁阀按钮的手动操作。
6、配备红外线采煤机位置监测装置，可与工作面采煤机实现联合自动动作。
支架能满足与采煤机、刮板机进行自动割煤要求，实现跟机自动推溜、自动移架、自动伸收护帮板、自动伸收伸缩梁、自动喷雾功能。
7、对立柱的工作压力、推移千斤顶的行程、煤机的位置、方向进行监测，在井下电液控制主机上能够对上述信息进行显示和存储，能将数据传输至地面调度中心并显示。
8、支架本身信息及需要上传的其它综采设备（采煤机、乳化液泵站、组合开关等设备）信息实现通过数据传输系统上传并在井下和井上计算机上显示，具有接入最终用户现有通信系统的能力。
9、电液控制系统设有声音报警、急停、本架闭锁及故障自诊断显示功能，并能方便地进行人工手动操作，能够在线进行参数调整设定。
10、电液控制系统的电源为隔爆兼本质安全型，供电电压为AC127V50Hz。
11、电液控制系统具备防水防尘能力，装置外壳防护等级不低于IP65。
12、电液控制系统具备各种信号源抗干扰能力。
13、电控系统连接器线缆插接可靠，架间连接器有效长度大于最大推移步距，有较好的抗砸、防尘、抗挤、抗拉能力，插接灵活。
14、压力传感器的量程60MPa。
15、电液换向阀组为整体式结构，阀芯采用插装式。
16、支架配备自动喷雾系统，由电液阀独立控制，实现架前自动辅助采煤机喷雾。
17、电控系统为非主-从机型，当工作面控制系统与顺槽控制主机断开后，仍能完成各种操作功能和操作模式设置。
18、具备3～5次自动补压功能；具有带压移架功能。
19、电液控制系统具备工作面增加、减少支架后电液控制的扩展功能。
20、电液控制系统能满足中间架、过渡架、排头架的动作方式。
21、所提供的产品要求具有《煤矿安全规程》所规定的各种保护及要求，产品具有国家煤矿安全标志办公室颁发的煤矿产品安全标志证书，电气产品符合国家防爆标准并具有相应的防爆证书。
三、电液换向阀组、电气元件技术参数
1、电液换向阀组
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/val/mb15（中间架、过渡架）
pm3/val/mb16（排头架）
型式：
14功能15出口电液先导主控阀（中间架、过渡架）
16功能16出口电液先导主控阀（排头架）
数量：
1组/架
接口规格：
5×DN20＋10×DN10（中间架、过渡架）
6×DN20＋10×DN10（排头架）
功能阀数量：
15（中间架、过渡架）/16（排头架）
电磁阀数量：
7个（中间架、过渡架）/8个（排头架）三位四通电磁先导阀
主进液通径：
DN25
主回液通径：
DN32
公称压力：
31.5Mpa（可满足35Mpa使用要求）
公称流量：
DN20阀芯－400L/min（7.5Mpa压力损失）
DN12阀芯－200L/min（7.5Mpa压力损失）
2、控制器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm32/sg/ag
数量：
1件/架
功能数量：
控制功能14/16
显示语言：
中文
电源电压：
12VDC
工作电流：
35-60mA
防爆类型：
本安型
防护等级：
IP67
接口形式：
4芯电缆插座
接口数量：
12个
3、驱动器
生产厂家:
德国玛珂
型号：
mcv/8/k
数量：
1件/架
接口形式:
圆形插头
接口数量:
7个/8个
驱动能力:
14个/16个
输入电压:
12VDC
工作电流范围:
最大8A/口
防爆类型:
本安型
4、压力传感器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
sns/dmd/au
数量：
1件/架
工作电压：
12VDC
量程：
0-60Mpa
输出信号：
0.78-4.94VDC
冲击压力：
150MPa
防爆类型：
本安型
5、行程传感器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
sns/rs/ai900a
数量：
1件/架
工作电压：
12VDC
量程：
0-900mm
安装形式：
倒装
分辨度：
3mm
输出信号：
0.2-1.0mA
防爆类型：
本安型
6、行程传感器磁环
生产厂家：
德国玛珂
型号：
sns/rs/magn.kc
数量：
1件/架
工作电压：
12VDC
7、行程传感器接插座
生产厂家：
北京天玛公司
型号：
TMDDLJ（conm/4sm）
数量：
1个/架
工作电压：
12VDC
8、红外线接收器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/wm/r
数量：
1件/架
工作电压：
12VDC
输出信号：
0.5-4.5V
接收范围：
水平正负30度，垂直正负35度，接收距离为0~3.5米
防爆类型：
本安型
9、红外线发射器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm32/wm/b
数量：
1个/工作面
工作电压：
12VDC
工作电流：
10mA
发射范围：
锥形25度，发射距离为0~3.5米
防爆类型：
本安型
10、连接器
生产厂家：
北京天玛公司
型号：
conm型
结构：
4芯
11、电源系统
生产厂家：
德国玛珂
型号：
ntz/d/2×c1.5
输入电压：
90～250VAC
输出电压：
12VDC
输出电流：
1.5A×2路
供电能力：
12台支架
12、隔离耦合器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/pa/11/a
数量：
1件/6架
工作电压：
12VDC
13、总线提升器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/pa/tpu/a
数量：
1件/6架
工作电压：
12VDC
14、网络终端器
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/ack/a
数量：
2件/工作面
工作电压：
12VDC
15、顺槽主控计算机
生产厂家：
德国玛珂
型号：
pm3/ze/k
操作系统：
SUSELINUX
微处理器：
NSGeode300MHz
主存储器：
512MBDRAM
硬盘：
2×20GB
接口：
3×BIDI/TBUS
3×电流环
2×RS485/422
1×USB
1×RS232ONCOM2
Ethernet10/100BaseT
彩色液晶显示器17〞
接口可根据通信对方的标准协议更改配置，灵活适配。
电源127VAC
外壳防护等级IP65
四、技术服务
1、丙方免费编制并向矿方提供pm31型电液控制系统的培训教材。
2、丙方向甲方提供电液控制系统用户技术手册3份、电子版1份，向乙方提供电子版1份。
3、丙方在矿对矿方操作、维护、技术和管理人员进行为期5天的免费技术培训。
4、丙方对矿方4名大专以上（含大专）学历的电液控制系统维护人员在丙方单位进行为期5天的技术培训。
5、丙方负责乙方支架样机电控系统的安装、调试的指导工作。
6、pm31型电液控制系统到矿进行地面组装、试运转、井下安装时，丙方派出优秀的、有实际工作经验的工程师到项目现场负责设备安装、调试的技术指导工作，直到试生产完成。
7、电控系统运行期间，丙方根据矿方需要进行技术支持，如需要技术交流及问题处理，丙方技术人员将在48小时之内赶到项目现场。
五、保护电液换向阀组清洁度约定
1、乙方用于电液控制系统的乳化液应符合《MT76-2000》“液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液”煤炭行业标准。
在支架液压阀及液压元件试验、油缸的组装、液压系统组装、液压支架调试、液压支架出厂过程中保证液压系统乳化液的清洁及浓度。
2、乙方应从以下方面保证支架在组装、调试和出厂时液压系统乳化液的清洁：
（1）组装立柱及千斤顶时应采取高压水冲洗等手段保证缸体内部清洁，不允许有铁屑、铁锈、杂质等异物存在，组装后接口安装堵头。
（2）高压胶管及接头在组装前应采取高压水冲洗等手段保证内部清洁，不允许有铁屑、铁锈、杂质等异物存在。
（3）在液压元件试验和组装液压系统时应保证高压胶管、弯头、直通、三通、液压阀等元件的插接部位及内部的清洁，不允许有铁屑、铁锈、杂质等异物存在。
（4）支架出厂时不允许有敞开的管路接口，相应部位加装塑料堵（帽）。
（5）在支架液压阀及液压元件试验、油缸的组装、液压系统组装、液压支架调试、液压支架出厂过程中应保证液压系统乳化液的清洁及浓度要求，符合《MT76-2000》“液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液”煤炭行业标准。
在进行以上工作中，在泵站出口处设置25μm过滤精度的高压过滤站或过滤器。
3、甲方在地面联调、工作面安装、井下调试、试运转、正常生产时用于电液控制系统的乳化液应符合《MT76-2000》“液压支架（柱）用乳化油、浓缩物及其高含水液压液”煤炭行业标准。
在地面联调、工作面安装、井下调试、试运转、正常生产、维修时应保证液压系统乳化液的清洁及浓度、保证液压元件的内部及插接部位清洁。
六、保证推移千斤顶加工质量的约定
乙方应严格按照丙方提供的行程传感器的配套尺寸对推移千斤顶进行加工。
丙方负责指导乙方推移千斤顶行程传感器的安装；丙方负责组装后行程传感器的电气性能测试检验。
乙方应对以下技术要求予以保证并进行严格检验：
（1）推移千斤顶电缆接头内孔Φ20H8尺寸；
（2）行程传感器在缸底安装的内孔Φ22H7尺寸及同轴度；
（3）活塞杆内用于安装磁环的内孔及安装行程传感器的深孔与活塞杆的同轴度；
（4）以活塞杆端部深孔的起点为基准，深孔的终点与起点的偏心不超过Φ1mm；
（5）行程传感器安装后与缸筒内孔的同轴度在整个行程长度上予以保证，用带有Φ18.5mm内孔的专用工具测量，偏心不超过Φ1mm，活塞杆安装磁环后，在整个行程长度上磁环内孔不与行程传感器干涉。
对于行程传感器在使用过程中的机械损坏，丙方不承担责任。
七、其它约定与要求
1、甲方负责协调丙方与采煤机制造厂家关于“采煤机位置监测装置”中有关部件的配套、安装工作。
2、乙方在设计时应保证主阀阀芯及电磁先导阀的拆装空间。
3、乙方在排头架的设计时应考虑网络变换器（外形及安装尺寸同支架控制器）的安装位置。
4、乙方为支架配备的支架过滤器过滤精度为25μm。
5、乙方为支架配备的高压过滤站过滤精度为25μm。
6、丙方供货范围的产品，交货到乙方。
发到乙方的样机评议用主阀及电控产品视为交货（连接器除外），由乙方保存好并交货到矿方。
7、丙方技术人员在甲方工作期间，甲方提供食宿和交通方便。
8、丙方对电液控制系统产品实行三包,质保期为一年（产品从供货之日起18个月；或产品调试完毕之日起12个月，以先到为准）。
第二部分工作面自动化系统集成及数据上传
一、技术参数要求
1．系统网络结构
系统采用三级网络结构，见附图1。
1.1监控层
监控层主要由两台MARCO公司的pm3.1/ze/k型井下防爆计算机（一台为工作面电液控主机，另一台为工作面系统集成主机）、一台本安型光纤环网交换机、一台MARCO公司的ntz/d/2×1.5型双路电源箱，这些设备均安装在工作面运输巷的控制台上。
其中：
（1）工作面电液控主机：
完成对工作面液压支架的信息的采集、显示、存储；实现工作面跟机自动化的远程控制；通过主控计算机可修改控制器程序和参数，并能上传、下载数据；具有故障诊断能力，能够诊断液压支架控制系统故障，并显示和报警；主控制计算机具备与地面计算机联网通信的功能。
（2）工作面系统集成主机：
通过对组态软件的二次开发，完成对工作面采煤机、供电系统、工作面语音集控系统、泵站集控系统的信息的集中监测、显示、传输。
（3）本安型光纤环网交换机：
提供两路RJ45电口实现对工作面电液控主机和工作面系统集成主机的信号的汇集和传输，采用矿用网线进行连接；提供RJ485接口实现各个子系统的接入，这些子系统包括采煤机子系统、组合开关、泵站控制子系统、工作面语音通讯子系统，其中工作面语音通讯子系统安装在运输巷道的集中控制台上，采煤机子系统、组合开关、泵站控制子系统安装在辅运巷道的顺槽列车上；提供一路单模光口实现与矿井环网接入器的连接，为信号的数据上传提供通道。
（4）ntz/d/2×c1.5型双路电源箱：
为本安型光纤环网交换机提供电源。
1.2中间层
本层主要由矿井环网和单模铠装四芯矿用光缆组成，主要为本安型光纤环网交换机与矿井环网接入器提供数据传输的通道，光缆铺设在工作面运输巷道内，便于工作面的整体向前推进。
1.3信息层
信息层主要由一台地面系统集成主机和一台地面电液控主机组成。
其中：
（1）地面系统集成主机：
通过对组态软件的二次开发，完成对采煤机子系统、组合开关、泵站控制子系统、工作面语音通讯子系统的信息的集中显示、处理、存储、传输；提供专门的OPC发布软件，实现对电液控制系统数据的采集并通过标准的OPC接口与通道向第三方进行数据传输；提供标准的OPC接口与第三方集成商的数据交互通道，由第三方对采煤机子系统、组合开关、泵站控制子系统、工作面语音通讯子系统的数据进行访问。
（2）地面电液控主机：
完成对工作面液压支架的信息的采集、显示、存储；通过主控计算机可修改控制器程序和参数，并能上传、下载数据；具有故障诊断能力，能够诊断液压支架控制系统故障，并显示和报警。
2．主要技术指标
2.1监控层
（1）本安型光纤环网交换机
光口：
◆传输介质：
光缆
◆物理接口：
单模
◆传输速率：
100Mbps
◆通讯协议：
TCP/IP
RS485接口：
◆传输介质：
屏蔽双绞线
◆物理接口：
RS485
◆传输速率：
9600bps
◆通讯协议：
ModbusRTU
电口：
◆传输介质：
网线
◆物理接口：
RJ45接口
◆传输速率：
100Mbps
◆通讯协议：
TCP/IP
（3）主控计算机
◆传输介质：
网线
◆物理接口：
RJ45接口
◆传输速率：
100Mbps
◆通讯协议：
TCP/IP
2.2中间层
◆传输介质：
光缆
◆物理接口：
单模
◆传输速率：
100Mbps
◆通讯协议：
TCP/IP
2.3信息层
◆传输介质：
网线
◆物理接口：
RJ接口
◆传输速率：
100Mbps
◆通讯协议：
TCP/IP
3．本安型光纤环网交换机
（1）概述
KJJ210型本安型光纤环网交换机是一种具有多种标准化接口与协议的通讯交换机，实现综采工作面设备接入网络的功能，实现对工作面液压支架信息和工作面其它设备（采煤机、刮板运输机、组合开关、泵站）信息的采集，实现工作面所有相关设备的数据上传。
KJJ210型本安型光纤环网交换机符合煤矿国家安全标准，适用于煤矿井下的工作环境。
（2）主要技术指标
工作电压：
12VDC/12VDC
工作电流：
1A/600mA
防护等级:
IP54
（3）主要结构特征
外型尺寸（长×宽×高）：
738mm×200mm×354mm。
重量:
48Kg
（4）接口
本安型光纤环网交换机（两光六电型）
－提供两路RJ-45的以太网接口；
－提供四路RS485的通信接口；
－提供两路SC单模光纤接口
4．工作面系统集成主机
◆ 17寸背光彩色液晶显示屏
◆ 防尘设计的键盘和两键鼠标
◆ 操作系统Linux，Windows98，WindowsNT，Windows2000，WindowsXP
◆ 处理器VIAEdenESP或VIAC3，500MHz
◆ 内存512MB
◆ 硬盘20GB（2×20GB，一主一备）
◆ 另外可外接PC104
◆ 高分辨率的显卡，max.1280×1024象素
◆ 本安型接口：
3×marco标准Bidi，3×currentloop20mA，2×RS485/422，1×Modem（19200Baud），1×LWL线路100Mbaud
◆ 可供支配的传输协议：
DUST（BB22444），MODbus，TCP/IP，TCP/IPPPP，TCP／IPSLlP，marco BIDIBus
二、功能要求
1．工作面自动化系统集成
1.1实时在线监测工作面设备工况
实现对工作面设备运行状态信息、设备运行工况信息、设备故障诊断信息的连续在线实时监测，实现对工作面的采煤机、液压支架、组合开关、泵站、工作面语音通讯闭锁等设备工况的实时在线监测。
1.2实现工作面生产信息计算机管理网络化
◆数据上传
将与生产管理有关的相关信息实时地传输到地面主机，并根据需要在地面进行存储、显示和数据传输。
◆电液控主机的远程诊断和维护
实现在地面主控计算机对工作面主控计算机的远程诊断，并根据需要调整参数，并将调整后的参数传送给工作面主控计算机，达到远程参数调整的目的。
◆主控计算机提供OPCServer接入方式
地面主控计算机提供标准的OPCServer的接口，由集成商完成对地面系统集成主机的实时数据采集，并在统一的HMI界面平台上显示。
2．软件功能
2.1系统画面显示功能
◆能显示系统各设备、单元的运行状态以及全部过程参数变量的状态、故障报警等信息。
◆系统具备模拟动画显示功能，可以形象、直观、全面的反映工作面设备的运行状况。
显示的内容包括工艺流程模拟图、相应设备开停状态、响应模拟量数值等。
◆通过操作界面，操作人员可以输入系统的控制数据，通过不同的界面，设定每个站工作参数。
根据操作权限的不同,通过密码的方式来保证系统的安全，不同权限的操作人员，具有不同的安全等级，可以修改不同的数据。
◆工艺流程图、生产装置图、设备模拟图等都可以在工作面的防爆工控机显示屏上显示出来，生产工艺流程图上可以动态地看到各测点的数据，同时可以清楚地控制系统组态，监视控制系统各个模块的状态。
2.2数据储存功能
存贮器大小按系统保存三个月以上的数据量设计，并留有存储器扩展接口；可以设定记录起始时间，数据记录时间，存储路径；系统可将每个采集到的变量的有关信息，存入实时数据库，或历史数据库。
2.3数据传输功能
◆系统配置本安型光纤环网交换机，能够平滑的接入矿井环网，通过环网实现工作面主控计算机与地面主机的通讯。
◆井下设备的所有工况参数均能传至地面控制室，有关人员可通过网络平台利用标准化的、统一的图形界面了解工作面设备运行的工况。
可对工作面运行工况数据及保护状态进行实时监控，也可对运行参数进行远程设置。
◆提供标准的OPC通讯接口，与第三方集成商进行数据交互。
三、配套系统要求
1．采煤机子系统
1.1采煤机供货厂家（西安煤机）在辅运巷的顺槽列车上提供一台计算机（可安装在组合开关内），显示采煤机实时工况的相关数据（具体的数据内容由用户和采煤机供货厂家商定），同时，具备ModbusRTU通讯协议、RS485接口进行数据上传的功能，将数据报文（包括采集数据点的名称、数据点的寄存器地址、数据点的范围、数据点的单位等）提供给天玛公司，天玛公司负责数据集成并进行上传。
协议：
ModbusRTU（Slave）
物理接口：
RS485
传输参数：
9600，8
升级会员 