應(yīng)用案例丨數(shù)字進(jìn)礦山，安全高效智能化

2024.08.14


智慧礦山建設(shè)是資源可持續(xù)發(fā)展的重要基石，是化解高危行業(yè)風(fēng)險的根本途徑。礦用隔爆型真空饋電開關(guān)是一種功能強(qiáng)大、安全可靠的電氣設(shè)備，在煤礦井下等危險環(huán)境中發(fā)揮著重要作用。


礦用隔爆型真空饋電開關(guān)通過其主回路、控制回路和保護(hù)電路的協(xié)同工作，實現(xiàn)對煤礦井下供電系統(tǒng)的安全、可靠保護(hù)。主回路通過真空斷路器接通與分?jǐn)嚯娐?；控制回路由隔離開關(guān)、電源變壓器、斷路器的常開常閉觸點等器件組成，用于控制主回路的通斷；保護(hù)電路則包括漏電、過載、短路、欠壓、過壓等保護(hù)及漏電閉鎖功能，確保設(shè)備在故障時能迅速切斷電源。

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·案例描述·

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礦井原先采用威綸通MT8102iE+PLC集中保護(hù)控制方案。隨著生產(chǎn)迎來效率提升期，該方案面臨一些現(xiàn)場實際需求的挑戰(zhàn)，主要存在問題：

  • PLC同時處理十個饋線回路的保護(hù)與控制功能，速度慢，延遲大;

  • 因HMI安裝在防爆外殼內(nèi)部，無法觸摸，只能通過把按鍵操作信號輸進(jìn)PLC，編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)屏幕的翻頁、參數(shù)設(shè)置等功能，PLC負(fù)荷較重，響應(yīng)慢;

  • 饋線回路的很多功能(防越級、故障濾波、漏電閉鎖等)無法實現(xiàn);

  • 不具備遠(yuǎn)程診斷、投屏等功能;

  • 不支持?jǐn)z像頭信號，無法觀察斷路器小車的進(jìn)、出狀態(tài);

  • 缺少關(guān)鍵位置的溫度監(jiān)控功能。


解決方案

為了支撐礦井智能化升級，實現(xiàn)更安全更高效的生產(chǎn)，用戶選用了性能更加強(qiáng)大的cMT2109X2，該型號配備強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，能滿足高速通訊、流暢操作的要求，并且支持RTSP攝像頭預(yù)覽、cMT Viewer移動監(jiān)控和WebView網(wǎng)頁監(jiān)控等功能，可以幫助用戶逐一解決目前遇到的各項問題。

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采用分布式保護(hù)、cMT2109X2集中監(jiān)控、cMT Viewer移動監(jiān)控和WebView網(wǎng)頁監(jiān)控與診斷的方案；

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通過串口服務(wù)器將綜合保護(hù)器、手車控制器、無線測溫主機(jī)等元件以RS485 (Modbus RTU)匯聚成RJ45(Modbus TCP)；

通過交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)攝像頭 (RTSP)、串口服務(wù)器(ModbusTCP)連接到cMT2109X2的LAN2，實現(xiàn)南向數(shù)據(jù)、視頻的采集；

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cMT2109X2的LAN1作為Modbus TCP server服務(wù)器通過井下環(huán)網(wǎng)北向傳輸，同時在地面主機(jī)以cMT Viewer或Web方式遠(yuǎn)程監(jiān)控，診斷設(shè)備狀態(tài);

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按鍵采用RS232(ModbusRTU) 與cMT2109X2連接，構(gòu)建按鍵操作屏幕的框架級宏指令，實現(xiàn)不依賴下位機(jī)(PLC)程序的操作框架，通過物理按鍵功能分區(qū)(數(shù)字區(qū)+功能區(qū)) 實現(xiàn)首頁按下數(shù)字鍵彈出對應(yīng)設(shè)備數(shù)據(jù)、操作指令和對應(yīng)RTSP攝像頭圖像等便捷功能，登錄用戶成功后進(jìn)行下位機(jī)上傳、下載;

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宏指令分層分級設(shè)計:

以設(shè)備驅(qū)動(14臺)為單位，構(gòu)建每臺獨立的驅(qū)動層宏指令，將數(shù)據(jù)分為周期性和非周期性，建立設(shè)備數(shù)據(jù)與屏幕內(nèi)部寄存器映射點表，將畫面、紀(jì)錄、曲線等連接的變量與內(nèi)部寄存器關(guān)聯(lián)，與下位機(jī)分離;

周期性數(shù)據(jù)用于實時顯示、紀(jì)錄、曲線、傳輸、邏輯控制等功能，非周期性數(shù)據(jù)用于參數(shù)上傳、設(shè)置、下載等功能，構(gòu)建邏輯層宏指令;

將映射點表通過ModbusRTU server和ModbusTcp sever北向數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建通訊層宏指令。

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結(jié)果效益

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補(bǔ)齊了之前方案不具備的功能短板，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠；

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大大縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期，提升開發(fā)效率；

方便在煤礦地面進(jìn)行設(shè)備診斷，縮短故障診斷排查時間；

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采用HMI+IO模塊的方案，可以省掉PLC程序的編寫與維護(hù)，提高應(yīng)用效率。


威綸通解決方案為礦企帶來了切實的價值，為傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)了力量。未來，我們將攜手更多企業(yè)為井下無人的煤礦夢，為智能礦山的可靠落地，為實現(xiàn)煤礦安全、高效、綠色開采做出更加積極的貢獻(xiàn)。


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