自动化系统技术协议

自动化系统技术协议

甲方：神木市瑶渠煤业有限责任公司

乙方：神木市中宇科技有限公司

一、项目总体要求

（一）总则

本规格书仅适用于瑶渠煤业排水、压风、通风、变电所自动化项目工程，提出了该系统及其附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1、本着采用最新的矿井综合自动化发展技术和理论，采用最完善和先进的软件技术和理念结合传统自动化技术，实现高可用性和高扩展性，避免重复投资的整体建设及分步实施方案。

2、本规格书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应保证提供符合国家标准、规范和本规格书的优质产品及其相应的优质服务。所提供的系统及设备技术参数应满足或优于此技术规格书的参数。对国家有关安全、环境保护等强制性标准，必须满足其要求。

3、本规格书未尽事宜，由供需双方在合同技术谈判时协商确定。

4、本规格书经供需双方共同确认和签字后作为订货合同的附件，与订货合同正文具有同等效力。

（二）总体要求：

1、技术方面：

在物理上和逻辑上充分考虑硬件和软件冗余，确保网络的安全。

当某子系统的通讯或元器件出现故障时，不影响整个网络传输性能。

硬件设备选型须符合国家和行业标准。各类传感器、仪器仪表等应选用国内外知名品牌，确保耐用可靠。下井设备必须取得“MA”认证。

井下设备须考虑防爆、防尘、抗高温潮湿和电磁干扰等要求。地面设备考虑防雷和抗电磁等干扰。

能实时、准确的采集子系统的工况及环境参数，并以图表的形式表现出来，实现监测与控制。

系统可靠、稳定性强，界面友好，操作简单，维护方便。

考虑先进性、安全性、可靠性、实用性和兼容性，做到系统可靠运行、易扩展、升级，易与异构子网互连。

实时显示监测点的状态与数据。

设备故障或监测量超限时，专业子系统与集控平台同步显示故障设备名称、报警点及数值，并将故障报警信息存入数据库，供统计分析。

系统实现信息高度集成（自动化、管理信息、视频集成）。

建立综合历史数据库，实时写入数据，为统计分析提供依据。

实现各子系统间的关联分析、联控功能。

考虑系统的网络安全、应用安全、数据安全及供电安全。设置不同等级的操作权限，避免人员随意修改相关设置。

各系统必须设置“检修模式”，在检修模式下必须对系统进行闭锁，在上位机组态相应位置上闪烁提示，避免检修中的设备误起动。

（三）设计依据和执行的标准：

设计和制造应符合适用的中国最新版国家标准（GB）或在国际范围内被接受的具有不低于下列标准的标准。在井筒中和井下必须使用防爆设备。

《煤矿安全规程》（现行版）；

《煤炭工业矿井设计规范》；

《煤矿安全装备基本要求》；

《煤矿监控系统总体设计规范》；

《煤矿监控系统中心站软件开发规范》；

《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》；

《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》；

《煤矿通信、检测、控制用电工产品通用技术条件》（MT 209）；

《设备可靠性试验》（GB 5080.1～7）；

《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》（GB4859-84）；

《矿井通风安全监测系统装备标准和使用管理规定》；

《关于煤炭工业“十三五”信息化和工业化深度融合的指导意见》；

《煤炭调度信息化装备技术规范》；

《集团公司管理信息系统基本模式与实施建议》；

《监测监控质量标准化实施标准》；

《关于促进煤炭工业信息化建设的建议》

《关于煤炭工业“十三五”大数据建设的指导意见》

《智能调度室装备规范》

《矿用一般型电气设备》GB12173-90

《企业供配电系统节能监测方法》GB/T16664-1996

《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

《矿山电力设计规范》GB50070-94

二、井下泵房自动化子系统

（一）系统现状

主排水泵房：由3台BQS50-210/2-75/N潜水泵组成，额定功率75KW，额定电压1140KV，电流48.23A，流量50m³/h,扬程210m。电控部分由QJZ-1260-4/1.14双源组合开关进行启停操作。所有闸阀为手动式，3趟DN100的排水管道直排到污水处理厂。

清水仓系统：1#清水仓是由BQS50-210/2-75kW 1台潜水泵组成，电控是型号为QJZ-80本安型磁力启动器直接启停。2#清水仓是由2台MD80-45×4-75kW离心泵组成，引水方式为矿井静压水，离心泵体上有手动空气排气阀门。电控由QJZ16-120/1140（660）本安型真空磁力启动器直接启停，所有闸阀为手动。

沉淀池：由两台MD155-30X5离心泵、一台55KW潜水泵组成，引水方式为矿井静压水，离心泵体上有手动空气排气阀门，目前所有闸阀为手动式。

甲方需求：

离心泵实现远程一键启停，阀门需改针对性改电动控（必须满足离心泵起停要求），潜水泵改造实现远程启停。1,2号清水仓（给水要满足下列要求：DN100清水首选给1号清水仓补水满足全矿生活用水，多余的水给2号清水仓补水多余的排向沉淀水仓，2号清水仓在DN100清水管补水无法满足全矿生产用水的情况下由DN150清水管补充，多余的水排向沉淀水仓)切换要求进行控制阀门进行切换水的流向。

（二）系统设计

1、系统组成

地面工作站设置在监控室，通过工作站对井下泵房相关设施进行集控和监视数据采集实现人机对话功能。主要设备、设施包括工作站、显示器、语音报警装置等。

根据泵房自动控制技术并结合水泵房的实际情况，泵房控制系统采用分站控制结构。各台水泵分别配置一台监控分站，各分站之间相互独立，互不影响，在出现故障时不影响其他分站的运行，从而能够充分保证系统稳定可靠。在控制逻辑规划时，全面考虑各类极端情况下水泵运行的安全性，在控制分站均出现故障时，通过现场启动柜，仍能够正常启动停止水泵排水。

同时，监控分站上配置有就地显示屏、操作按钮、旋转开关以及指示灯，可切换水泵工作模式（运行、备用、检修），实现水泵和阀门就地手动、集中控制和一键启停控制。

结合情况：

主排水泵房：

配一台矿用隔爆兼本安型显示控制柜，对三台潜水泵进行集中控制（原有阀门不做改动）

清水仓泵房：

配一台矿用隔爆兼本安型显示控制柜，实现对1台潜水泵的控制。配两台矿用隔爆兼本安型显示控制柜对每台离心泵进行控制。并针对甲方提出的给水切换流程改造对应闸阀来实现自动化一键启停。（旁路3#、4#DN40闸阀不改动）

沉淀池泵房：

配一台矿用隔爆兼本安型显示控制柜，实现对1台潜水泵的控制。配两台矿用隔爆兼本安型显示控制柜对每台离心泵进行控制。改造原有闸阀为电动闸阀，排空阀不改动。

水泵排水管路改造配置

把每台泵出水口的手动阀门已改成电动闸阀，水泵的引水阀，排气阀改成电动球阀，在每个泵出水口配置一个压力传感器，在泵进水口上端配置一个真空度传感器，每台泵配置1台液位传感器， 每台泵电机组安装3台温度传感器和2台振动传感器。（以上闸阀及各类传感器只安装在离心泵组上）对外排地面的主管道每趟加上1套超声波流量传感器。

配套矿用本安型显示控制柜完成就地单泵控制；地面设立工作站，远程监测控制系统设备，实时显示系统数据，及时播报系统故障及报警点，形成历史记录，供后期查询及打印报表等。

系统数据：井下控制站作为整个系统的核心，向上实现实时全双工通信，接受远程工作站控制命令及各参数设置，及时反馈现场实时数据；向下与各泵网关进行总线通信，实时数据双向传输。

监测需要的所有信号，经传感器检测，送入相应的信号变送器变成标准的4-20mA信号，由变送器送入控制器配置的I/O模块，实现对原始一次信号的采集，实现对所监测信号的采集与传输，包括所需的电气参数、水泵系统工作状态、故障等信号等。同时能接受上级监控系统传来的各种动作指令和保护调试指令并可靠执行，实现远方操作或自动化运行控制、接受解锁命令后能修改参数设定等。

系统采集与检测的数据：模拟量为电机电流、电机轴承温度、电机定子温度、闸阀开度、电机振动、出水口压力、水仓水位、排水管流量、真空度；数字量有：电动闸阀的开关限位、电磁阀状态、电机运行返回、电机故障点、电动阀的工作状态与开关限位状态。

2、系统控制：

系统实现四种控制方式：就地手动、就地自动、远程控制、无人值守。

（1）就地手动

采用手动操作时，由井下操作人员根据生产需要以及设备状况，通过操作操作台上的按钮，实现设备的启动、停止。

（2）就地自动

在控制柜上发出启动命令，水泵的电动球阀、电动闸阀及电机等设备，按照设定流程启动。当控制柜发出停止命令后，水泵系统将关闭闸阀后，停止电机。

（3）无人值守

系统根据水仓水位高低及用电时间，实现水泵自动启停。水泵在自动控制工作方式下运行发生故障时，计算机将按照所设定的停泵程序自动停止运行水泵。

（4）远程控制

水泵的启停由地面控制，同时可以实现无人值守与远程自动、远程手动间的切换。

（三）系统功能及要求

1、水泵自动轮换

控制程序将水泵启停次数及运行时间和管路使用次数及流量等参数自动记录累计，系统根据这些运行参数按一定规律自动启停水泵，使各水泵及其管路的使用率分布均匀。当水泵在启动或运行过程中出现故障时，系统自动停止故障水泵、投入新的水泵排水，实现水泵自动轮换工作，同时系统自动发出声光报警，并在控制站显示屏和地面操作站上动态闪烁显示，记录事故。

2、自动控制

PLC自动化控制系统根据水仓水位的高低自动准确发出启、停水泵的命令，控制水泵运行。

3、动态显示

就地动态模拟显示选用操作屏，地面操作站系统动态模拟显示采用组态软件开发，系统通过图形动态显示水泵、电磁阀和电动闸阀的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能进行事故报警，直观地显示电磁阀和电动闸阀的开闭位置，实时显示水泵抽真空情况和出水口压力值。

用实时趋势图方式和数字形式准确实时地显示水仓水位，并在启停水泵的水位段发出预告信号和低段、超低段、高段、超高段水位分段报警，用事先录制的语音提示形式提醒操作人员注意。

采用图形、趋势图和数字形式直观地显示每趟外排管路的瞬时流量及累计流量、水泵轴温、电机温度等动态值，超限报警，自动记录故障类型、时间等历史数据，并通过每台水泵的流量计算出水泵的有效功率，实施显示运行水泵的工况图。

4、通讯接口

PLC与以太网通讯，将水泵机组的工作状态与运行参数传至操作屏，完成各数据的就地动态显示；通过井下光纤，将水泵机组的运行状态、参数传至地面生产指挥调度中心或机电控制中心，在地面生成图形、趋势图和数字形式等直观的界面信息，开放通讯协议，在地面监控中心有上位机，管理人员在地面即可掌握井下排水系统设备的所有检测数据及工作状态，又可根据自动化控制信息，实现井下给排水系统的三遥，并为矿领导提供生产决策信息。操作屏与监测监控站均可动态显示排水系统运行的模拟图、运行参数图表，记录系统运行和故障数据，并显示故障点。

5、系统软件功能

系统建成后可以实现自动采集、现实水泵的各种运行参数；根据水仓水位、生产工作制及负荷情况控制水泵自动工作。根据监测到的信号判断水泵的工作情况，故障时能及时发出报警信号，并根据工作类型停泵；可自动、手动控制水泵的启停及电动闸阀的开、关及开度。在矿井地面调度监控中心可完成对水泵控制的各种操作。系统能与矿井综合调度系统无缝连接，实现数据的共享。

不论在何种控制方式下，均可在通过急停按钮来停止运行该设备。

用户可在现场通过面板上的键盘对系统参数进行修改。

在地面控制站上应可分别对每台水泵的运行工作时间等进行统计，能够在上位机上显示水泵工况图。

在地面控制站上应可实时显示各设备运行图。并提供开放式的图形制作软件，用户可描绘各种动态图形、静态图形，同时支持多种图形格式，图形画面具有链接功能，可以很方便地切换其它画面显示。可显示实时曲线，可显示年、月、日个时间段的历史曲线和具体数据表。

在现场PLC控制器上可汉字显示各故障信息并报警，在地面控制站上可显示现场单元当前的报警信息以及保存的报警记录。

注：根据矿方提供的信息组合开关柜均有RS-485通讯接口，通讯协议需要矿方提供真实可靠的，如不能获取正确数据，则必须更换设备才能实现自动化改造无人值守。

三、压风机自动化子系统

（一）系统现状

现有上海东方OLG-150A空压机2台，MAM-880（B）(400)螺杆空压机控制器进行控制,不具备485通讯功能。排水和切换阀均为手动方式。

需求分析：

电力监测子系统建设，实现矿方所需功能远程控制空压机启停，并对空压机运行状态，以及电机的温度、振动数据采集。管路阀门实现远程控制，风包排水改为自动排水。

（二）系统设计

1、本控制系统由一套 PLC 控制柜和采集模块组成：

（1) PLC 控制柜通过接口设备连接到空压机控制器的485通讯接口，采集空压机信号；（需改造空压机主控制器面板具备485通讯功能，不改变压风机控制器保护功能）。

（2) 增加震动、温度传感器，通过 PLC 控制柜采集模块，采集电机震动、排气压力、排气温度、电机温度等相关数据采集；

（3）改造原有管路阀门实现远程控制，改造风包排水阀定时自动排水。

（4) 利用网线或光缆将现场数据传输到调度室，通过上位机，将现场数据实时显示给值班人员，值班人员根据所示信息，并作出相应的操作，实现对 3台空压机的远程检测、显示、控制，由此实现压风机房无人值守；

（5)本次设计的空压机远程控制系统硬件通讯部分分别依托数据接口和光纤设备，通过接口设备将风机运转的状态信息和实时数据传递给 PLC 控制柜站，同时又通过光纤设备传到调度室，实时动态显示风机运转状态和详细参数。

（三）系统功能及要求

3.1、系统组成

压风机集中控制系统由上位机、PLC控制柜、监测传感器、阀门改造（只需改造风包排水阀）几部分组成。采用计算机作为控制中心：以工控机作为控制核心。计算机运行组态软件采集压风机内部运行数据。同时下发控制指令。

PLC本地控制中心：

在计算机与被控设备（压风机）之间增加PLC控制柜一台，PLC控制柜通过工业现场总线采集压风机基础运行数据，同时也可以采集采集模块数据，数据首先由PLC存储并计算，根据控制逻辑进行控制。同时PLC通过工业以太网口与计算机进行通讯，计算机负责显示并下发远程控制指令。

3.2、系统实现的主要功能

（1）实现空压机远程起动、停机，并且可以查询设备启停操作记录。

（2）实现对压力、温度、电气参数的连续在线监测各项功能；

（3）系统具有运行记录查询功能：设备运行时间可以在报表内查询。

（4）可实现多种控制功能：自动控制、手动控制、检修控制;

（5）具有网络通讯功能，可直接接入网络平台；

（6）可以通过屏幕直观的了解设备各个观测点的运行数据及历史趋势等；

（7）具有完备的保护及报警显示功能，可以通过设置电机过载、电源逆相、缺相、排气温度高、最大工作压力、安全阀阀值等保护参数，实现对设备的实时运行保护。通过设置可实现自动切换到备用机。

四、设备配置

1、系统主机

系统主计算机接收通讯分站上传的空压机运行的实时数据和运行状态信号；对运行中的各类的事件进行纪录。并通过组态软件对这些数据进行统计、归类、存贮、处理，形成空压系统运行的动画模拟图；实时数据、历史数据。

在系统主机上进行操作，通过网络下达指令，可以对空压机进行启停操作、切换管道操作，实现对整个压风系统的监控。

2、通讯分站

通讯分站是一台小型工业用以太网工作站， RJ-45接口用于接入矿上已有以太网和其他监控系统或连接其它RJ-45接口设备； RS-485接口通过矿用两芯阻燃电缆连接改造后压风机单机控制器通讯的RS-485输出信号。

通讯分站以一定的周期轮询其下通过RS-485接口的设备，得到的实时数据存贮在分站计算机的存储器内，并对数据进行处理，打包成TCP/IP数据报，通过光纤以太网传送到系统主机。系统主机的指令打包成TCP/IP数据报通过光纤以太网传送到通讯分站，由分站计算机转换成RS-485信号传输到空压机单机控制器执行，实现对运行控制。

四、中央变电所10KV系统自动化子系统

（一）系统现状

需求分析：

电力监测子系统建设，实现矿方所需功能高低压远程控制，通过功率因数数据采集。

（二）系统设计

1、系统概述

电力是煤矿生产的唯一能源，电力系统的安全性和运行状态直接影响着煤矿的生产和安全。煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，在此环境下使用的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发生漏电和短路事故；采掘面地质情况复杂，负载变化大，易造成电器设备过流发热，使线路绝缘破坏，造成短路烧毁线路和电机；

采掘设备移动工作，供电线路在反复的拖拽中易发生绝缘破坏、短路等事故；

煤矿井下电缆供电距离短，常规保护选择性差；

粗略的计量造成了用电浪费、计量管理与数据处理效率低下；

造成井下供电线路短路事故的原因复杂多样，井下供电线路短路事故难以避免。

矿用电力监控系统可实现整个矿井的井下供电集中监控管理系统建设。

系统着重解决煤矿供电供电智能化系统存在的五大问题：

保护可靠性差、时常有误动和拒动的现象；

井下电压波动、雷击造成的井下高压开关无压释放线圈误动引起大面积停电问题；

由于漏电保护方案单一，定值调整粗糙，无法精细整定，造成高压漏电保护经常发生拒动、误动；

电网监控功能单一，达不到无人值守变电所的建设要求。

电能计量功能单一，达不到节能减排和精细化考核的建设要求。

2、系统组成

系统由由计算机、通讯接口、电力监控通讯分站、RS485总线和底层设备几部分组成：

（1）底层设备：包括高爆开关保护器、馈电开关保护器、照明信号综保保护器等；通过本安RS485总线连接至监控通讯分站，完成对电力设备和线路的保护和电路测量、数据采集、数据传输、控制执行工作；

（2）电力监控通讯分站：电力监控通讯分站一方面通过RS485总线连接底层设备，另一方面通过光纤以太网连接顶层计算机，作为井上监控计算机与井下各种保护器之间信息的中转、存贮、处理站；完成数据打包、通信协议转换、信息本地显示、系统本地监控、操作和整定工作。

（3）井上监控主机：采用Windows win7操作平台，专用组态软件。监控主机通过光纤以太网与所有监控通讯分站通讯，完成数据交换，实现电力系统数字化、智能化控制。

（4）主机、分站、保护器都能很方便地在设备上就地操作，进行查询、控制。三级设备独立工作，上级设备和通讯线路的损坏不影响下层设备的运行。

3、系统功能

（1）系统生成及实时修改功能：能对系统所测控设备的名称、安装地点、测点性质、图形画面、数据报表等参数进行定义及实时修改。

（2）遥测功能：综合保护器采集各电路实时数据（电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、绝缘电阻等）传输到通讯分站；通讯分站储存、打包后传送到井上计算机进行处理、储存、显示。

（3）遥信功能：综合保护器采集各开关的运行状态（分/合闸状态）、故障状态。经通讯分站传输到井上计算机进行处理、储存、显示、报警，共维修人员查询、分析故障。

（4）遥控功能：在井上计算机上进行电力系统任何一个开关的停/送电操作和信号复归操作,遥控准确率为100%。

（5）显示功能：以表格、曲线、直方图、动画模拟图形式显示电力系统的实时数据、历史数据、运行状态、报警状态。

（6）综合保护器故障时画面弹出报警：当开关跳闸、保护动作等事件时，将自动弹出事故回路所在的画面；开关变位告警、保护动作告警、电压电流越限告警；均生成带时标的事件记录，并在事件记录中记录故障值。

（7）自诊断功能：系统具备自诊断功能，及时发现分站、综合保护器故障，并予以报警。

（8）网络接口功能：系统具备接入远程终端和图形工作站的能力,具备向上一级网络传送数据的能力。可提供web浏览功能，使在局域网中的任何计算机，经授权均能浏览各类曲线、报表和实时图形。

（9）软件接口：系统具有标准软件接口，可以与其它矿用系统实现无缝链接，从而实现全矿井的管控一体化。免费提供系统接口通讯协议。

（10）权限管理功能：有管理员级权限和访客权限。

（11）系统最大巡检周期≤2.5S；控制执行时间：控制执行时间≤1.5S； 模拟量传输处理误差：系统传输误差≤1.0％；误码率≤1。

3、设备配置

（1）系统主机

系统主计算机接收通讯分站上传的电力线路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等电力线路运行的实时数据和开关运行状态信号；对开关分、合闸状态和开关运行中分、合闸操作、过流、断路、过压、欠压、漏电等保护跳闸的事件进行纪录。并通过组态软件对这些数据进行统计、归类、存贮、处理，形成电力系统运行的动画模拟图；实时数据、历史数据、设备整定值数据表；历史趋势曲线、直方图等。

在系统主机上进行操作，通过网络下达指令，可以对开关进行分、合闸操作和故障跳闸后信号复归操作等，实现对整个电力系统的监控。

系统可以接入矿上的局域网和因特网，具有使用权限的用户可以通过网络观看系统的运行界面，查询数据和进行各种操作。

（2）、通讯分站

通讯分站是一台小型工业用以太网工作站，百兆以太网光纤接口用于组成光纤以太环网或连接远距离光纤百兆以太网交换机和其它光口设备；RJ-45接口用于接入矿上已有以太网和其他监控系统或连接其它RJ-45接口设备； RS-485接口通过矿用两芯阻燃电缆连接高爆、馈电、磁力开关保护器的RS-485输出信号或其它RS485通讯设备。每个RS-485接口可以并接16台设备；每台分站可接64台保护器或其他RS-485通讯设备。高爆、馈电、磁力保护器可以混接在同一个RS-485接口上。

通讯分站以一定的周期轮询其下通过RS-485接口挂接的保护器，得到的实时数据存贮在分站计算机的存储器内，并对数据进行处理，打包成TCP/IP数据报，通过光纤以太网传送到系统主机。系统主机的指令打包成TCP/IP数据报通过光纤以太网传送到通讯分站，由分站计算机转换成RS-485信号传输到电力系统保护器的单片机执行，实现对开关保护器的整定与控制。

在通讯分站上，可以很方便地操作，对其下挂接的每台保护器进行实时数据、整定值、通讯状态、开关运行状态和事件的查询；保护定值整定与修改；时钟校定、运行调试与保护试验；遥控分、合闸；通讯规约设置等各种操作，也可以进行通讯分站自身的IP地址和网络设置。通讯分站是一个小型监控工作站，它对保护器的监控是独立的，在与主机不能通讯时仍能正常工作。

注：根据矿方提供的信息保护器均有RS-485通讯接口，通讯协议需要矿方提供真实可靠的，如不能获取正确数据，则必须更换保护器才能实现自动化改造。

五、地面变电所自动化子系统

（一）系统现状

需求分析：

电力监测子系统建设，地面集中控制室配置电力监测上位机。实现矿方所需功能高低压远程控制，通过功率因数数据采集，对电容柜3路补偿实现远程手动投切功能。

（二）系统设计

1、系统概述

电力是煤矿生产的唯一能源，电力系统的安全性和运行状态直接影响着煤矿的生产和安全。煤矿井下巷道狭窄，空气潮湿，在此环境下使用的电器设备、供电电缆和电缆接头容易发生漏电和短路事故；采掘面地质情况复杂，负载变化大，易造成电器设备过流发热，使线路绝缘破坏，造成短路烧毁线路和电机；

2、系统组成

系统由由计算机、通讯接口、电力监控通讯分站、RS485总线和底层设备几部分组成：

（1）底层设备：通过本安RS485总线连接至电力监控通讯分站，完成对电力设备和线路的保护和电路测量、数据采集、数据传输、控制执行工作；

（2）电力监控通讯分站：监控通讯分站一方面通过RS485总线连接底层设备，另一方面通过光纤以太网连接顶层计算机，作为井上监控计算机与井下各种保护器之间信息的中转、存贮、处理站；完成数据打包、通信协议转换、信息本地显示、系统本地监控、操作和整定工作。

（3）井上监控主机：采用Windows win7操作平台，专用组态软件。监控主机通过光纤以太网与所有监控通讯分站通讯，完成数据交换，实现电力系统数字化、智能化控制。

（4）主机、分站、保护器都能很方便地在设备上就地操作，进行查询、控制。三级设备独立工作，上级设备和通讯线路的损坏不影响下层设备的运行。

3、系统功能

（1）系统生成及实时修改功能：能对系统所测控设备的名称、安装地点、测点性质、图形画面、数据报表等参数进行定义及实时修改。

（2）遥测功能：综合保护器采集各电路实时数据（电压、电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、绝缘电阻等）传输到通讯分站；通讯分站储存、打包后传送到井上计算机进行处理、储存、显示。

（3）遥信功能：综合保护器采集各开关的运行状态（分/合闸状态）、故障状态。经通讯分站传输到井上计算机进行处理、储存、显示、报警，共维修人员查询、分析故障。

（4）遥控功能：在井上计算机上进行电力系统任何一个开关的停/送电操作和信号复归操作,遥控准确率为100%。

（5）显示功能：以表格、曲线、直方图、动画模拟图形式显示电力系统的实时数据、历史数据、运行状态、报警状态。

（6）综合保护器故障时画面弹出报警：当开关跳闸、保护动作等事件时，将自动弹出事故回路所在的画面；开关变位告警、保护动作告警、电压电流越限告警；均生成带时标的事件记录，并在事件记录中记录故障值。

（7）自诊断功能：系统具备自诊断功能，及时发现分站、综合保护器故障，并予以报警。

（8）网络接口功能：系统具备接入远程终端和图形工作站的能力,具备向上一级网络传送数据的能力。可提供web浏览功能，使在局域网中的任何计算机，经授权均能浏览各类曲线、报表和实时图形。

（9）软件接口：系统具有标准软件接口，可以与其它矿用系统实现无缝链接，从而实现全矿井的管控一体化。免费提供系统接口通讯协议。

（10）权限管理功能：有管理员级权限和访客权限。

（11）系统最大巡检周期≤2.5S；控制执行时间：控制执行时间≤1.5S； 模拟量传输处理误差：系统传输误差≤1.0％；误码率≤1。

4、设备配置

（1）系统主机

系统主计算机接收通讯分站上传的电力线路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等电力线路运行的实时数据和开关运行状态信号；对开关分、合闸状态和开关运行中分、合闸操作、过流、断路、过压、欠压、漏电等保护跳闸的事件进行纪录。并通过组态软件对这些数据进行统计、归类、存贮、处理，形成电力系统运行的动画模拟图；实时数据、历史数据、设备整定值数据表；历史趋势曲线、直方图等。

在系统主机上进行操作，通过网络下达指令，可以对开关进行分、合闸操作和故障跳闸后信号复归操作等，实现对整个电力系统的监控。

系统可以接入矿上的局域网和因特网，具有使用权限的用户可以通过网络观看系统的运行界面，查询数据和进行各种操作。

（2）、通讯分站

通讯分站是一台小型工业用以太网工作站，百兆以太网光纤接口用于组成光纤以太环网或连接远距离光纤百兆以太网交换机和其它光口设备；RJ-45接口用于接入矿上已有以太网和其他监控系统或连接其它RJ-45接口设备； RS-485接口通过矿用两芯阻燃电缆连接高爆、馈电、磁力开关保护器的RS-485输出信号或其它RS485通讯设备。每个RS-485接口可以并接16台设备；每台分站可接64台保护器或其他RS-485通讯设备。高爆、馈电、磁力保护器可以混接在同一个RS-485接口上。

通讯分站以一定的周期轮询其下通过RS-485接口挂接的保护器，得到的实时数据存贮在分站计算机的存储器内，并对数据进行处理，打包成TCP/IP数据报，通过光纤以太网传送到系统主机。系统主机的指令打包成TCP/IP数据报通过光纤以太网传送到通讯分站，由分站计算机转换成RS-485信号传输到电力系统保护器的单片机执行，实现对开关保护器的整定与控制。

在通讯分站上，可以很方便地操作，对其下挂接的每台保护器进行实时数据、整定值、通讯状态、开关运行状态和事件的查询；保护定值整定与修改；时钟校定、运行调试与保护试验；遥控分、合闸；通讯规约设置等各种操作，也可以进行通讯分站自身的IP地址和网络设置。通讯分站是一个小型监控工作站，它对保护器的监控是独立的，在与主机不能通讯时仍能正常工作。

注：通讯协议需要甲方提供真实可靠的，如不能获取正确数据，则必须更换保护器才能实现自动化改造。

六、主通风自动化子系统

（一）设备现状

主通风系统由2组防爆抽出式轴流通风机组成，电源由两台KBSGZY-630 1140（660）/10矿用隔爆型变压器供电，主扇控制由一台QJZ-1260/1140风机专用开关，蝶阀,电热褥用普通开关柜控制，采用就地工频启动方式。目前，通风机房为现场值班、人工操作方式。

需求分析:

在主扇风机房增加一套集控启动系统，结合原有电控系统进行改造，实现原有温度、负压、风速、振动等传感器集中采集，远程控制电热褥启停等，实现上位机进行启停，无人值守。

（二）方案设计

在原有电控基础上，增加PLC控制柜对原有控制系统、蝶阀、电热褥、各项传感器数据进行集中采集控制。现场配备一套上位机进行数据监控控制。

通风机在线监测系统以PLC为核心，结合上位机对主扇及附属设施系统进行控制，实现一键倒机、反风控制。同时系统内包含风机在线监测单元，在各种传感器模块和风机故障数据库的配合下，实现风机故障报警兼自动倒机的功能。

为了确保对主扇风机进行可靠的控制，监控系统设计实现了集控、手/自动多种控制模式，同时保留了原来就地控制方式，三种操作方式互相补充，并且可以无扰动的切换。

监控系统集控手动方式是将就地控制功能集中到集控室，让操作人员远程实现对风机和风门的操作，减少倒机时间占用；同时，在参数集中显示的指引下，可以选择最恰当的操作时机，使用户方便的按照规程规定完成远程倒机操作。

监控系统自动模式为用户提供最方便的倒机手段，操作员只需要通过一键发出指令，自动完成倒机整个过程，另外，在集控自动运行模式下，系统可以对风机运行状态实时监控，分析故障及潜在的威胁，随时准备完成运行风机故障情况下的自动倒机。

人机对话系统为在风机房配置上位机（工控机），接受通风控制系统的信号和事件，用于显示有关系统的过程图形、趋势曲线、数据记录和报表、故障诊断与分析，可在线或离线对系统进行故障查询、参数设定。

上位机采用工业控制计算机作为主机，人机界面作为上位机组态软件，与PLC使用以太网进行通讯，把PLC采集的数据读入工控机并在界面上显示。

3、系统实现的主要功能

(1)参数的监测功能

通风机的风量、负压、风速等相关参数；

可实现报表查询操作记录和运行记录功能：

电动机绕组温度及轴承温度；

通风机主体垂直和水平方向的振动；

电动机电流、电压等参数；

电动风闸开关状态，加热状态，通风机主电动机开停信号及正反转信号等。

(2) 控制功能

通风机及附属设备的控制及保护全部由通风机监控系统完成。

通风设备正常通风操作和反风操作。

风机开停控制流程：

开机先开风闸、关机先关风机。

(3) 其他功能

(1)设备启动流程:打开风门；启动一级通风机；一级通风机启动完毕后再启动二级通风机（起车顺序暂定，依甲方要求为准）

(2)设备停车流程:先停通风机再关闭风门。

(3)故障停车:当电机电流、定子温度、轴承温度、振动超限时应报警并延时停车。可定制调整。

(4)可实时显示PLC采集的各种数据，并能通过控制台进行操作。

(5)能实时监测数据的各种动态图形及数字显示，并可绘制通风机的特性曲线、效率曲线、功率曲线，通过打印机输出。

(6)各种监测数据的存储及查询。

(7)可实现各工况点显示、事故报警及追忆功能。可在通风机的性能曲线上显示通风机运行的工况点，通风机运行出现异常时，系统能在各相关界面给予预警提示，并把当前时刻一个月内的各种参数及时间、日期等进行记录，以便事后分析；

(8)具备实现通风机的联锁起动，联锁停机信息显示功能。

(9)参数设置功能：可以在上位机对各传感器的故障点进行设置，保证设备可靠运行。系统能实现通风机房与管理部门的计算机联网，具备标准以太网接口的数据传输功能。

4、设备配置

PLC控制柜

(1) 集中控制系统采用可编程序控制器控制。实现系统联锁，起、停控制，保护及数据通讯等功能。

(2) PLC设通讯模块，具备网络通讯功能，设有与矿井集控系统网络信号传输接口。

注：需矿方提供的原有PLC典表地址、控制原理图等。如不能满足条件需新增设备实现自动化。原有传感器如果故障或不能正常工作需另外购置传感器。

设备清单：

十、售后要求：

（一）技术资料及要求

1、投标人须提供其卖出的主要设备的国家鉴定认证书，提供现场调试、性能验收、检验、试运行、运行维护等方面的鉴定报告及技术资料。

2、投标人应对系统做出详细说明，并提供系统使用、管理维护等手册。

3、投标人需提供产品合格证、MA标志、防爆合格证等证书。

4、投标人提供的技术资料包括技术文件、图纸（系统图、原理图、端子图、施工图）、使用说明、设备主要技术参数、软件及其使用手册、操作手册、培训指导书等。

（二）技术服务

1、中标人应派出有技术、有能力胜任的服务工程师到现场，免费提供有关安装管理、调试、测试及现场培训维修人员的服务。

2、实施期间，投标人负责系统的综合调试，须对一切与合同有关的供货设备及技术接口、技术服务等问题负全部责任。凡与合同设备相连接的其它设备装置及软件，投标人有提供接口和技术配合的义务，无偿提供与其它子系统的公用数据格式，所发生的费用已包含在投标报价中，招标人不承担投标价格以外的任何费用。

3、投标人应对招标人指定人员提供系统使用、维护等方面的免费培训，培训的时间、地点、方式由招标人和中标人共同商议，直至矿方人员完全掌握为止。

4、本系统质保期两年。所供设备应提供原厂保修一年，原厂保修期结束后，由投标人继续提供一年的免费质保服务。保修期内只要不是故意人为因素损坏，免一切维修费用，如确是质量问题，可包换。投标人应终身免费提供系统及软件的更新升级和补丁更新服务，并每年一次到现场进行系统安全检查。

5、在合同有效期内，如招标人需追加购置合同清单内的设备及其附件，投标人承诺所提供的设备及其附件的价格不得高于原合同价格。

6、今后在使用过程中，如根据不同情况，需要添加新功能，必须积极配合，免费或优惠为用户提供服务。售后服务包括产品的维修、维护；各类技术培训，如安装使用培训、维修培训；运行支持及软件升级等。

7、系统投运后，投标人负责提供全天候技术支持（电话/短信/邮件/网站知识库），招标人认为必要时，投标人必须在8小时内到达现场解决问题。

8、设备出卖方应能提供政府验收所需的各类报告，辅助设备使用方验收并不产生费用，如因报告无法提供、工程质量不达标导致无法验收，设备出卖方需承担违约责任，本标书所描述的产品细节如无法满足验收要求，应在投标前提前予以说明，否则视为满足本项要求。

9、供方应向需方提供及时、高效、可靠的服务，包括提供维护服务、备件的维修和更换服务等。发现问题或故障后，需方能够通过供方提供的24小时技术支持热线电话，向其申报设备故障排除申请。供方技术支持中心应及时对申请进行响应，根据故障信息和故障分级标准对故障进行分级，并在规定的时间内对故障进行处理。如果通过远程方式可以对故障进行定位的，则可以远程对故障进行具体的处理直到故障排除。如果无法通过远程方式对故障进行定位，则供方的技术工程师在规定的时间内到达故障现场收集信息、定位和解决问题。

10、软件升级服务：定位故障为软件问题后，对故障设备的相关软件免费进行升级，直到故障排除；

11、硬件更换：通过供方自身的备件库对故障设备进行更换和维修。

12、维护服务和技术支持主要由供方提供。对需方提出的故障排除申请，供方应及时响应，不得以任何理由进行推诿或拖延处理。如果在规定的时间内仍然无法排除故障从而造成了经济或工作上的损失，供方应负全部责任。

甲方：神木市瑶渠煤业有限责任公司

代表：

乙方：神木市中宇科技有限公司

代表：

2021年 8月18日

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