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1、第一节 概 述TK200井下通讯、控制、保护系统是在我厂TK100工作面及皮带通讯、 控制一体化系统基础上，重新开发研制的新一代产品。可实现工作面、顺槽皮带、大皮带等的保护，控制、 沿线通话、故障检测、显示及报警等功能。从工作面到顺槽，从单条运输皮带到整个矿井的所有固定皮带，从简单的皮带头尾搭接到“丁”字型、“山”字型搭接，从设备启、停控制到工作电流、电压显示、皮带速度检测和显示、煤仓煤位检测、显示、高低煤位停机，油温、油压、轴温等的检测和显示及计算机远程通信，故障自诊断等等，TK200均可提供全套解决方案。（一）系统组成：TK200由以下设备及子系统构成：1TK200控制、显示中心2拉线急停
2、、沿线闭锁、通话子系统。3智能输入、输出（用于远距离输入、输出）。4智能耦合器5皮带控制器(待开发)6皮带张紧（可由参数设置为自动张紧、手动张紧、朗艾道自动张紧等）7传感器子系统（二）系统功能：TK200系统可完成：1工作面各设备的启停状态检测和显示。包括： （1）采煤机、前后部运输机、破碎机、转载机、泵、皮带的启停等。 （2）配接我厂的“TJ100设备工作电流检测仪”后，可对以上设备的工作电流进行检测、显示及过载后进行语言报警。2检测结果的显示控制计算机对以上参数检测后，在TK200控制中心的10.4”大屏幕彩色液晶平板显示器上显示出来。（以图形、动画的形式显示设备启停情况，以不同的颜色表示
3、过载情况。）3设备启停时间统计、显示。4设备启停控制。 通过按键，可对破碎、转载、前后部运输机及泵等设备进行启停控制。5报警设备启动前，以及发生各种故障时进行报警，报警时间的长短可以通过参数设定。6将工作面各设备工作状态和参数传输给井上，在井上计算机进行显示。7皮带控制 包括六大保护，皮带启停、皮带张紧（可由参数设置为自动张紧、手动张紧或朗艾道型自动张紧）、软启动控制、电机温度检测和显示、皮带沿线拉线闭锁。8分布式控制在系统中可串接TK230I型智能输入输出，它本身带有四输入和四路输出。输出为开关量输出，可分别单独设定成与闭锁联锁或与闭锁不联锁；输入可接入开关量或频率量。有了它，不需从控制器另
4、外拉线，就可实现数据远程采集和远程控制。9电缆及接插件在TK200系统中，我们采用了七芯带屏蔽双护套拉力电缆，接插件采用镀金处理，接插件外壳为精铸不锈钢，插头、插座采用“U”型销连接。第二节 典 型 应 用我们通过一个比较典型的工作面及皮带配置方案，来对系统配置和工作流程做一个简单介绍。（一）工作面及顺槽的基本情况：假设工作面长度为300米，工作面移动变电站及破碎、转载、前后部运输机的电机开关均安装在溜尾的方向，工作面的各被控设备为：破碎机、转载机、前后部运输机和泵（最多至10台）。胶带运输机为两部，长各为1.2公里，为三电机驱动，配有朗艾道自动张紧及BOSS软启动。同时胶带机还需要带有跑偏、
5、堆煤、烟雾、温度、速度（用于检测欠速和断带）等保护。（二）TK200配置情况：根据以上要求，我们做以下配置：1 TK210型控制器一台，安装于工作面电站附近，用于工作面各被控设备的控制、显示等。2 TK220型隔爆兼本安电源箱一台，用于工作面系统供电。3 从工作面电站开始，连出一条30米长的TK230X-30型带插头七芯拉力电缆，电缆另一端接一台TK230型带闭锁扩音电话，从该电话向下再接一条100米带插头拉力电缆，直到溜尾。4 在溜尾安装一台TK230C型多功能电话，其上有三个按钮，可分别用于总停或单停后部运输机和前部运输机。5 从TK230C开始，沿工作面，每隔15米安装一台TK230带闭
6、锁电话，电话之间用25米的TK230X-25拉力电缆连接，直到溜头。6 在溜头，安装一台TK230C型多功能电话，同样可实现总停及前、后部运输机的单停。7 在转载机附近安装一台智能耦合器，用于工作面和皮带的连接。在耦合器上有两个闭锁按钮，分别用于对工作面侧和皮带侧的设备急停。用一根60米电缆将耦合器与溜头的多功能电话相连。8 从智能耦合器向皮带道方向，首先加入一个TK230I型智能输入、输出，用于接入皮带尾部的两路跑偏。9 从智能输入、输出向皮带头方向，每100米安装一台TK230HA型带拉线急停电话，一直接到皮带机头。10 在第一部皮带头，安装TK210型皮带控制器一台，用于接入各保护传感器
7、，并对皮带张紧系统，皮带软启动及皮带电机进行控制。11 在皮带控制器旁，配置一台TK220型隔爆兼本安电源箱，用于给系统及传感器供电。12 在第一部皮带头，配置TK270S型速度传感器一台，TK270T温度继电器一个，TK270P跑偏传感器2个，TK270D堆煤传感器1个，KYB-1型烟雾传感器一台。13 在第一部皮带控制器中，插入一块耦合器模块，用于和下皮带耦合。14 按照和第一条皮带完全一样的配置，配置第二条皮带。15 根据实际需要，如果皮带头输入、输出节点的数量总和超过20路，应再配置一台本安接线箱，用于接线的扩展。如被控设备的被控点不是本安型，应配置一台TYS100型本安/隔爆转换箱（
8、含4路本安/隔爆装换）。（三）系统配量图：根据以上要求,下面给出一个TK200系统用于工作面及皮带沿线的配置图。（见图 -1）图 1第三节 工作过程按照以上要求配置好后，系统就可开始工作，下面模拟实际操作，分步进行介绍。（一）工作面控制器：工作面控制器上电后，首先检查其内部的各个模块是否正常。在控制器中，共有以下几种模块：1沿线检测模块（又称CS模块）：它和沿线电话、智能输入输出、耦合器等设备通过七芯电缆相连，对沿线的状态进行查询，将结果（比如哪台电话按下闭锁、沿线在何处断路、智能输入输出的输入值、通过耦合器得到的下皮带状态等信息）上传给控制计算机。2 I/O模块（即输入/输出模块）：控制计算
9、机通过I/O模块对控制器附近非常集中的输入、输出点进行控制。每一个I/O模块均带有10路开关量输出（前6路可分别通过硬件设定是否与闭锁联锁,后4路不与闭锁联锁），带有12路开关量或频率量输入。在一个控制器中，最多可安装2个I/O模块。3 纯输入模块（IN模块）：一个控制器可带一块，可接24路开关量或频率量输入。4 语言报警模块：用于设备启、停及各种故障的语言报警。5 键盘模块：用于检测各按键值，然后将键值上传给控制计算机。6 耦合器模块：因为TK260型耦合器只是用于当工作面和皮带相连时，用于工作面和皮带系统的耦合。而当两条皮带搭接时，无法采用TK260耦合器进行耦合，所以采用了耦合器模块。当
10、两皮带搭接时，在后一条皮带上，有两个七芯插座，其中一个接自身的皮带沿线，另一个接在前一皮带的末端。耦合器模块插在后一条皮带的控制器内部，既作为前一皮带的终端，又将前一皮带的状态传给后一皮带。7 通信模块：（可选）用于控制计算机和其他系统的主机进行数字通信。它提供一路RS-232串行接口。除以上模块外，控制器内还有一个控制计算机，它是系统的核心。通过各个模块，它将所有信息汇总，并根据程序进行相应的操作。（二）屏幕显示：上电后，工作面控制器上的液晶显示屏上显示如下内容（见图 2）：图 2 工作面控制器显示屏上图中，我们将其分为几个相对独立的区域，下面将各区域分别介绍。在左图中，上部分为日期和时间，
11、及是否和下皮带联锁的信息。中间部分为各个模块的状态，当一直显示“XX在线”时，表明该模块工作正常。当显示某模块不在线或一直显示“CS1在配置”时，说明该模块故障，需要对所设定的参数进行检查，确认各模块的设定是否和实际相符。如参数设定正确，但仍然显示不在线，就应更换此模块。最下部为提示信息，各种故障及操作错误等信息，将在此处给出提示。1模块状态显示区： 图 -3 模块状态显示图注意：在提示信息栏，给出了各种出错信息（包括操作错误的提示、设备无法启动的原因、停机原因等等）。这些错误提示对操作人员来说非常重要，所以为了操作人员能始终了解以前的错误情况，系统将始终在提示栏中显示所有曾经出现过的信息，直
12、到操作人员按下“取消”键后，老信息才会被清除。2 图形显示区： 除模块显示区外，另一块显示区用于显示工作面的的设备图形及设备的运行情况，包括转载机、破碎机、前部运输机、后部运输机、顺槽皮带等。 当设备运行时，对应的图形就以动画形式在液晶屏幕上显示出来。 另外，无论工作面是否与皮带联锁，当与工作面搭接的顺槽皮带运行后，该皮带均以动画表示皮带运行。图形显示区见图 4。破碎机图形，运行时动画显示。后溜图形显示。当后溜运行时，以动画方式显示下皮带图形。当下皮带运行时，无论工作面是否与皮带联锁，本图形均动画显示。转载机图形，运行时动画显示。前溜图形显示。当前溜运行时，以动画方式显示。 图 -4设备图形显
13、示区3 被控设备启、停情况及开机时间、开机率显示区被控设备启、停情况及开机时间、开机率显示区见图5此区域用于显示设备的启、停状态和停机原因。当设备启动后，显示“运行”同时对开机时间和开机率进行统计。并对报警和开关反馈进行检测，然后将检测结果显示出来。十个泵的开、停情况。绿色代表该泵运行，红色代表此泵停机。图 54 沿线状态显示区：第一行，显示沿线状态（电话台数、闭锁台号、远停台号、断路位置等）闭锁按钮状态。红色表示此按钮按下，绿色表示未按下。按钮上的“后”代表本按钮被配置为后部远停按钮，“前”代表此按钮被设置为前部远停按钮。 图 -6电话沿线状态显示区5 工作状态选择区：图 -7工作方式选择区
14、本控制器共有四种工作方式：“就地”、“检修”、“集控”、“点动”。通过键盘上的“”键或“”键可对工作方式进行调整。对每种工作方式的具体介绍见以后章节，我们现以最常用的“就地”方式进行介绍。6工作过程：（1）键盘操作（在就地方式）：“5”号键：前联启键。如只想联锁启动破碎、转载、前部，可按下“5”号键。“6”号键：后联启键。如只想联锁启动破碎、转载、后部，可按下“6”号键。“7”号键：全联启键。如想联锁启动破碎、转载、前部，后部，可按下“7”号键。“0”号键：如想按照前部、后部、转载、破碎的顺序以一定的间隔顺序停车，可按“0”键（联锁停机键、其余详细键盘操作请见47页）。（2）闭锁操作：(注意事
15、项请参照49页)如遇紧急情况要马上停机时，可按皮带沿线电话上的闭锁按钮。所有与闭锁联锁的设备停车，同时报警：“工作面沿线闭锁”，并在控制器液晶屏幕上显示闭锁台号。注意：控制器门子上的闭锁按钮我们将其改为所有模块的电源开关，所以此按钮一旦被按下，所有的模块均没电，所有被控设备，无论它是否与闭锁联锁，均停车。控制器同时显示所有模块不在线。此按钮不要轻易按下，它只是为紧急情况下断电准备的。（3）远停操作：在工作面，有时需要通过电话上的按钮单停前部或后部运输机，这样可在系统中配置TK230C型多功能电话。在参数调整中设置好它们的位置后，就可通过图 -6看到具体的配置位置。显示远停及远停台号配置好后，如想单停后部运输机，就可按下后部远停按钮，此时控制器如下显示（见图 8）：在后部运输机处显示“远停”此按钮变红,
