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【摘 要】介绍了TK200通讯、控制系统设计上的优点、组成及工作原理。
【关键词】通讯和控制系统；工业控制计算机
0.前言
随着现代化矿井以高产高效为目标，综采工作面单产水平不断提高，有的两个工作面就要达到一千万吨，这就对工作面运行设备的技术性能的要求也越来越高，高标准、高性能工作面装备是实现高产稳产高效的可靠保证。TK200通讯、控制系统就是在这种状况下而研制开发的新一代产品。比以往的工作面在通讯、控制设计上，具有多项显著的优点。
1.系统特点
本通讯、控制系统是以工作面实现高产高效为目标而开发的全新系统，可实现综采、综掘工作面，顺槽、固定胶带机等的保护、控制、进行长距离的扩音通话、启车前语言报警，可靠的沿线急停闭锁及位置显示、自身的故障检测和大屏幕汉字显示、无中断传输等功能，防爆型式为矿用隔爆兼本质安全型，该系统工作电压为127V，采用工业控制中国际流行的模块化设计理念，在主控CPU的基础上交具有独立功能的控制部分分解为若干模块，很像电脑的扩展插槽用到哪部分功能，插上相应的模块，各个模块相互独立，彼此完成不同的功能，又同为主控模块服务，形成一集中和分布式控制有机集合的智能型控制系统。为配合现代控制理论而设立了智能输人输出设备（分站），即整套系统可以看作一个主站（控制器）和若干分站以构成的集中加分布控制系统。分站负责远程数据的采集、通讯、直接参与控制，在分站的配合下可实现整个系统的扩展与延长。且分站不需设址，只要接人系统，控制器会自动识别。在系统设计上以一体化工业控制计算机为核心，配以智能I/O模块，形成總线式控制网络。
2.系统组成
TK200系统由以下设备及子系统构成：TK210型控制器（控制、监测、显示中心）；TK220型隔爆兼本安电源（用于全系统的供电）；TK230系列扩音电话（可以实现拉线急停、沿线闭锁、通话、预警等功能）；TK2301系列智能输入、输出（即远程控制分站，也被称为下位机。用于远程距离信号和远程控制）；TK260系列终端、智能耦合器（用于一个系统的末端或两个TK200系统之间的尾尾搭接）；TK210系传感器；TK230矿用七芯拉力阻燃电缆；TJ200型防爆接线箱。其中控制器是整个通讯、控制系统的核心。
3.主要技术参数
3.1控制器
工作电源：±5DVC，±12DVC，±18DVC；
核心机：一体化工业控制计算机；
显示器：10.4英寸彩色液晶显示器。
主控模块（CPU模块）、沿线检测模块（CS模块）、输入/输出模块（FO模块）、纯输入模块（Df模块）、语言报警模块（SP模块）、键盘模块（KEY模块）、耦合器模块（COU模块）、通信模块（COM模块）。
3.2隔爆兼本质安全电源
工作电源：127VAC，输出：两组DC5V、两组DCl2V、两组DCl8V，总共六块带两级过压保护、两级过流保护的本质安全型电源模块。
4.系统优点
4.1大屏幕直观显示及完善的图形、汉宇系统
采用10.4英寸真彩液晶显示器，是目前国内外同类系统中所独有的，对被控设备采用图形、数字等多种方式，显示实时采集的信息，内容丰富，直观明了，便于操作和维护。而其它同类产品只是小屏幕拼音字母显示，不利于操作和维护。
4.2宪善的语官系统
采用语盲系统加警示屏提示完成启、停车报警及故障报警，而其它同类产品只是一种单一的频率提示。
4.3宪善的参数化设计
TK200系统有数千个工矿设备参数，具有菜单式操作界面，易于操作，所有的参数值均可通过滚动光标进行设置，现场维护人员只要了解应用设备工作情况，就能随时随地地修改参数满足现场需要，免去了厂家来人更改的麻繁，操作快捷、准确而安全。
4.4集中加分散式控制
控制器采用PLC的集中控制模式，最多拥有三十点输出量，最多七十二点输入量，这样它能完成PLC完成的集中控制功能，具有集中控制优势。
4.5分散式控制
在不增加电缆（利用一条电缆完成，通话，沿线急停，数据传输，起停车及故障报警等）同时完成了智能分站控制模式，它可接人15个智能分站，每个分站拥有4个输入点和4个输出点，这样它能使工作现场分布线减少到最短，可大大减少现场故障及维护量。
4.6灵活的输入点
每个输入点即能接人开关量又能接人模拟量，这样实现了现场配置在完成同样功能的情况下设备配置最少。
4.7完善的自我诊断功能
拥有系统电缆芯线故障及传感器接人电缆故障的在线诊断功能，能详细的纪录、提示、报警各种故障，以图形、数字及文字形式，实时并在主界面显示，提高了系统的可维护性，省时省力。
4.8灵活的延续性
每条CS线达4km，多台控制器可实现方便的级联，使现场能方便的完成多皮带（设备）以至于全矿井的联锁控制。
5.系统212作原理
根据TK200系统组成框图及控制器内部信息流程图可以看出，TK200系统采用的是双总线结构，一条是内部总线，TK200主控计算机（CPU模块，也称为上位机）通过内部总线和各中位机模块相连，这两个中位机又通过外部总线和远端的下位机（智能输入、输出）相连。下位机挂接在外部总线上，上位机只和中位机进行通信，完成信息采集和发出控制指令，CSl和CS2起到中转站的作用，将上位机的查询指令下传给下位机，再将下位机的应答上传给上位机。
6.结束语
TK200通讯、控制已在龙煤集团七台河分公司新建矿大型现代化矿井进行了使用，其全新设计使得该机性能稳定，操作简便、直观，维护量小、故障率低，提高了工作效率；工作面沿线工作人员可以进行通话，及时了解各设备的运行状态，减轻了工作人员的劳动强度；对出现的故障能通过屏幕方便直观查看，并快速的处理，缩短了故障处理时间；由于工作面设备的集中控制使得工作人员大大减少，有助于矿井的减员提效；并且启动、停车前的语音报警功能，提高了设备的安全可靠性。为生产工作面实现高产稳产提供了可靠保证。该系统现已又被用于新建大型现代化矿井张北矿、顾桥矿等矿井首采工作面的开采。
【参考文献】
[1]廖常初.可编程控制器应用技术（第三版）[M].重庆：重庆大学出版社，1998.
[2]陈在产.可编程控制器技术与应用系统设计[M].北京：机械工业出版社，2002.
【关键词】通讯和控制系统；工业控制计算机
0.前言
随着现代化矿井以高产高效为目标，综采工作面单产水平不断提高，有的两个工作面就要达到一千万吨，这就对工作面运行设备的技术性能的要求也越来越高，高标准、高性能工作面装备是实现高产稳产高效的可靠保证。TK200通讯、控制系统就是在这种状况下而研制开发的新一代产品。比以往的工作面在通讯、控制设计上，具有多项显著的优点。
1.系统特点
本通讯、控制系统是以工作面实现高产高效为目标而开发的全新系统，可实现综采、综掘工作面，顺槽、固定胶带机等的保护、控制、进行长距离的扩音通话、启车前语言报警，可靠的沿线急停闭锁及位置显示、自身的故障检测和大屏幕汉字显示、无中断传输等功能，防爆型式为矿用隔爆兼本质安全型，该系统工作电压为127V，采用工业控制中国际流行的模块化设计理念，在主控CPU的基础上交具有独立功能的控制部分分解为若干模块，很像电脑的扩展插槽用到哪部分功能，插上相应的模块，各个模块相互独立，彼此完成不同的功能，又同为主控模块服务，形成一集中和分布式控制有机集合的智能型控制系统。为配合现代控制理论而设立了智能输人输出设备（分站），即整套系统可以看作一个主站（控制器）和若干分站以构成的集中加分布控制系统。分站负责远程数据的采集、通讯、直接参与控制，在分站的配合下可实现整个系统的扩展与延长。且分站不需设址，只要接人系统，控制器会自动识别。在系统设计上以一体化工业控制计算机为核心，配以智能I/O模块，形成總线式控制网络。
2.系统组成
TK200系统由以下设备及子系统构成：TK210型控制器（控制、监测、显示中心）；TK220型隔爆兼本安电源（用于全系统的供电）；TK230系列扩音电话（可以实现拉线急停、沿线闭锁、通话、预警等功能）；TK2301系列智能输入、输出（即远程控制分站，也被称为下位机。用于远程距离信号和远程控制）；TK260系列终端、智能耦合器（用于一个系统的末端或两个TK200系统之间的尾尾搭接）；TK210系传感器；TK230矿用七芯拉力阻燃电缆；TJ200型防爆接线箱。其中控制器是整个通讯、控制系统的核心。
3.主要技术参数
3.1控制器
工作电源：±5DVC，±12DVC，±18DVC；
核心机：一体化工业控制计算机；
显示器：10.4英寸彩色液晶显示器。
主控模块（CPU模块）、沿线检测模块（CS模块）、输入/输出模块（FO模块）、纯输入模块（Df模块）、语言报警模块（SP模块）、键盘模块（KEY模块）、耦合器模块（COU模块）、通信模块（COM模块）。
3.2隔爆兼本质安全电源
工作电源：127VAC，输出：两组DC5V、两组DCl2V、两组DCl8V，总共六块带两级过压保护、两级过流保护的本质安全型电源模块。
4.系统优点
4.1大屏幕直观显示及完善的图形、汉宇系统
采用10.4英寸真彩液晶显示器，是目前国内外同类系统中所独有的，对被控设备采用图形、数字等多种方式，显示实时采集的信息，内容丰富，直观明了，便于操作和维护。而其它同类产品只是小屏幕拼音字母显示，不利于操作和维护。
4.2宪善的语官系统
采用语盲系统加警示屏提示完成启、停车报警及故障报警，而其它同类产品只是一种单一的频率提示。
4.3宪善的参数化设计
TK200系统有数千个工矿设备参数，具有菜单式操作界面，易于操作，所有的参数值均可通过滚动光标进行设置，现场维护人员只要了解应用设备工作情况，就能随时随地地修改参数满足现场需要，免去了厂家来人更改的麻繁，操作快捷、准确而安全。
4.4集中加分散式控制
控制器采用PLC的集中控制模式，最多拥有三十点输出量，最多七十二点输入量，这样它能完成PLC完成的集中控制功能，具有集中控制优势。
4.5分散式控制
在不增加电缆（利用一条电缆完成，通话，沿线急停，数据传输，起停车及故障报警等）同时完成了智能分站控制模式，它可接人15个智能分站，每个分站拥有4个输入点和4个输出点，这样它能使工作现场分布线减少到最短，可大大减少现场故障及维护量。
4.6灵活的输入点
每个输入点即能接人开关量又能接人模拟量，这样实现了现场配置在完成同样功能的情况下设备配置最少。
4.7完善的自我诊断功能
拥有系统电缆芯线故障及传感器接人电缆故障的在线诊断功能，能详细的纪录、提示、报警各种故障，以图形、数字及文字形式，实时并在主界面显示，提高了系统的可维护性，省时省力。
4.8灵活的延续性
每条CS线达4km，多台控制器可实现方便的级联，使现场能方便的完成多皮带（设备）以至于全矿井的联锁控制。
5.系统212作原理
根据TK200系统组成框图及控制器内部信息流程图可以看出，TK200系统采用的是双总线结构，一条是内部总线，TK200主控计算机（CPU模块，也称为上位机）通过内部总线和各中位机模块相连，这两个中位机又通过外部总线和远端的下位机（智能输入、输出）相连。下位机挂接在外部总线上，上位机只和中位机进行通信，完成信息采集和发出控制指令，CSl和CS2起到中转站的作用，将上位机的查询指令下传给下位机，再将下位机的应答上传给上位机。
6.结束语
TK200通讯、控制已在龙煤集团七台河分公司新建矿大型现代化矿井进行了使用，其全新设计使得该机性能稳定，操作简便、直观，维护量小、故障率低，提高了工作效率；工作面沿线工作人员可以进行通话，及时了解各设备的运行状态，减轻了工作人员的劳动强度；对出现的故障能通过屏幕方便直观查看，并快速的处理，缩短了故障处理时间；由于工作面设备的集中控制使得工作人员大大减少，有助于矿井的减员提效；并且启动、停车前的语音报警功能，提高了设备的安全可靠性。为生产工作面实现高产稳产提供了可靠保证。该系统现已又被用于新建大型现代化矿井张北矿、顾桥矿等矿井首采工作面的开采。
【参考文献】
[1]廖常初.可编程控制器应用技术（第三版）[M].重庆：重庆大学出版社，1998.
[2]陈在产.可编程控制器技术与应用系统设计[M].北京：机械工业出版社，2002.