膠帶運(yùn)輸機(jī)集中控制技術(shù)在林南倉(cāng)礦的應(yīng)用

目前，我國(guó)煤礦井上膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制仍以就地控制為主，此控制方式需要人力多，而且不具備對(duì)故障的記錄和綜合分析的功能，各種保護(hù)信號(hào)只能就地顯示，不便于科學(xué)管理。特別是林南倉(cāng)礦井上膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)在二十多年的使用過程中，設(shè)備嚴(yán)重老化，安全保護(hù)不完善，事故率高，成為影響安全生產(chǎn)的隱患，該礦應(yīng)用PLC控制技術(shù)，將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等應(yīng)用于井上膠帶運(yùn)輸集中控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了膠帶運(yùn)輸機(jī)的集中自動(dòng)控制和監(jiān)控。

1、井上膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)工作流程:

工藝流程由主井運(yùn)輸上來(lái)的原煤經(jīng)K4給煤機(jī)運(yùn)到原煤膠帶，由振動(dòng)篩分選后分為塊煤和沫煤兩部分分別進(jìn)入一選矸膠帶和沫煤上倉(cāng)膠帶(塊煤進(jìn)入一選膠帶，沫煤進(jìn)入沫煤上倉(cāng)膠帶)。塊煤經(jīng)一選膠帶后，進(jìn)入二選膠帶，再進(jìn)入塊煤上倉(cāng)膠帶，最后進(jìn)入塊煤倉(cāng)。在沫煤上倉(cāng)機(jī)頭下方有一分煤器，可將煤分入沫配膠帶或振動(dòng)篩膠帶，進(jìn)入沫配膠帶的煤再進(jìn)入沫煤倉(cāng)，而進(jìn)入振動(dòng)篩膠帶的煤進(jìn)入振動(dòng)篩進(jìn)行分選，分出的塊煤進(jìn)入沫配膠帶再進(jìn)入沫煤倉(cāng)，剩下的沫煤進(jìn)入煤倉(cāng)后再通過北樓給煤機(jī)進(jìn)入北天橋膠帶，然后進(jìn)入煤場(chǎng)運(yùn)輸膠帶(2×22KW)，再進(jìn)入煤場(chǎng)天橋膠帶，最后進(jìn)入煤場(chǎng)。

2、集控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

目前，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案。適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。

本系統(tǒng)采用壘分布式控制結(jié)構(gòu)。由現(xiàn)場(chǎng)控制和集中控制構(gòu)成。集中控制設(shè)于中央控制室，基于通訊以及擴(kuò)展能力方面的考慮，選擇了貝加萊PCC產(chǎn)品作為整個(gè)項(xiàng)目的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)PCC作為主控元件，具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)易編程、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，井能夠?qū)崿F(xiàn)軟件模塊化，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)故障，遠(yuǎn)程維護(hù)診斷等功能，并且在編程語(yǔ)言上，除了支持傳統(tǒng)PLC能用的IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的幾種語(yǔ)言外，還支持ASCI C及automation bamc兩種高級(jí)語(yǔ)言的編程，在通訊以及數(shù)據(jù)采集等任務(wù)中，大大提高了編程效率，系統(tǒng)還采用PCC自帶的通訊接口組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)及串口)，達(dá)到不同的規(guī)?？刂?。完成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)多條膠帶壘過程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、連同中央控制室，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)的特點(diǎn)

本集控系統(tǒng)具有以下幾方面特點(diǎn):

(1)選用先進(jìn)的控制器，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快;采用壘分布式控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的安壘性。通訊網(wǎng)絡(luò)速度快，距離遠(yuǎn)，可靠性高;界面直觀友好，操作簡(jiǎn)便，功能齊壘。人機(jī)界面不僅具有形象逼真的動(dòng)態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)視、安壘確認(rèn)機(jī)制和數(shù)據(jù)記錄功能;

(2)

減少布線成本，由于采用遠(yuǎn)距離通訊網(wǎng)絡(luò)，使布線更加方便，并大大減少電纜用量;維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可隨時(shí)增加節(jié)點(diǎn)，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室在線修改程序。控制器和網(wǎng)絡(luò)可靠性高，維護(hù)工作量小。

(3)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。PLC控制系統(tǒng)大量的開關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體電路完成的，這就避免了繼電器控制中所出現(xiàn)的老化、脫焊、觸點(diǎn)的抖動(dòng)、接觸不良等現(xiàn)象，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，PLC的各模塊采用屏蔽措施，以防止輻射干擾，并對(duì)電源電路采取了多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾。

(4)具有多個(gè)輸入、輸出端口，用戶可根據(jù)可編程I/O端口監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)運(yùn)行。

(5)PLC編程簡(jiǎn)單易學(xué)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試周期短。PL C的編程大部分采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，易被理解和掌握。設(shè)計(jì)人員可以在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、修改與調(diào)試。

(6)安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC的故障率很低，且具有完善的自診斷和顯示功能。

(7)

總結(jié)各礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，特別采取了增加設(shè)備可靠性的措施，如選用先進(jìn)可靠的控制器和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

3、控制系統(tǒng)的組成及功能

3.1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)采用雙套PLc程序化控制方式，PLc系統(tǒng)一使一備，可實(shí)現(xiàn)切換，且切換程序簡(jiǎn)便。

3.2 系統(tǒng)功能

a、以監(jiān)控室為中心，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控膠帶運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

b、操作人員可在上位機(jī)采用不同方式來(lái)控制運(yùn)輸系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。控制方式有:地面集中控制，人工就地控制;控制方式變換。

通過監(jiān)控室遠(yuǎn)程控制膠帶機(jī)自動(dòng)控制裝置進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換，完成集中控制和就地控制的轉(zhuǎn)換，使兩種控制方式互為備用、互相閉鎖，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。具有同煤流方向相互閉鎖功能，實(shí)現(xiàn)逆煤流開、順煤流停的功能。

c、報(bào)警功能:可以實(shí)時(shí)顯示報(bào)警類型，且有語(yǔ)音提示。

d、工業(yè)電視可以顯示任意點(diǎn)、循環(huán)觀看各膠帶機(jī)機(jī)頭和轉(zhuǎn)載點(diǎn)的運(yùn)行圖像。

e、保護(hù)功能:系統(tǒng)具有急停、煤位保護(hù)、防滑保護(hù)、跑偏保護(hù)四種保護(hù)，并且有延時(shí)控制等功能。

4、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)選用開放靈活的工業(yè)以太網(wǎng)，在膠帶機(jī)頭設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制?，F(xiàn)場(chǎng)控制負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集與現(xiàn)場(chǎng)的就地控制。

系統(tǒng)為實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備有完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對(duì)膠帶運(yùn)輸主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，對(duì)運(yùn)輸膠帶系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，同時(shí)配合工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行安全圖像監(jiān)視，以確保人員及設(shè)備的安壘。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運(yùn)輸膠帶生產(chǎn)過程，完成對(duì)運(yùn)輸膠帶生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的“遙測(cè)、遙信和遙控”，實(shí)現(xiàn)原煤運(yùn)輸膠帶生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化。

5、監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)由運(yùn)輸膠帶機(jī)，給料機(jī)等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊，打滑、超溫、煙霧，速度、跑偏、等保護(hù)，達(dá)到膠帶機(jī)集中控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。

系統(tǒng)采用多臺(tái)PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到不同的規(guī)?？刂啤Ｍ瓿上到y(tǒng)內(nèi)皮帶，給料機(jī)的壘工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、連同地面中控室，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

(1)

實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，并顯示數(shù)據(jù)曲線，對(duì)重要信息在硬盤記錄。

(2)控制方式分集控自動(dòng)/集控手動(dòng)/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時(shí)，使用集控自動(dòng)方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)啟停;集控手動(dòng)時(shí)，可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備，無(wú)閉鎖和聯(lián)動(dòng)關(guān)系;就地時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)操作;啟動(dòng)設(shè)備前由集控臺(tái)發(fā)預(yù)告信號(hào)，預(yù)告30秒后，若現(xiàn)場(chǎng)均滿足集控自動(dòng)啟動(dòng)條件，設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)可用停車鈕停止啟動(dòng)過程，

現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)箱設(shè)起/停車按鈕，現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車[3]。若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車停號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車操作;

(3)按“技術(shù)規(guī)定”膠帶運(yùn)輸機(jī)裝設(shè)拉線開關(guān)、跑偏保護(hù)、低速保護(hù)等，這些信號(hào)均接入集控系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車和閉鎖停車-對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲光提示。一般故障只報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)非正常停車或嚴(yán)重故障時(shí)，故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車，下游設(shè)備順料流延時(shí)閉鎖停車。

6、結(jié) 束

膠帶集中控制集合了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)可靠的技術(shù)設(shè)備，并將生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)融為一體，使系統(tǒng)具有較高的綜合技術(shù)水平。整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高，應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了無(wú)人職守，達(dá)到了減人提效的目的，適應(yīng)了煤礦可持續(xù)發(fā)展的要求。