煤礦傳送帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬鵬 張井崗 趙志誠(chéng) 劉寧

(太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院1,山西 太原 030024;山西省自動(dòng)化研究所2,山西 太原 030012)

煤礦傳送帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬鵬1張井崗1趙志誠(chéng)1劉寧2

(太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院1,山西 太原 030024;山西省自動(dòng)化研究所2,山西 太原 030012)

針對(duì)傳統(tǒng)煤礦傳送帶運(yùn)輸系統(tǒng)存在的安全性、可靠性及靈活性等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了以CAN總線和PLC為核心的煤礦傳送帶集中控制系統(tǒng)。以研華IPC-610工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī),三菱公司PLC作為下位機(jī),并基于Wonderware公司的InTouch軟件設(shè)計(jì)了組態(tài)人機(jī)界面。某煤礦的投入運(yùn)營(yíng)表明,該系統(tǒng)提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平,減少了事故的發(fā)生率,確保了煤礦的安全生產(chǎn)。

傳送帶 集中控制 CAN總線 PLC InTouch

0 引言

煤礦傳送帶系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),它的安全、可靠、高效的運(yùn)行是煤礦生產(chǎn)效益的重要保證。由于煤礦傳送帶具有運(yùn)輸距離長(zhǎng)、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸條件復(fù)雜等特點(diǎn)[1],在煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些潛在危險(xiǎn)和故障情況的發(fā)生,而針對(duì)這些問(wèn)題傳統(tǒng)的控制方法已不能勝任。因此,為了保證煤礦的安全生產(chǎn),需要采用先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦傳送帶的安全、可靠、高效的控制。目前,計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)的相互融合并在各行各業(yè)投入使用已經(jīng)是一種發(fā)展趨勢(shì)[2-3]。而將這些技術(shù)應(yīng)用的煤礦傳送帶系統(tǒng)中,可以顯著地提高整個(gè)煤礦的生產(chǎn)效能。

本文通過(guò)分析傳統(tǒng)煤礦傳送帶存在的安全性、可靠性、靈活性、高效性等方面的問(wèn)題,基于以上技術(shù),提出了煤礦傳送帶集中控制系統(tǒng)。集中控制系統(tǒng)采用美國(guó)Wonderware公司的InTouch組態(tài)軟件,上位機(jī)采用研華工控機(jī),下位機(jī)采用三菱PLC,現(xiàn)場(chǎng)總線采用德國(guó)BOSCH公司的CAN總線。本集中控制系統(tǒng)結(jié)合工業(yè)電視系統(tǒng)和調(diào)度電話系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了煤礦傳送帶的操作、調(diào)度、監(jiān)測(cè),而且實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過(guò)程的高效節(jié)能和自動(dòng)化管理。

1 煤礦傳送帶系統(tǒng)組成

本設(shè)計(jì)主要針對(duì)煤礦井上部分上倉(cāng)傳送帶、手選矸石傳送帶、末煤傳送帶、振動(dòng)篩、電磁除鐵器、傳送帶制動(dòng)器等進(jìn)行集中管理與控制。上倉(cāng)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為90 kW,長(zhǎng)度為170 m,水平傾角為17°;手選矸石傳送帶功率為4 kW,長(zhǎng)度為30 m;末煤傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為7.5 kW,長(zhǎng)度為30 m。原煤從井下到井上進(jìn)行傳送帶運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中需要對(duì)集中控制系統(tǒng)中傳送帶及相關(guān)設(shè)備可能出現(xiàn)的跑遍、撕裂、煙霧、打滑、堆煤、溫度、煤位、張力等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)和管理。系統(tǒng)的控制流程圖如圖1所示。

系統(tǒng)啟動(dòng)前進(jìn)行聲光報(bào)警,同時(shí)集中控制室的工作人員通過(guò)“擴(kuò)播電話”裝置進(jìn)行語(yǔ)音通知準(zhǔn)備起車,以提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員盡快撤離危險(xiǎn)區(qū)。起車形式采取逆煤流順序延時(shí)起車,即電磁除鐵器→手選矸石傳送帶→振動(dòng)篩→上倉(cāng)制動(dòng)器→上倉(cāng)傳送帶;停車形式采取順煤流順序延時(shí)停車,即上倉(cāng)傳送帶→上倉(cāng)制動(dòng)器→振動(dòng)篩→手選矸石傳送帶→電磁除鐵器。這樣可以避免堆煤、壓煤等情況。另外工作人員在設(shè)備每次完全停止后,進(jìn)行斷電檢查,為下次啟動(dòng)做準(zhǔn)備。

圖1 系統(tǒng)控制流程圖Fig.1 The flowchart of system control

在運(yùn)輸過(guò)程中,當(dāng)系統(tǒng)中的任一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),可通過(guò)集中控制中心的操作臺(tái)或現(xiàn)場(chǎng)控制箱的控制按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車報(bào)警,其他設(shè)備也會(huì)緊急停車;同時(shí),下位機(jī)PLC會(huì)把監(jiān)測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)地上傳到集中控制中心的工控機(jī)上并顯示出故障設(shè)備的信息。工作人員可立即采取措施進(jìn)行維修、恢復(fù)工作。

2 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了保證煤礦傳送帶安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,充分遵循開放性、實(shí)時(shí)性、可擴(kuò)展性、易操作性等設(shè)計(jì)原則,依據(jù)不同層所實(shí)現(xiàn)的功能和任務(wù)要求,采用3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)煤礦傳送帶的集中控制。3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of the system

2.1 信息管理層

信息管理層是整個(gè)煤礦的遠(yuǎn)程信息中心,也是整個(gè)煤礦監(jiān)視、監(jiān)測(cè)、調(diào)度、控制系統(tǒng)的中央控制室。信息管理層通過(guò)煤礦專用局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換,同時(shí)也可以對(duì)監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層及煤礦四周環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)取和分析,為煤礦安全可靠的生產(chǎn)做出相關(guān)的管理和決策。信息管理層主要包括以下設(shè)備。

①系統(tǒng)顯示裝置:采用高清液晶電視模塊組成的電視墻,工作人員可以全方位、多層次、寬領(lǐng)域地觀察到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及各相關(guān)部門的情況,便于協(xié)調(diào)部署,提高效率。

②工業(yè)以太網(wǎng):工業(yè)以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、通信速率高、成本低廉、性價(jià)比高、電磁兼容能力強(qiáng)、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蟮忍攸c(diǎn)[4-5],被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中。

③網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)采用Internet:Internet具有強(qiáng)大的資源獲取、查詢、搜索功能,可以滿足企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)獲得第一手信息的要求。

④打印設(shè)備:根據(jù)相關(guān)要求,需要打印出各種報(bào)表、各種記錄及各種趨勢(shì)等。

⑤其他終端設(shè)備:企業(yè)根據(jù)煤礦系統(tǒng)發(fā)展情況可以增加相應(yīng)終端設(shè)備擴(kuò)展功能,以達(dá)到更好的管理、通信、查詢、搜索、服務(wù)等能力。

⑥系統(tǒng)服務(wù)器:數(shù)據(jù)服務(wù)器,對(duì)相關(guān)監(jiān)控單元及設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理;Web服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)的過(guò)程畫面、各種趨勢(shì)、各種報(bào)表等數(shù)據(jù)共享,同時(shí),可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦系統(tǒng)信息的網(wǎng)絡(luò)管理,以達(dá)到向上級(jí)實(shí)時(shí)或定期遠(yuǎn)程匯報(bào)。

2.2 監(jiān)控層

監(jiān)控層采用C/S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式完成對(duì)煤礦井上傳送帶及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)控制并實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的分析與決策。監(jiān)控層主要包括幾下幾方面內(nèi)容。

①上位機(jī):采用2臺(tái)研華公司生產(chǎn)的工控機(jī)作為上位機(jī),其中一臺(tái)為Master工控機(jī)(主機(jī)),另一臺(tái)為Slave工控機(jī)(備用機(jī)),這2臺(tái)工控機(jī)互為冗余。

②打印機(jī):實(shí)時(shí)的打印相關(guān)畫面及趨勢(shì),便于用戶觀察和分析。

③CAN總線:CAN總線是一種現(xiàn)場(chǎng)總線,主要用于各種過(guò)程檢測(cè)及控制。CAN總線是一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議,采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)和短數(shù)據(jù)幀,并能夠提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能,從而保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性[6-7]。

④RS-232總線:RS-232串口標(biāo)準(zhǔn)是一種在低速率串行通信中增加通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。由于現(xiàn)場(chǎng)中由于PLC與上位機(jī)的距離比較近,故采用RS-232總線作為二者之間的數(shù)據(jù)通信,達(dá)到事半功倍的效果。

⑤可編程控制器(PLC):系統(tǒng)下位機(jī)采用三菱PLC,三菱PLC具有配線少、安裝靈活、編程簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大、類型豐富、使用方便、有多種主基板和擴(kuò)展基板供選擇等特點(diǎn)。

⑥工業(yè)電視系統(tǒng):主要由實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視PC機(jī)、工業(yè)攝像機(jī)、傳輸設(shè)備、傳輸介質(zhì)(光纖)、電視墻組成。為了更好地實(shí)現(xiàn)全天時(shí)觀察設(shè)備運(yùn)行狀況,視頻信號(hào)采用光纖傳輸至控制中心并把信號(hào)以圖像形式在電視墻上放大顯示出來(lái),便于直觀觀察相關(guān)動(dòng)態(tài)信息。

⑦系統(tǒng)操作臺(tái):在地面集控中心層設(shè)置了1臺(tái)系統(tǒng)操作臺(tái),有“就地”/“集控”/“停止檢修”3種控制模式?！熬偷亍睍r(shí)可以手動(dòng)進(jìn)行設(shè)備的啟停操作;“集控”時(shí)可以集中控制設(shè)備的啟停;“停止檢修”時(shí),此模式具有最高權(quán)限,手動(dòng)或自動(dòng)形式操作,設(shè)備均不會(huì)動(dòng)作。

⑧變頻器:通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻調(diào)速控制。

⑨本安多功能型擴(kuò)播電話裝置:多功能“擴(kuò)播電話機(jī)”裝置可以進(jìn)行擴(kuò)播通信、信號(hào)聯(lián)絡(luò)、起車預(yù)警。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是各種傳感器監(jiān)測(cè)、采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)CAN總線匯總到監(jiān)控層,再由監(jiān)控層做出實(shí)時(shí)的調(diào)整。系統(tǒng)采用的傳感器主要有跑偏傳感器、堆煤傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器、撕裂傳感器、打滑傳感器、斷帶傳感器、張力傳感器、電流傳感器、煤位傳感器等。

3 系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)PLC硬件基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Hardware structure of PLC

集中控制系統(tǒng)的硬件主要采用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)地面?zhèn)魉蛶Ъ跋嚓P(guān)設(shè)備的啟、停控制,采用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸。PLC通過(guò)CAN總線控制現(xiàn)場(chǎng)傳感器及裝置采集有關(guān)轉(zhuǎn)速、電壓、電流、壓力、跑偏、煙霧、撕裂、打滑、煤位、溫度等參數(shù)。采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理后再傳輸至上位機(jī),上位機(jī)則直觀、動(dòng)態(tài)地把數(shù)據(jù)信息顯示在顯示屏上,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳送帶及相關(guān)設(shè)備的控制、監(jiān)測(cè)與管理。

可編程控制器PLC選用三菱Q系列PLC。該P(yáng)LC采用了模塊化的結(jié)構(gòu)形式,最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)達(dá)到4 096點(diǎn);最大程序存儲(chǔ)器容量可達(dá)252 kB,采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器后可以達(dá)到32 MB;基本指令的處理速度可以達(dá)到34 ns。

本文設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)主要有91個(gè),可以滿足集中控制系統(tǒng)的需要。

本文設(shè)計(jì)的CAN總線硬件節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示,節(jié)點(diǎn)電路圖如圖5所示。CAN總線節(jié)點(diǎn)功能主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)傳輸。節(jié)點(diǎn)CPU采用AT89C51微控制器,負(fù)責(zé)SJA1000的初始化,通過(guò)對(duì)SJA1000的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收;SJA1000為CAN總線控制器,主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和協(xié)議的轉(zhuǎn)換;PC82C250為CAN總線收發(fā)器,對(duì)控制器提供差動(dòng)接受能力,對(duì)總線提供差動(dòng)發(fā)送能力[8];6N137為CAN總線光電隔離器,實(shí)現(xiàn)收發(fā)器與控制器之間的電氣隔離,CAN總線不同節(jié)點(diǎn)間電氣隔離,增強(qiáng)CAN總線的節(jié)點(diǎn)抗干擾能力[9]。

圖4 CAN總線硬件節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Structure of hardware node of CAN bus

圖5 CAN總線節(jié)點(diǎn)電路圖Fig.5 Circuitry of CAN bus node

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本集中控制系統(tǒng)軟件主要由PLC可編程軟件和InTouch組態(tài)軟件組成,完成傳送帶相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)、停止、保護(hù)控制。

3.2.1 PLC可編程軟件的設(shè)計(jì)

PLC編程軟件采用程序化設(shè)計(jì),在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)傳送帶及相關(guān)設(shè)備的啟、停;在遇故障時(shí),可由驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)報(bào)警設(shè)備報(bào)警并實(shí)現(xiàn)停車。整個(gè)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)了主程序、保護(hù)程序、停止程序。

(1)主程序:主程序主要完成程序的控制方式選擇、設(shè)備的啟動(dòng)及對(duì)檢修/事故發(fā)生的處理。系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒進(jìn)行開機(jī)檢查,首先程序自行初始化并完成控制方式的選擇。主程序流程圖如圖6所示。

圖6 主程序流程圖Fig.6 The flowchart of main program

本程序設(shè)計(jì)了集中自動(dòng)控制、就地控制和集中手動(dòng)控制3種控制方式。

①集中自動(dòng)控制:傳送帶及相關(guān)設(shè)備的啟動(dòng)采用逆煤流順序延時(shí)啟動(dòng)(時(shí)間根據(jù)情況的設(shè)定,下同),以避免堆煤情況的發(fā)生。

②就地控制:系統(tǒng)進(jìn)入此控制方式,集中控制不再起作用。這種控制方式具有最高權(quán)限主要用于設(shè)備的維修和檢查,如遇事故,啟動(dòng)聲光報(bào)警并禁止啟動(dòng);如遇設(shè)備檢修,啟動(dòng)聲光報(bào)警,工作人員可快速反應(yīng)進(jìn)行設(shè)備檢查、調(diào)試,以免影響生產(chǎn)。

③集中手動(dòng)控制:集中手動(dòng)控制如圖7所示,設(shè)備的啟動(dòng)同樣采用逆煤流啟動(dòng)。為了測(cè)試設(shè)備能否正常啟動(dòng),需要工作人員參與集中控制啟動(dòng)操作,如電磁除鐵器首先啟動(dòng),啟動(dòng)正常則進(jìn)入延時(shí)階段,準(zhǔn)備下一設(shè)備啟動(dòng);啟動(dòng)不正常則不會(huì)進(jìn)入延時(shí)階段,后面的設(shè)備均不能啟動(dòng)。以后各設(shè)備啟動(dòng)同理。

圖7 集中手動(dòng)控制程序流程圖Fig.7 Flowchart of centralized manual control program

(2)保護(hù)程序:保護(hù)程序主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)傳送帶出現(xiàn)的跑偏、打滑、堆煤、撕裂等現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警、停車或?yàn)⑺Ｗo(hù)。

(3)停止程序:停止程序主要控制設(shè)備順煤流順序延時(shí)停車,避免堆煤情況的發(fā)生影響生產(chǎn);同時(shí)工作人員也可以直接在組態(tài)界面點(diǎn)擊某設(shè)備的控制按鈕,不經(jīng)過(guò)延時(shí)控制設(shè)備的停車。

3.2.2 InTouch組態(tài)軟件的界面設(shè)計(jì)

集中控制系統(tǒng)充分利用InTouch組態(tài)軟件模塊化設(shè)計(jì)、靈活性好、穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)等功能特點(diǎn),進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)[10],實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳送帶運(yùn)輸系統(tǒng)中各設(shè)備監(jiān)控、管理、可視化操作。集中控制系統(tǒng)主要組態(tài)界面設(shè)計(jì)如下。

①登錄界面設(shè)計(jì)

登陸界面是進(jìn)入系統(tǒng)的必經(jīng)之路,又是進(jìn)入其他界面的先決條件。登陸界面主要設(shè)置了監(jiān)控系統(tǒng)的名稱,登錄的用戶名、密碼、權(quán)限,不同工作人員的權(quán)限不同,有利于避免誤操作。

②系統(tǒng)主界面設(shè)計(jì)

在主界面上設(shè)置了報(bào)警界面、歷史趨勢(shì)界面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)界面及系統(tǒng)各子界面的切換按鈕,可以實(shí)現(xiàn)它們與主界面之間的切換;當(dāng)系統(tǒng)需要退出時(shí),主界面設(shè)置了“退出”按鈕。通過(guò)不同界面,工作人員可以直觀地觀察各設(shè)備的運(yùn)行情況。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能

集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備遠(yuǎn)程控制,而且實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的保護(hù)及設(shè)備相互間的閉鎖停車功能,為煤礦企業(yè)高產(chǎn)高效和智能化管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能如下。

①顯示功能:系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)顯示每臺(tái)設(shè)備開停、速度、電壓、電流、運(yùn)行時(shí)間、故障類型、故障時(shí)間、故障位置等信息。

②控制功能:系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)最大程度的保護(hù)功能和冗余功能,采用了集中自動(dòng)控制、集中手動(dòng)控制、就地控制這3種控制方式。

③故障診斷功能:通信網(wǎng)絡(luò)如CAN總線、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)等發(fā)生故障時(shí),網(wǎng)絡(luò)能夠自檢出并發(fā)出報(bào)警;PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí),CPU會(huì)通過(guò)I/O模塊的狀態(tài)位偵測(cè)到故障及故障內(nèi)容并發(fā)出報(bào)警[11]。

④語(yǔ)音通話功能:在控制室、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、傳送帶沿線等地方安裝擴(kuò)播電話裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)人員的相互溝通及聯(lián)絡(luò),避免意外情況的發(fā)生。

⑤保護(hù)功能:系統(tǒng)帶有速度、過(guò)流的模擬量檢測(cè)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)自帶的速度傳感器信號(hào)的檢測(cè),可以進(jìn)行打滑、過(guò)速、欠速保護(hù)。

⑥查詢、打印功能:系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)各設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行查詢并根據(jù)需要把它們列表打印出來(lái)。系統(tǒng)主要提供了以下查詢,如報(bào)警查詢、斷電查詢、饋電異常查詢、調(diào)用查詢等。

⑦數(shù)據(jù)記錄功能:系統(tǒng)計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作記錄、啟停記錄、電壓監(jiān)測(cè)記錄、電流監(jiān)測(cè)記錄、壓力監(jiān)測(cè)記錄、故障記錄等。

⑧擴(kuò)展功能:系統(tǒng)的硬件和軟件都留有一定的容量和接口,可以根據(jù)需要對(duì)他們進(jìn)行擴(kuò)展,使系統(tǒng)功能更豐富、更智能化、更人性化。

⑨網(wǎng)絡(luò)連接功能:集中控制系統(tǒng)與工業(yè)電視系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)等組成網(wǎng)絡(luò)納入整個(gè)煤礦局域網(wǎng)體系,這樣上級(jí)部門可以共享網(wǎng)絡(luò)體系的數(shù)據(jù)信息,也使得礦領(lǐng)導(dǎo)能夠及時(shí)地掌握下層信息并作出新的調(diào)整和部署。

⑩安全管理功能:集中控制中心的工作人員具有不同的系統(tǒng)操作權(quán)限,當(dāng)要進(jìn)入系統(tǒng)操作時(shí),需要輸入自己的用戶名和密碼,這就避免了設(shè)備的誤動(dòng)作,提高了系統(tǒng)的安全性。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的集中控制系統(tǒng)目前已投入運(yùn)行,運(yùn)行良好,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。該集中控制系統(tǒng)的成功運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)了煤礦地面運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)管與控制,提高了煤礦的自動(dòng)化管理水平,減少了人員配置和事故發(fā)生率,保證了煤礦生產(chǎn)的安全可靠。

[1] 王思文,張兆亞,張文能,等.基于PLC的帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤炭科技,2008(2):76-78.

[2] 賈文琪,王雪.膠帶輸送機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2010,36(12):83-85.

[3] 申相慶.煤礦皮帶地面遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都:電子科技大學(xué),2010.

[4] 曹茂虹,徐釗,楊芬,等.基于工業(yè)以太網(wǎng)的煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)電,2007(2):55-57.

[5] 張宇.基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的煤礦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),2006.

[6] 蔣建文,林勇,韓江洪,等.CAN總線通信協(xié)議的分析和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程,2002,28(2):219-220,248.

[7] 顧苑婷.工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場(chǎng)總線在煤礦監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用研究[D].上海:上海交通大學(xué),2007.

[8] 趙曉軍,曹建坤,李可一,等.基于CAN總線的數(shù)據(jù)臂通信設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表,2010,31(5):13-15.

[9] 譚周文.基于CAN與無(wú)線射頻技術(shù)的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010,6(2):472-473.

[10] 高志安,郭峰,王峰,等.基于InTouch的帶式輸送機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)械,2008,29(12):120-122.

[11] 秦永康,黃和平.PLC集中控制系統(tǒng)在煤礦膠帶輸送機(jī)上的應(yīng)用[J].工礦自動(dòng)化,2011,37(2):98-100.

Design of the Centralized Control System for Coalmine Conveyor Belts

Aiming at the shortcomings of traditional coalmine conveyor transportation system,e.g.,the safety,reliability and flexibility,etc., the centralized control system for this application has been designed based on CAN bus and with PLC as the core.The system is composed of Advantech IPC-619 as the host computer,Mitsubishi PLC as the slave machine;and man machine interface is designed based on InTouch software from Wonderware.The system has been put into operation at certain coalmine,and improves the automation level of production process,reduces the incidence rate of accidents,ensures the safety of coalmine production.

Conveyer belt Centralized control CAN bus PLC InTouch

TD561

A

山西省科技攻關(guān)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):20130321003-01);

太原科技大學(xué)研究生科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(編號(hào):20134013)。

馬鵬(1985-),男,現(xiàn)為太原科技大學(xué)電氣工程專業(yè)在讀碩士研究生;主要從事計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)與裝置方面的研究。