煤礦地面儲裝運(yùn)主煤流集中控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘要：本文介紹了一種基于PLC的全礦井膠帶運(yùn)輸機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置了現(xiàn)場控制站和一個控制主站，建立了NT-JSX通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對膠帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的CRT集中監(jiān)控，取得了提高生產(chǎn)效率、減少現(xiàn)場操作人員、提高安全性的良好效果。

關(guān)鍵詞：主煤流 控制 研究 應(yīng)用

1 概述

煤礦膠帶機(jī)集控系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠與否直接影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益。為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，實(shí)施集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合保護(hù)和集中監(jiān)控，是十分必要的。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時(shí)間、減少現(xiàn)場操作人員、提高經(jīng)濟(jì)效益。

2 集中控制系統(tǒng)研究目的及意義

平煤股份五礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括新系統(tǒng)、老系統(tǒng)和返煤系統(tǒng)三大部分。生產(chǎn)系統(tǒng)有兩個配電盤，配電盤從上世紀(jì)六十年代開始投入使用，至今已使用了五十多年，由于配電系統(tǒng)在使用過程中不斷改動，使系統(tǒng)的可維護(hù)性非常差，而且，隨著設(shè)備老化程度的加劇，設(shè)備運(yùn)行的未知故障也在不斷增加。另外，配電設(shè)備簡陋，沒有充分的保護(hù)措施，存在一定的安全隱患和設(shè)備隱患。

目前，兩個配電室分別有一個操作臺，每個設(shè)備配有一個就地操作裝置，所有設(shè)備通過打鈴信號開停設(shè)備，設(shè)備之間無電氣閉鎖關(guān)系。使得現(xiàn)場工作人員勞動強(qiáng)度大，設(shè)備運(yùn)行效率低。由于現(xiàn)場噪音比較大，某些情況下，可能打鈴信號和電話鈴聲無法聽清，容易造成誤操作。為了解決上述問題，提高平煤股份五礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性和自動化水平，對該系統(tǒng)實(shí)施升級改造是非常必要的。

3 設(shè)計(jì)集中控制方案遵循的原則

①信息豐富、操作靈活、維護(hù)簡便。②可靠、實(shí)用、使系統(tǒng)具有足夠的擴(kuò)展功能。③無條件地滿足生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程的要求。④減人提效、節(jié)能降耗。⑤現(xiàn)場接線簡潔明了、最大限度地減少現(xiàn)場安裝工作量。⑥在滿足工藝要求前提下減少設(shè)備及工程投資。

4 設(shè)計(jì)集中控制方案包括的主要內(nèi)容

①低壓配電系統(tǒng)。②集中控制系統(tǒng)。③廠區(qū)通話系統(tǒng)。④工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。

5 集控系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)要求

①本集中控制系統(tǒng)，配置PLC控制柜三面，新老煤流系統(tǒng)分別由一面控制柜來控制，集控室內(nèi)一些相關(guān)的電器設(shè)備由一個控制柜來管理。PLC控制柜主要有西門子S7-300系列PLC、電源模塊、通信模塊、繼電器等組成。②系統(tǒng)預(yù)留Profibus、工業(yè)以太網(wǎng)通信接口，便于擴(kuò)展。 系統(tǒng)預(yù)留20%左右的開關(guān)量和模擬量輸入輸出點(diǎn)，以備后期系統(tǒng)擴(kuò)展。③在集控室配置集控操作臺和兩臺控制計(jì)算機(jī)（配兩臺22寸液晶顯示器），一臺主控，另一臺備用。新老兩系統(tǒng)在同一臺計(jì)算機(jī)屏幕上操作控制。④在現(xiàn)場安裝適當(dāng)數(shù)量的就地控制箱，用于設(shè)備的控制方式選擇、就地開停、狀態(tài)顯示、打鈴燈操作。⑤為皮帶配備堆煤、拉繩、跑偏、打滑四種保護(hù)傳感器；PLC 控制柜和控制計(jì)算機(jī)采用專用通信電纜連接。

6 集控系統(tǒng)的監(jiān)控功能及特點(diǎn)

①本系統(tǒng)分兩種控制方式：就地控制和集中控制，并以集中控制為主。就地控制時(shí)可以對設(shè)備進(jìn)行無閉鎖啟停，一般在設(shè)備檢修試車時(shí)使用；設(shè)備處于集控狀態(tài)下，調(diào)度員可以對設(shè)備有無閉鎖的開停，現(xiàn)場工作人員可對設(shè)備進(jìn)行停車操作。②按工藝流程啟動設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)可以順煤流起車也可以逆煤流停車，流程停車時(shí)按順煤流停車。③皮帶配備打滑、跑偏、堆煤，沿線急停等保護(hù)裝置，并按現(xiàn)場要求報(bào)警或停車。調(diào)度員能準(zhǔn)確的區(qū)分出各種保護(hù)動作的類型及其位置，并及時(shí)的做出處理決定。④任何控制方式下，就地箱的停車按鈕都可以停止該設(shè)備。煤流沿線設(shè)啟車預(yù)告、事故報(bào)警信號（電鈴）。⑤當(dāng)系統(tǒng)按工藝流程運(yùn)行的過程中，如果有設(shè)備由于各種原因停車，系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信號，相應(yīng)的設(shè)備有報(bào)警燈及警鈴。⑥每個設(shè)備設(shè)禁起開關(guān)，禁起有效時(shí)，相應(yīng)流程和設(shè)備將不能啟動。系統(tǒng)按工藝流程運(yùn)行時(shí)，一旦有設(shè)備故障報(bào)警，該設(shè)備及逆煤流設(shè)備急停。⑦計(jì)算機(jī)顯示屏上可以顯示與生產(chǎn)有關(guān)的設(shè)備運(yùn)行狀況和參數(shù)，顯示有模擬圖和數(shù)據(jù)表格兩種形式。對設(shè)備的運(yùn)行記錄、調(diào)度員的操作記錄、以及各種保護(hù)的動作記錄等都能進(jìn)行查詢。⑧該系統(tǒng)配備一個程控交換機(jī)、一部普通話機(jī)和16套抗噪話站。調(diào)度員能通過該系統(tǒng)對全廠區(qū)喊話，也可以單獨(dú)與某一話站進(jìn)行通話。⑨本集控系統(tǒng)再配有16臺彩色攝像機(jī)和2臺全方位攝像機(jī)，把輸送系統(tǒng)重要部位的圖像通過光纜實(shí)時(shí)的傳到地面集控室。

7 結(jié)束語

該系統(tǒng)2013年7月在平煤股份五礦投入使用，被控對象地面煤樓新、老兩個運(yùn)輸系統(tǒng)的10部膠帶機(jī)、2臺滾軸篩、2臺給煤機(jī)。由于實(shí)現(xiàn)了集中自動控制，撤消了井下膠帶機(jī)司機(jī)（保留巡檢工，共減少了32名工人），膠帶機(jī)運(yùn)輸能力從原來的450t/小時(shí)，提高到600t/小時(shí)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

通過使用主煤流集中控制系統(tǒng)，提高了地面儲裝運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少了系統(tǒng)的故障率，為提高生產(chǎn)，節(jié)約成本提供了條件，對于新設(shè)備在使用中的不足和問題將及時(shí)改進(jìn)，使系統(tǒng)更加完善和合理。

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作者簡介：

楊單卿，男，河南洛陽人，本科，助工，一直從事煤礦機(jī)電技術(shù)管理工作。