唐山礦業(yè)分公司B區(qū)井下主運皮帶輸送機(jī)的集中控制

張偉

摘 要：隨著煤礦機(jī)械化水平的不斷提高，高產(chǎn)高效綜采工作面不斷增加，煤炭運輸環(huán)節(jié)更加重要，膠帶輸送機(jī)運輸能力更加大，控制水平更加先進(jìn)，國內(nèi)外比較大型、現(xiàn)代化礦井膠帶輸送機(jī)都是集中控制、并且在井上操作，實現(xiàn)井下膠帶機(jī)無人操作，既節(jié)省人員，又提高膠帶機(jī)現(xiàn)代化管理水平，是煤礦發(fā)展的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：煤礦 膠帶運輸機(jī) 集中控制 PLC

中圖分類號：TD634 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0069-01

唐山礦業(yè)分公司B區(qū)共七條主運皮帶，承擔(dān)著井下所有原煤的運輸任務(wù)，2014年根據(jù)集團(tuán)公司的要求，我礦對其中的8070和7070皮帶進(jìn)行了集控改造，設(shè)置了性能完善、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的膠帶運輸機(jī)集中控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)膠帶機(jī)群的集中控制及保護(hù)。

1 集中控制方案

在井上控制室的微機(jī)操作臺對井下集控路線的膠帶機(jī)開、停車能逆煤流，順煤流方向連鎖啟動，順煤流方向連鎖停止系統(tǒng)中膠帶機(jī)同時在速度正常后啟動給煤機(jī)（集控臺啟動）在集中控制狀態(tài)下，井下各分站受井上主站的集中控制，（將各分站控制開關(guān)打到集控位置）開停膠帶機(jī)由井上主站發(fā)出，各分站控制機(jī)面板上的開停全部實效，但急停仍起作用，分站按急停鈕時，該分站緊急停車，同時受連鎖的后續(xù)膠帶機(jī)的響應(yīng)喂煤機(jī)也全部停車，各分站的監(jiān)控數(shù)據(jù)和狀態(tài)都通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡居芍髡緦?shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。分站對自身采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，該分站能自動關(guān)停本臺膠帶機(jī)，并使其受連鎖的后部各膠帶機(jī)和給煤機(jī)停車。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由控制系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)四個部分組成。

2.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由防爆箱，控制臺，防爆電源箱，擴(kuò)音通訊機(jī)，語言告警器，各種保護(hù)傳感器等組成。

考慮到兩條皮帶的現(xiàn)場情況和控制距離，控制系統(tǒng)采用西門子的S7-300系列的PLC，控制層網(wǎng)絡(luò)選用技術(shù)成熟的光纖以太網(wǎng)方式進(jìn)行連接，將來的管理層夜選用工業(yè)以太網(wǎng)。通過光纖傳輸信號，在皮帶機(jī)頭和皮帶沿線設(shè)置控制設(shè)備分站?？刂圃O(shè)備分站負(fù)責(zé)現(xiàn)場的信號采集與現(xiàn)場的實時控制。

皮帶控制方式設(shè)定為以下幾種。

（1）遠(yuǎn)程控制方式，本機(jī)只有停車和急停的功能，設(shè)備的起停交給了地面調(diào)度室，遠(yuǎn)程控制時，必須兩個主站控制臺均在遠(yuǎn)程 控制方式下才能運行。

（2）集中控制方式，兩條皮帶連鎖運行，8070皮帶只有停機(jī)和急停功能，設(shè)備的起停由7070機(jī)頭的主站控制臺來控制，集中控制時，必須兩個主站控制臺均在集控方式下才能運行，各設(shè)備之間具有聯(lián)鎖關(guān)系，設(shè)備的啟動要滿足閉鎖啟動條件。集中控制可以做到系統(tǒng)的一鍵啟動。

（3）就地控制方式，每條皮帶可以進(jìn)行單獨的聯(lián)鎖起停控制。

（4）聯(lián)鎖方式，按下皮帶機(jī)起動，停止按鈕皮帶機(jī)及其輔機(jī)按照程序設(shè)定的起動方式，自動起動，不需逐臺按按鈕起動。

2.2 保護(hù)系統(tǒng)

本系統(tǒng)具有超速、打滑、堆煤、超溫、煙霧、縱撕、灑水、張力下降、跑偏、拉線等故障保護(hù)功能，通過它可以完成對閘抱閘電機(jī)的起停控制，并通過對起動開關(guān)的控制完成對4臺主電機(jī)的起，?？刂?。當(dāng)由故障時發(fā)處報警聲，同時在控制臺上也會出現(xiàn)各種保護(hù)信號的漢字指示燈顯示。

2.3 通訊系統(tǒng)

為了便于皮帶的維護(hù)和檢修，在皮帶沿線設(shè)置了有線通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)由擴(kuò)音通訊機(jī)在皮帶機(jī)沿線傳連構(gòu)成，通訊機(jī)PLC防爆箱進(jìn)行供電，維修人員在有通訊機(jī)的位置都可以和主站控制臺進(jìn)行通話，通訊機(jī)采用擴(kuò)音通訊方式，聲音可達(dá)到110 dB，非常適合在高噪音的環(huán)境中使用。并且主站控制臺將系統(tǒng)預(yù)警和故障報警的聲音信號耦合到通訊系統(tǒng)內(nèi)，整個系統(tǒng)可以及時了解設(shè)備的起停情況和原因。

除了配備有線通訊外，我們還配置了泄露通訊系統(tǒng)，在皮帶機(jī)沿線鋪設(shè)泄露電纜和基站設(shè)備，可以實現(xiàn)在皮帶巷沿線任意地點與主站控制臺的通話功能。

2.4 視頻系統(tǒng)

在每臺皮帶機(jī)頭和機(jī)尾各設(shè)置兩臺防爆攝像頭，8070所有的攝像頭和7070機(jī)尾的攝像頭通過光纖傳輸?shù)?070皮帶機(jī)頭的控制主站，7070機(jī)頭的攝像頭直接通過同軸電纜傳輸?shù)?070皮帶機(jī)頭的控制主站，在7070機(jī)頭的主站控制臺設(shè)置兩臺防爆顯示器，在防爆箱內(nèi)設(shè)置兩臺四畫面分割器，通過顯示器可以方便的觀察機(jī)頭和機(jī)尾設(shè)備的運行情況。

在前端選用了星光級低照度的黑白攝像頭，大大提高了低照度環(huán)境下的成像清晰度，其中機(jī)尾攝像頭主要用于采集漲緊絞車和落煤點皮帶的運行情況，機(jī)頭攝像頭用于采集機(jī)頭部位和機(jī)頭煤倉或搭接溜槽的工作情況。由于采用了光纖傳輸圖像，使得現(xiàn)場的圖像實時性更強(qiáng)，并且夜避免了井下復(fù)雜電氣環(huán)境下的各種干擾信號，使得圖像更加清晰。

3 集控的優(yōu)勢

（1）可實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享。決策者通過管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠(yuǎn)程訪問監(jiān)控上位機(jī)，得到現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（2）維護(hù)方便。I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時，控制室發(fā)出聲光報警，可在幾分鐘內(nèi)即可更換完畢。

（3）系統(tǒng)擴(kuò)展方便，增加新設(shè)備或上后期工程，可以方便的加入節(jié)點，并通過網(wǎng)絡(luò)在線修改程序。

（4）系統(tǒng)具有自診斷功能，能及時報告故障時間、位置、類型、等信息，更便于維護(hù)。

4 結(jié)語

該系統(tǒng)在我礦8070、7070兩條皮帶的應(yīng)用實現(xiàn)了該條運輸系統(tǒng)的地面遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，提高了皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)的科技含量，有利于我礦的減員提效，減輕了維修工人的勞動強(qiáng)度，減少事故率，提高了設(shè)備使用壽命，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，讓我礦的原煤運輸系統(tǒng)整體技術(shù)達(dá)到了一個新的層面。

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