井下皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的在煤礦中的應(yīng)用

胡斌

(兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦,山東鄒城 273500)

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的在煤礦中的應(yīng)用

胡斌

(兗州煤業(yè)股份有限公司東灘煤礦,山東鄒城 273500)

皮帶運(yùn)輸機(jī)是一種連續(xù)皮帶運(yùn)輸機(jī)械,被廣泛應(yīng)用在礦井、電廠、港口、鋼鐵企業(yè)以及輕工業(yè)的生產(chǎn)線,即可以運(yùn)送散狀物料,也可以運(yùn)送成件物品。在煤礦的開采過程中,皮帶運(yùn)輸機(jī)的作用至關(guān)重要。煤礦井下的環(huán)境比較惡劣,這就對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)的要求比較高,其性能的好壞直接影響到煤礦行業(yè)的發(fā)展和效益。本論文是針對(duì)目前煤礦在皮帶運(yùn)輸機(jī)控制方面仍采用現(xiàn)場(chǎng)人為控制,隱患故障較多以及檢測(cè)不穩(wěn)定等問題,研發(fā)了一種功能完善的礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。主要是以皮帶控制系統(tǒng)、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為核心,詳細(xì)闡述井下皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)通過礦井工業(yè)以太光纖網(wǎng)向地面控制計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)地面對(duì)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的各種保護(hù),皮帶電機(jī)電流、電壓等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)井下主要運(yùn)輸皮帶機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

皮帶控制 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是集皮帶保護(hù)監(jiān)測(cè)、電機(jī)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、通信于一體的皮帶監(jiān)控系統(tǒng)。目前，煤礦行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化時(shí)代，井下皮帶機(jī)崗點(diǎn)的無人值守和井下皮帶的遠(yuǎn)程控制是原煤運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展方向，井下皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的建立有效的提高了礦井現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的安全系數(shù)，用數(shù)據(jù)對(duì)井下皮帶設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行科學(xué)分析，使井下皮帶的管理和控制更加科學(xué)化、高效化。

東灘煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的電控系統(tǒng)有P L C控制系統(tǒng)和KTC101控制系統(tǒng)兩種，利用智能分站、串口服務(wù)器分別將兩種皮帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，地面監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)對(duì)井下膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀況，在地面控制室實(shí)現(xiàn)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)和控制。皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分為三層：現(xiàn)場(chǎng)控制層、通信層、信息管理層。

現(xiàn)場(chǎng)控制層主要是皮帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)，皮帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)責(zé)就地開停膠帶運(yùn)輸機(jī)，采集膠帶運(yùn)輸機(jī)各種運(yùn)行參數(shù)，顯示在膠帶運(yùn)輸機(jī)操控臺(tái)及液晶屏幕上，并通過PLC通訊接口、KTC101通訊串口向地面控制計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。通信層主要由智能分站、串口服務(wù)器、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組成，智能分站負(fù)責(zé)采集各種開關(guān)量和模擬量信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸至工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。串口服務(wù)器將KTC101控制系統(tǒng)的RS-485信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳輸至工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。信息管理層主要起到集成監(jiān)控管理作用，工作站通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)接收井下各條皮帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)上傳的信息，完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、遠(yuǎn)程集中控制功能。

2 通信數(shù)據(jù)鏈接方式

數(shù)據(jù)傳輸；采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、高效性、時(shí)效性取決于通信質(zhì)量。根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)提供的通信接口、通信距離，主要采用了以下通信連接方式；

KTC101控制系統(tǒng)提供的是RS485通信接口，RS485信號(hào)質(zhì)量取決于數(shù)據(jù)傳輸距離的長(zhǎng)短，通信距離＜500m，采用RS485通信線路，屏蔽通信電纜，通過串口服務(wù)器接入工業(yè)網(wǎng)交換機(jī)。通信距離＞500m，采用光纖通信線路，使用串口服務(wù)器和光纖收發(fā)器接入工業(yè)交換機(jī)。

PLC控制系統(tǒng)采用光纖通信線路，使用智能分站、光纖收發(fā)器接入工業(yè)交換機(jī)。(如圖1)

圖1

3 軟件集成

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)集成軟件系統(tǒng)采用FactorySuite A2。通過對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，將監(jiān)測(cè)信息集成，存儲(chǔ)于統(tǒng)一設(shè)計(jì)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫中。

利用OPC Server軟件與I/O Server進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，通過IAS模版和測(cè)點(diǎn)實(shí)例開發(fā)，以及Intouch實(shí)時(shí)組態(tài)畫面，實(shí)現(xiàn)在地面控制中心進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。

4 主要技術(shù)指標(biāo)

(1)通訊協(xié)議接口：包括RS485、TCP/IP。(2)膠帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式，主要有集控方式、就地控制方式，正常生產(chǎn)采用集控方式、檢修期間采用就地控制方式，符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)要求。(3)皮帶控制系統(tǒng)集成軟件平臺(tái)采用FactorySuite A2。(4)數(shù)據(jù)傳輸以1000M工業(yè)以太光纖網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)。

5 井下皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)

(1)完成井下所有主要膠帶運(yùn)輸機(jī)生產(chǎn)全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程集中控制，對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的開停、各種保護(hù)狀態(tài)、帶速進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(2)地面控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)界面友好、功能齊全、逼真的動(dòng)態(tài)畫面和全中文顯示，實(shí)時(shí)顯示井下膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，安全確認(rèn)機(jī)制，操作嚴(yán)謹(jǐn)且簡(jiǎn)單，易于對(duì)操作人員培訓(xùn)。(3)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)硬盤，可由信息管理系統(tǒng)按需調(diào)用。(4)網(wǎng)絡(luò)診斷，監(jiān)控計(jì)算機(jī)工控軟件監(jiān)測(cè)通訊是否正常，提高故障排查效率。(5)通訊網(wǎng)絡(luò)速度快，距離遠(yuǎn)，可靠性高。

6 結(jié)語

井下皮帶運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建立，大大促進(jìn)了礦井信息自動(dòng)化的建設(shè)步伐，使井下膠帶運(yùn)輸機(jī)崗點(diǎn)達(dá)到無人值守水平，提高了現(xiàn)場(chǎng)人身安全系數(shù)。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，用科學(xué)數(shù)據(jù)顯示其運(yùn)行狀態(tài)，提高了井下現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全系數(shù)。地面監(jiān)控室的建立，大大提升了礦井安全管理，生產(chǎn)管理水平。同時(shí)，該系統(tǒng)的建立，打破了以往的工作模式，不僅提高了工作效率，提升了工作質(zhì)量，增強(qiáng)礦井原煤運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，為礦井的高產(chǎn)高效做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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胡斌(1995-),助理工程師,本科。