帶式輸送機自動化系統(tǒng)在錦丘煤礦的應用

盧　峰（滕州郭莊礦業(yè)有限責任公司錦丘煤礦,山東　滕州　277517）

帶式輸送機自動化系統(tǒng)在錦丘煤礦的應用

盧峰
（滕州郭莊礦業(yè)有限責任公司錦丘煤礦,山東滕州277517）

摘要：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，錦丘煤礦基于千兆工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建了礦井自動化系統(tǒng)，本文詳細介紹了帶式輸送機自動化系統(tǒng)的基本功能及相關(guān)方案設計，對今后煤炭行業(yè)創(chuàng)建數(shù)字化礦井具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化系統(tǒng)；帶式輸送機；方案

0　引言

為建設礦井數(shù)字化系統(tǒng)，錦丘煤礦本著節(jié)約可行、簡易可靠的原則構(gòu)建了基于千兆工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的礦井自動化系統(tǒng)，在現(xiàn)有子系統(tǒng)接入前提下，新建了礦井主排水泵房、井下中央變電所、單水平主運皮帶、主扇風系統(tǒng)在線監(jiān)測等四項自動化子系統(tǒng)，本文將詳細介紹帶式輸送機自動化系統(tǒng)。

錦丘煤礦井下有兩個水平的兩條運輸皮帶，已實現(xiàn)在線保護。皮帶自動化控制需要通過防爆兼本安PLC主站和本安型集控臺將皮帶的控制及保護納入礦井環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)之中。系統(tǒng)預留多條皮帶集控接口。皮帶自動化系統(tǒng)設計靈活，組網(wǎng)方便，工作可靠，操作方便、靈活，保護功能齊全，現(xiàn)實信息豐富，并具有相關(guān)設備之間的聯(lián)鎖保護功能。

1　系統(tǒng)基本功能

（1）控制功能。該系統(tǒng)既可從井上調(diào)度室對井下皮帶運輸進行實時監(jiān)控，也可從井下操作臺、觸摸屏、就地分站箱對皮帶運輸進行實時監(jiān)控。既可對一條皮帶、一條生產(chǎn)線實現(xiàn)一鍵起停（順煤流停、逆煤流開），也可對多條生產(chǎn)線的整個系統(tǒng)實現(xiàn)一鍵起停。在自動狀態(tài)下每條皮帶還可實現(xiàn)有煤即開、無煤即停的全自動控制。

（2）保護功能。該系統(tǒng)具有煤倉高、低煤位保護，機頭下煤位保護，斷帶（斷鏈）保護，打滑低速保護，跑偏保護，橫向撕裂保護，溫度保護，煙霧保護等多種保護功能。故障時產(chǎn)生報警，故障嚴重時自動停車（可根據(jù)現(xiàn)場情況和礦方要求更改）。故障停車可實現(xiàn)逆煤流方向立即停止，順煤流方向每條皮帶乃煤運完時自動停車。

（3）監(jiān)測功能。該系統(tǒng)可在調(diào)度室主控計算機和井下觸摸屏對皮帶進行動態(tài)監(jiān)測。各種實時數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)的查尋。故障時產(chǎn)生聲光報警并彈出報警詳情和時間。還可在工控機動態(tài)界面上指出報警位置。員工在處理問題時更準確、迅速、簡單。

（4）擴展功能。該系統(tǒng)擁有多路擴展通訊模塊（達8路），每個分站其DI/DO點數(shù)可擴展至80點；通訊物理接口形式多樣（RS-232、RS-485、CAN和以太網(wǎng)等）；特有的專利技術(shù)，通訊距離遠（達10km）、抗干擾能力強?？梢苑奖愕慕M成多級遠程通訊網(wǎng)。今后可以很方便添加新設備和皮帶控制。從而避免了以前上一套設備需更換一套控制設備的弊端，節(jié)省了大量人力和財力。

2　系統(tǒng)特點

（1）系統(tǒng)采用開放式、數(shù)字化、多點通訊的現(xiàn)場總線形式，可按照用戶需求實現(xiàn)其所需的所有控制，并配置標準的RS485接口以保證與井下以太網(wǎng)對接進行數(shù)據(jù)、信號傳輸或遠控。

（2）控制系統(tǒng)和各種保護運行性能穩(wěn)定，可靠。具備抗干擾能力，電源與信號、輸出信號與輸入信號之間均采用可靠的隔離方式。

（3）系統(tǒng)可以對運輸路線的設備實現(xiàn)地面監(jiān)視監(jiān)控、井下自動控制和現(xiàn)場就地控制外，還具有現(xiàn)場編程等功能。

（4）系統(tǒng)中的所有設備能夠滿足煤礦井下現(xiàn)場的使用環(huán)境。

（5）采用現(xiàn)場總線形式，利用集中皮帶所設的監(jiān)控主站采集其數(shù)據(jù)并與以太網(wǎng)連接。

3　系統(tǒng)方案設計

該系統(tǒng)的操作方式的轉(zhuǎn)換通過設在集控臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)完成。操作方式分為就地控制、遠程控制、集中控制。

就地控制即在就地控制箱上通過按鈕對相應設備的控制，此控制方式不受任何閉鎖的限制，只在應急及檢修時使用。

集控+手動方式，即對每臺設備的控制通過集中控制臺上的相應按鈕操作來完成。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。電機啟動過程中出現(xiàn)故障自動停止啟動。

集控+自動方式，即通過操作集中控制臺上的相應電機的起停按鈕，來完成該電機所對應的各設備的起?？刂?。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。地面集控+手動方式，即對每臺設備的控制通過地面集中控制室內(nèi)上位機的相應按鍵來操作完成。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+手動方式”類似，按鈕為點擊上位機界面上的按鍵。

地面集控+自動方式，在上位機上又分為半自動和全自動兩種方式，半自動方式下即通過操作地面控制室內(nèi)上位機相應電機的起停按鍵，來完成該電機所對應的各設備的起?？刂?。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+自動方式”類似，按鈕為點擊上位機界面上的按鍵。全自動方式下，設備是按照工藝流程來起停。

在設備啟動前首先要選擇設備控制方式，就地/遠程控制/集中控制。

4　系統(tǒng)硬件組成

皮帶機控制系統(tǒng)是基于可編程控制器的皮帶運輸機的自動化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，是一種適用于在煤塵、瓦斯等危險環(huán)境中使用的皮帶機順序控制及保護的智能控制系統(tǒng)，其通用性、適應性強，能完成各種傳感器工作狀態(tài)的監(jiān)測、皮帶機起停控制、通訊、現(xiàn)場管理、集中監(jiān)控。以世界名牌德國西門子PLC為核心的皮帶機綜保裝置組成井下皮帶機控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，即可以組成不同的控制規(guī)模實現(xiàn)多條皮帶機集控，又可以單獨使用控制一臺皮帶機實現(xiàn)單臺控制。該系統(tǒng)是以光纖為介質(zhì)組成的以太網(wǎng)網(wǎng)絡，可以迅速把相應的數(shù)據(jù)集中送往地面調(diào)度室的上位機上，實現(xiàn)井下皮帶機的井上監(jiān)控管理，減少了解現(xiàn)場的時間，提高了生產(chǎn)效率。

整個系統(tǒng)由現(xiàn)場控制設備(檢測傳感器、皮帶機綜保裝置、防爆本安型就地分站控制箱、本安型操作臺、嵌入式觸摸計算機（Windons CE操作系統(tǒng)）、網(wǎng)絡交換機、西門子PLC和井上監(jiān)控中心的上位機監(jiān)控軟件等組成。現(xiàn)場另安裝4臺防爆攝像儀（KBA120），形成監(jiān)視系統(tǒng)。

5　結(jié)語

總之，由于受到我國煤礦礦井生產(chǎn)作業(yè)情況以及數(shù)字化礦山建設本身復雜性等的影響，目前我國的煤礦數(shù)字化礦山仍然處于初期和數(shù)字化建設不完備的階段，通過帶式輸送機自動化系統(tǒng)在錦丘煤礦的應用情況來看，煤礦數(shù)字化建設水平還應更進一步提高，實現(xiàn)數(shù)字化礦井，確保安全、高效生產(chǎn)。

作者簡介：盧峰（1977-），男，山東滕州人，助理工程師，從事煤礦計算機信息技術(shù)管理工作。