礦井采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)中皮帶自動化技術(shù)改造

劉佳佳

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司奧倫膠帶分公司，陽泉 045000）

礦井采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)中皮帶自動化技術(shù)改造

劉佳佳

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司奧倫膠帶分公司，陽泉 045000）

本文以煤礦企業(yè)自動技術(shù)應(yīng)用為例，改造礦井采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)，并淺談應(yīng)用皮帶機(jī)自動化控制系統(tǒng)的可行性，以期提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

礦井采區(qū) 運(yùn)輸系統(tǒng) 皮帶自動化 技術(shù)改造

煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)用了帶式輸送裝置，但這種裝置存在傳輸速度慢、效率低、老化速度快等問題，嚴(yán)重影響著煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。在自動化技術(shù)的快速普及下，皮帶機(jī)自動化系統(tǒng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。它集自動控制技術(shù)、電子電力技術(shù)和電力器件制作技術(shù)于一身，組合成一套功能完善的自動控制系統(tǒng)，具有傳輸效率高、使用壽命長、維護(hù)成本低等優(yōu)勢，受到了廣大煤礦企業(yè)的普遍認(rèn)可和使用。

1 采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀

某礦是有百年歷史的大型礦井，采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)都是獨(dú)立控制的，系統(tǒng)比較分散，控制方式很不靈活，不能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，所以實(shí)施區(qū)皮帶自動化控制十分必要。在2008年，改造了運(yùn)輸系統(tǒng)，應(yīng)用了KHA（36）型輸送帶集控系統(tǒng)。系統(tǒng)共包括兩個部分：工業(yè)電視監(jiān)控和自動化控制。工業(yè)電視監(jiān)控部分，井下皮帶機(jī)頭安裝了八部光纖攝影儀。在光纜傳輸信號下，將視頻信號傳輸至地面集控中心，并使用幾臺工業(yè)電視全程監(jiān)控信號的傳輸。

2 采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)皮帶自動化的改造目標(biāo)

2.1 手動控制

操作工作者通過工控機(jī)將控制指令進(jìn)行發(fā)送。在皮帶不報警的狀況下，啟動、停止皮帶，便于檢修設(shè)備故障。

2.2 自動控制

操作工作者在使用工控機(jī)的情況下，發(fā)送控制指令，順利控制各個皮帶機(jī)。在皮帶機(jī)沒有報警的前提下，實(shí)現(xiàn)順利啟動和停止皮帶。

3 改造對策

井下二級分站與井上控制中心構(gòu)成了KHA（36）型輸送帶集控系統(tǒng)?？刂浦行挠纱笃溜@示器、IBM414服務(wù)器工控機(jī)等設(shè)備組合而成，以實(shí)時監(jiān)測和控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)。井下二級分站負(fù)責(zé)分析處理由服務(wù)器下達(dá)的一系列控制命令。在發(fā)出指令后，控制各部皮帶機(jī)，并將本條輸送線設(shè)備運(yùn)作狀況上報給主機(jī)。使用1000M工業(yè)以太網(wǎng)，經(jīng)OPC網(wǎng)絡(luò)控制和井上集控中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)并展開實(shí)時通訊。在控制命令、設(shè)備運(yùn)行狀況中，需要在工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)皮帶控制分站與井上控制中心交換信息。在工業(yè)電視監(jiān)視控制部分，全方位監(jiān)控輸送機(jī)，確保在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，并及時處理故障。井下運(yùn)輸皮帶控制及監(jiān)控系統(tǒng)配置，如圖1所示。

4 皮帶自動化控制系統(tǒng)的功能

4.1 具有保護(hù)與顯示功能

（1）保護(hù)功能。具有煙霧、檢測斷帶、縱裂、超溫等保護(hù)功能。

（2）顯示功能。工控機(jī)顯示各個皮帶運(yùn)行狀況，在出現(xiàn)故障后顯示信號，提示工作人員第一時間維修故障。

圖1 井下運(yùn)輸皮帶控制及監(jiān)控系統(tǒng)配置圖

4.2 具有聯(lián)網(wǎng)功能

地面上位機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)接口與主要計(jì)算機(jī)實(shí)施客戶端連接，共享資源數(shù)據(jù)。

4.3 具有擴(kuò)展功能

此系統(tǒng)擴(kuò)展功能非常強(qiáng)大，對各分站都增加了保護(hù)裝置，便于實(shí)現(xiàn)更大范圍的監(jiān)控。

4.4 管理和打印報表功能

在生產(chǎn)管理過程中，包括記錄時間、日志運(yùn)行、打印各種報表。

4.5 實(shí)時監(jiān)測功能

在井下機(jī)頭上安裝了七臺防爆攝像儀，而地面集控制室中有監(jiān)視器，便于實(shí)時查看井下現(xiàn)場施工狀況。

4.6 其他功能

（1）實(shí)現(xiàn)了放大語音、語音報警等功能。

（2）實(shí)現(xiàn)了通訊功能。

（3）多臺設(shè)備實(shí)現(xiàn)了順逆煤流啟動、無煤自動停機(jī)等功能。

（4）實(shí)現(xiàn)了井下與地面的雙向通話功能。

（5）在設(shè)備連鎖下，每臺設(shè)備都能作為主控，可連鎖啟動或者停車。

（6）任何一臺主機(jī)都可以顯示出每臺設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行狀況，任何一臺主機(jī)都能夠隨時取消故障。

5 皮帶集控系統(tǒng)的組成

5.1 井下設(shè)施

二級分站兩臺，負(fù)責(zé)處理主機(jī)下達(dá)的一系列控制命令。此分站在中央泵房處安設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化本條生產(chǎn)線的命令后，下發(fā)指令到各個皮帶機(jī)控制機(jī)中，并將本條輸送帶設(shè)備運(yùn)行狀況及時上報。實(shí)際情況上，二級分站負(fù)責(zé)發(fā)起和管理井下各個皮帶間的通訊。每一次各個皮帶間的主機(jī)通訊都由二級分站負(fù)責(zé)發(fā)起，二級分站輪流對每部皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況和故障信息負(fù)責(zé)查詢，將不符合標(biāo)準(zhǔn)的信息及時上報。KHA36型皮帶機(jī)控制主機(jī)作為控制皮帶機(jī)啟動和停止的終端，全部傳感器都需要連接到KHA36型主機(jī)上，此主機(jī)調(diào)理及判斷各種信號。在收到二級分站通訊指令后，通過判定各個終端，明確是針對于本機(jī)命令時，及時匯報本機(jī)運(yùn)行狀況。在井下皮帶機(jī)頭處有光纖攝像儀，光纜傳輸將視頻信號傳輸?shù)降孛婕刂行?，?shí)現(xiàn)全方位、多角度的監(jiān)控輸送機(jī)。

5.2 地面部分

監(jiān)控和管理井下各輸送機(jī)運(yùn)作狀況，并將啟動、停止控制命令下發(fā)給一級分站。計(jì)算機(jī)實(shí)時動畫顯示井下各個皮帶機(jī)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，及時顯示故障信息，并且還能實(shí)現(xiàn)每一條輸送線的順煤/逆煤啟動。為了便于檢測故障，還能通過計(jì)算機(jī)隨意單獨(dú)啟動或者停止一臺皮帶機(jī)。因此，井下皮帶有故障發(fā)生時，地面計(jì)算機(jī)可及時處理故障。集控計(jì)算機(jī)與井下二級分站在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)處，有效交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的正常穩(wěn)定傳送。

6 經(jīng)濟(jì)效益

皮帶集控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了順流開機(jī)、逆流開機(jī)、無煤自動停機(jī)等功能，降低了空皮帶運(yùn)行率，不但降低了能源消耗，而且還提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。例如，1410運(yùn)輸線減少崗位工人6人、2610運(yùn)輸線減少崗位工人9人。按照年人均工資4萬元計(jì)算，每年工資節(jié)約60萬元，合計(jì)共節(jié)約70萬元。同時，此系統(tǒng)能夠自動檢測故障，且有故障發(fā)生時還能自動報警，且能及時處理故障，有效確保了皮帶的正常運(yùn)行。

7 結(jié)語

總而言之，在煤礦皮帶機(jī)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)煤礦具體狀況，設(shè)計(jì)和分析控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作性能，并不斷完善和改進(jìn)系統(tǒng)性能，確保其能符合具體使用要求，進(jìn)而保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

[1]趙德超，米迎春，楊群才.原煤運(yùn)輸線集中控制的改進(jìn)與應(yīng)用[J].中州煤炭，2010，（2）.

[2]楊端輪.PLC在帶式輸送機(jī)集中控制改造中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，（2）.

[3]郜磊.基于PLC技術(shù)對皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)管理與科技，2010，（2）.

The Transformation Belt Automation Technology Mine Transportation System

LIU Jiajia
(Yangquan coal industry (Group) limited liability company’s tape branch, Yangquan 045000)

In this paper, the coal mine enterprise automatic technology application as an example, transformation of mine transportation system, the feasibility and application of the belt machine automation control system, in order to improve the coal enterprise’s economic benefit and social benefit.

mine, belt transport system, automation, technical transformation