煤礦膠帶輸送機(jī)中的PLC集中控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

周 游

（北方重工集團(tuán)有限公司電控液壓設(shè)備分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

我國(guó)是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，每年都有大量的煤炭被從地下開采出來(lái)，在整個(gè)礦井中需要使用強(qiáng)力煤炭輸送機(jī)來(lái)對(duì)開采出來(lái)的煤炭進(jìn)行輸送，但是隨著礦層的不斷開采，需要使各個(gè)開采區(qū)的煤炭輸送機(jī)不斷進(jìn)行延長(zhǎng)，從而造成各個(gè)煤炭輸送機(jī)的管理較為分散，需要使用一種集中控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)各個(gè)不同的煤炭輸送機(jī)進(jìn)行控制，從而達(dá)到煤炭輸送機(jī)的安全可靠運(yùn)行以及降低操作人員提高工作效率的目的。

1 煤炭輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在我國(guó)的很多大型煤礦中，由于開采時(shí)間長(zhǎng)，造成礦采區(qū)不斷的進(jìn)行延伸，而作為井下的主要輸煤工具——強(qiáng)力膠帶輸送機(jī)和各個(gè)延伸井的膠帶輸送機(jī)則不斷的進(jìn)行延長(zhǎng)，其中開采下的煤炭的90%轉(zhuǎn)載是通過使用膠帶輸送機(jī)直接轉(zhuǎn)載到礦井中的主膠帶輸送機(jī)上的，從而造成井下的輸送系統(tǒng)線路長(zhǎng)、崗位較多而且聯(lián)絡(luò)環(huán)節(jié)多的弊端，對(duì)輸送機(jī)的管理造成一定的困難，煤炭輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)則是針對(duì)以上這些弊端而專門進(jìn)行設(shè)計(jì)的，通過使用PLC作為主控單元并結(jié)合工業(yè)電視機(jī)從而達(dá)到對(duì)井下的主煤炭輸送帶和振動(dòng)給煤機(jī)及煤倉(cāng)煤位計(jì)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到對(duì)于井下煤炭輸送機(jī)的集中控制，節(jié)省了人力資源和提高了效率。

2 煤炭輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的組成

整個(gè)煤炭輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)是由地面監(jiān)測(cè)控制中心、輸送機(jī)沿線監(jiān)測(cè)傳感器、煤礦井下控制分站以及一些輸送機(jī)的安全保護(hù)裝置等組成，由于井下監(jiān)控設(shè)備的接入點(diǎn)較多，從監(jiān)控量、成本以及運(yùn)算速度等方面進(jìn)行考慮選用西門子S7-300系列的PLC作為主要控制單元，通過在井下各條膠帶說輸送機(jī)和煤倉(cāng)安裝PLC控制系統(tǒng)，從而將各個(gè)輸送機(jī)和煤倉(cāng)構(gòu)成了一個(gè)小的局部閉環(huán)回路，而對(duì)于煤倉(cāng)中煤炭位置的高低可以通過使用傳感器來(lái)進(jìn)行控制，當(dāng)煤倉(cāng)中的煤炭的位置高于或者是低于設(shè)定的傳感器的高度時(shí)則需要使煤炭輸送機(jī)立即停止，而本著逆煤流開、順煤流停的設(shè)計(jì)理念，可以在膠帶和膠帶機(jī)之間設(shè)定有聯(lián)鎖和單機(jī)啟動(dòng)模式，安裝在輸送機(jī)的安全保護(hù)裝置主要有：膠帶機(jī)的堆煤檢測(cè)裝置、溫度傳感器、煙霧傳感器、膠帶機(jī)的速度傳感器以及跑偏檢測(cè)裝置和自動(dòng)灑水裝置，同時(shí)，對(duì)于膠帶機(jī)的各個(gè)電機(jī)的速度、電壓、電流以及溫度的都有所檢測(cè)，確保膠帶機(jī)能夠正常工作，同時(shí)在各個(gè)膠帶輸送機(jī)的落煤點(diǎn)通過加裝視頻監(jiān)測(cè)視頻頭，其中該視頻頭采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖模擬量傳輸方式，從而能夠確保監(jiān)測(cè)探頭所拍攝視頻的實(shí)時(shí)性，從而方便地面控制人員查看。

地面控制中心其主要用途是通過控制系統(tǒng)對(duì)膠帶機(jī)進(jìn)行集中控制和對(duì)各個(gè)由傳感器發(fā)送來(lái)的膠帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)膠帶機(jī)之間的落煤點(diǎn)之間進(jìn)行監(jiān)控，其中整個(gè)控制系統(tǒng)采用的是雙機(jī)熱備用的模式，能夠保證總有一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制。

傳輸線路采用的是以Profibus為主要技術(shù)的傳輸線路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

而對(duì)于井下分站則是采用的是以PLC為主的控制裝置，通過接入Profibus網(wǎng)絡(luò)從而實(shí)現(xiàn)井上井下的數(shù)據(jù)共享。

3 煤炭輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的控制模式

集中控制系統(tǒng)的工作原理如下：整個(gè)系統(tǒng)采用PLC作為控制中心，通過使用串行通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于煤炭輸送機(jī)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，通過使用傳感器對(duì)傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在使用傳感器對(duì)膠帶機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控時(shí)，需要使用24V的電壓作為主要的供電電源。根據(jù)PLC的具體的控制方式將整個(gè)控制方式分為：地面自動(dòng)集中控制、地面遠(yuǎn)控集中控制以及人工控制等方式。其中地面控制方式是通過在每條膠帶輸送機(jī)的兩端安裝有工業(yè)視頻裝置，同時(shí)在膠帶機(jī)上加裝有基于PLC開發(fā)的集控裝置，當(dāng)這個(gè)裝置的遠(yuǎn)程控制功能啟動(dòng)后可以確保操作人員能夠在控制中心通過使用控制端從而完成對(duì)于膠帶輸送機(jī)的地面遠(yuǎn)程啟動(dòng)操作。這種啟動(dòng)操作可以完成對(duì)于其中單一一條膠帶機(jī)的控制也可以同時(shí)完成對(duì)于多條膠帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)操作，同時(shí)在地面進(jìn)行遠(yuǎn)程單機(jī)操作的基礎(chǔ)上能夠使膠帶輸送機(jī)與膠帶輸送機(jī)之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)合閉鎖，從而使膠帶輸送機(jī)能夠按照逆煤流、順煤流停的原則開停。而人工控制則是通過井下操作人員進(jìn)行井下根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行膠帶輸送機(jī)的啟停操作，同時(shí)還可以方便膠帶輸送機(jī)的維護(hù)人員在每條膠帶輸送機(jī)的機(jī)頭以及其他設(shè)備的機(jī)頭控制膠帶輸送機(jī)的啟動(dòng)。同時(shí)需要完成人工控制和地面控制之間的互鎖，在進(jìn)行人工井下控制時(shí)不能完成由于地面集中控制的的操作。

4 系統(tǒng)輔助安全功能

4.1 系統(tǒng)自我檢測(cè)及診斷功能

在整個(gè)集中控制系統(tǒng)的主體部分之外需要添加一部分的自診斷和報(bào)警程序，從而可以方便操作人員和維修人員對(duì)于設(shè)備故障的診斷，其中將這些診斷及報(bào)警寫入到PLC的程序中，通過對(duì)傳感器采集來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，從而對(duì)運(yùn)行中的膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，從而在膠帶輸送機(jī)發(fā)生異常狀況時(shí)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警并切斷輸送機(jī)的電源。同時(shí)，設(shè)備維護(hù)人員可以根據(jù)報(bào)警信息及時(shí)的對(duì)發(fā)生故障的部分進(jìn)行快速診斷。

4.2 系統(tǒng)的其他輔助功能

通過在屏幕上的頁(yè)面中對(duì)各個(gè)皮帶輸送機(jī)的系統(tǒng)工況等一些參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，從而使地面控制中心的監(jiān)控人員對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況有直觀的了解，同時(shí)對(duì)這些運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便以后查詢，還可以添加一些語(yǔ)音通話、故障屏蔽以及打印功能等方便系統(tǒng)運(yùn)用。

結(jié)語(yǔ)

在膠帶傳輸機(jī)上進(jìn)行集中控制可以有效的減少井下作業(yè)人員的數(shù)量，提高膠帶機(jī)的控制效率和作業(yè)效率，通過對(duì)整個(gè)集中控制系統(tǒng)的使用功能使用后發(fā)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)以及控制性能較為良好，同時(shí)在惡劣的環(huán)境條件下仍能正常保證工作，從而實(shí)現(xiàn)了輸送機(jī)的可靠高效運(yùn)行。

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[3]倪志蓮.帶式輸送機(jī)調(diào)速裝置電氣控制系統(tǒng)研究[J].煤礦機(jī)械，2014（01）.