膠帶遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用

袁峰++趙金升++韓偉++李升

摘 要：目前大多數(shù)煤礦的膠帶運(yùn)輸控制方式為單條皮帶就地控制，需要大量的人力，本項(xiàng)目是建立一套膠帶遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，配備語(yǔ)音系統(tǒng)及視頻系統(tǒng)，達(dá)到精簡(jiǎn)人員，提高效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)的目的。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)；語(yǔ)音系統(tǒng)；視頻系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.050

1 引言

膠帶運(yùn)輸集控系統(tǒng)涉及地面集控平臺(tái)井下皮帶以及給煤機(jī)集控，集控大屏幕建設(shè)，系統(tǒng)細(xì)分為三個(gè)部分：1）控制系統(tǒng)，2）語(yǔ)音系統(tǒng)，3）視頻系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)井下沿線(xiàn)設(shè)置控制主站和分站、操作臺(tái)，利用安裝的相關(guān)傳感器完成就地集控控制以及遠(yuǎn)程控制。同時(shí)在皮帶沿線(xiàn)輔以擴(kuò)音電話(huà)、關(guān)鍵點(diǎn)安裝攝像儀確保系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

近幾年煤炭企業(yè)頻繁發(fā)生重特大 安全生產(chǎn)事故，因此政府和企業(yè)共同將煤礦安全生產(chǎn)的信息化工作提上空前的高度，建立膠帶運(yùn)輸遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)，是非常必要的。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

控制系統(tǒng)：每條皮帶機(jī)頭放置一臺(tái)KJ82-F監(jiān)控分站采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，采集的模擬量有電機(jī)電壓、電機(jī)電流、溫度。開(kāi)關(guān)量包括跑偏、煙霧、堆煤、拉繩急停等信號(hào)。頻率脈沖信號(hào)：帶速。并將每條皮帶采集到的信號(hào)傳輸?shù)讲僮髋_(tái)，操作臺(tái)安裝圖形化觸摸屏集中顯示每條皮帶的運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)利用操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)每條皮帶的集中控制功能，通過(guò)操作臺(tái)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程就地控制轉(zhuǎn)換，操作臺(tái)的觸摸屏結(jié)合礦用隔爆兼本安型音箱實(shí)現(xiàn)各條皮帶的語(yǔ)音報(bào)警。

語(yǔ)音系統(tǒng)：皮帶機(jī)頭設(shè)置礦用隔爆兼本安型綜合接入網(wǎng)關(guān)以及高級(jí)話(huà)機(jī)各一臺(tái)用于控制沿線(xiàn)電話(huà)與地面控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，該設(shè)備通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入到監(jiān)控主站內(nèi)以太網(wǎng)接口。同時(shí)通過(guò)操作臺(tái)的音頻輸出接入到話(huà)機(jī)與網(wǎng)關(guān)之間的音頻線(xiàn)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶運(yùn)輸沿線(xiàn)之間的語(yǔ)音運(yùn)行報(bào)警，增加皮帶遠(yuǎn)程控制的安全性。

視頻系統(tǒng)：在皮帶的機(jī)頭機(jī)尾及各個(gè)卸載點(diǎn)安裝攝像儀，對(duì)皮帶運(yùn)輸過(guò)程中各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行可視監(jiān)控，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 地面控制中心

由兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（集控）、一臺(tái)應(yīng)急救援廣播與擴(kuò)音通信系統(tǒng)主機(jī)、視頻監(jiān)控顯示系統(tǒng)等組成，配備UPS不間斷電源一臺(tái)。在地面調(diào)度中心定制集控操作臺(tái)，分布井下皮帶集控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、擴(kuò)播系統(tǒng)等。井下集控信號(hào)、視頻信號(hào)、擴(kuò)播系統(tǒng)等通過(guò)光纜傳輸至地面皮帶集控中心。在地面設(shè)置完整的電視墻，將相關(guān)信號(hào)投放到電視墻上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2 井下集控系統(tǒng)

通過(guò)在井下皮帶沿線(xiàn)設(shè)置控制主站和控制分站、操作臺(tái)、并利用礦上先前已經(jīng)安裝完好的傳感器，同時(shí)結(jié)合我方配置的電壓、電流、速度堆煤等傳感器完成就地集中控制和遠(yuǎn)程控制。同時(shí)在皮帶沿線(xiàn)輔以擴(kuò)音電話(huà)、關(guān)鍵點(diǎn)安裝攝像儀確保系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

4 系統(tǒng)功能

通過(guò)建設(shè)膠帶運(yùn)輸遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

4.1 控制系統(tǒng)

（1）起車(chē)預(yù)警。起車(chē)前有語(yǔ)音或信號(hào)預(yù)警，預(yù)警信號(hào)可由操作臺(tái)解除，預(yù)告時(shí)間可調(diào)。

（2）順序起停。系統(tǒng)可按擬定的正常生產(chǎn)程序，逆煤流起車(chē)，順煤流停車(chē)。

正常起車(chē)時(shí)實(shí)現(xiàn)逆煤流方向設(shè)備逐臺(tái)閉鎖，延時(shí)順序起車(chē)。各臺(tái)設(shè)備的起車(chē)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定。（甲方可自行調(diào)整起車(chē)時(shí)間，但需要設(shè)備權(quán)限）。

起車(chē)過(guò)程中有禁起功能，現(xiàn)場(chǎng)按下禁起按鈕可自動(dòng)停止起車(chē)。已起車(chē)設(shè)備照常運(yùn)行，禁起后有燈光顯示。

運(yùn)行過(guò)程中有緊急停車(chē)功能，按緊急停車(chē)按鈕時(shí)所有設(shè)備瞬間停車(chē)。

運(yùn)行過(guò)程中有事故停車(chē)功能，某臺(tái)設(shè)備故障停車(chē)，則從故障點(diǎn)開(kāi)始逆煤流依次停到首臺(tái)設(shè)備。

（3）單機(jī)起停。系統(tǒng)可單獨(dú)控制某臺(tái)設(shè)備的起停。

（4）故障保護(hù)和報(bào)警。當(dāng)出現(xiàn)膠帶機(jī)打滑、煙霧、跑偏、撕裂、超溫等各種故障時(shí)，系統(tǒng)可立即進(jìn)行報(bào)警和語(yǔ)音提示。

（5）保護(hù)功能。按照招標(biāo)要求在膠帶輸送機(jī)、煤倉(cāng)等設(shè)施上安裝相應(yīng)傳感器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù)功能。能夠在地面監(jiān)控主機(jī)上反映出具體的跑偏位置，以便地面人員指揮檢修人員前去維護(hù)。

系統(tǒng)采集設(shè)備各類(lèi)故障信號(hào)，運(yùn)行中一旦發(fā)生故障，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地采集到故障信號(hào)，使故障設(shè)備及順煤流方向的其他設(shè)備停止運(yùn)行，并進(jìn)行報(bào)警，并能自動(dòng)顯示、記錄故障時(shí)間等。

（6）聯(lián)網(wǎng)功能。系統(tǒng)預(yù)留以太網(wǎng)等通信接口，可與全礦井監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)縫連接。

（7）電力監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)軟件具有通過(guò)對(duì)井下原煤運(yùn)輸線(xiàn)主要設(shè)備的電壓電流和時(shí)間監(jiān)測(cè)，計(jì)算出設(shè)備的電度計(jì)量功能。

4.2 本地監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和數(shù)據(jù)，如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、膠帶速度、煤位高度或狀態(tài)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等等。

4.3 信號(hào)聯(lián)絡(luò)和通訊

系統(tǒng)具有信號(hào)聯(lián)絡(luò)（打點(diǎn)）和語(yǔ)音通訊功能，語(yǔ)音具有歷史記錄。通過(guò)配置信號(hào)通訊裝置，實(shí)現(xiàn)膠帶輸送機(jī)沿線(xiàn)語(yǔ)音預(yù)警、打點(diǎn)信號(hào)聯(lián)絡(luò)和語(yǔ)音擴(kuò)播對(duì)講通訊等功能。

4.4 視頻監(jiān)視

井下部分由礦用攝像儀和礦用隔爆型視頻服務(wù)器等組成。通過(guò)在運(yùn)輸線(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)位安裝視頻攝像儀，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各關(guān)鍵點(diǎn)位的視頻工況的實(shí)時(shí)監(jiān)視，便于上位機(jī)操作人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)工況。

5 結(jié)束語(yǔ)

煤礦井下膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制建設(shè)注重的是不斷貼近井下實(shí)際應(yīng)用，利用不斷發(fā)展的先進(jìn)通信技術(shù)服務(wù)于煤礦安全管理。系統(tǒng)的投入使用，不僅最大程度減少井下人員數(shù)量，提高了礦井的運(yùn)輸效率，減少了安全隱患，而且極大的方便了操作員的操作與管理，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，使其真正有效的服務(wù)于安全生產(chǎn)。此外，該系統(tǒng)安裝拆除方便，重復(fù)使用率高，具有較高的研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳斯.淺析通信系統(tǒng)在礦井上的應(yīng)用[J].信息通信，2015（02）：188.

作者簡(jiǎn)介：袁峰（1983-），主要從事礦山安全監(jiān)控監(jiān)測(cè)、綜合信息化等工程的項(xiàng)目建設(shè)。