自動(dòng)化控制系統(tǒng)在膠帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

辛 磊

（同煤集團(tuán)云崗礦電氣隊(duì)，山西 大同 037017）

煤礦井下帶式輸送機(jī)的自動(dòng)化控制對井下膠帶運(yùn)輸數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對保護(hù)裝置狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對輸送機(jī)的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，能減少井下帶式輸送機(jī)崗位的工作人員數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地提高帶式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)男屎桶踩浴?/p>

1 工程概況

同煤集團(tuán)云崗煤礦井下主運(yùn)輸系統(tǒng)主要由18條帶式輸送機(jī)組成。主運(yùn)輸系統(tǒng)的南區(qū)和北區(qū)的最遠(yuǎn)距離達(dá)9500m，運(yùn)輸距離長，環(huán)節(jié)多，管理崗位也比較多。當(dāng)前對于主運(yùn)輸系統(tǒng)的管理非常困難，無法有效地提高運(yùn)輸系統(tǒng)的效率，也無法保障運(yùn)輸?shù)陌踩?。礦技術(shù)部門考慮引進(jìn)膠帶自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)，對主運(yùn)輸系統(tǒng)的管理進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 井下膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的方案分析

云崗礦井下主運(yùn)輸系統(tǒng)分南部盤區(qū)和北部盤區(qū)兩部分。南部盤區(qū)工作面出煤經(jīng)順槽帶式輸送機(jī)、上山帶式輸送機(jī)及中央帶式輸送機(jī)運(yùn)至井底北煤倉，并經(jīng)裝載帶式輸送機(jī)至箕斗提升；北部盤區(qū)工作面出煤經(jīng)順槽帶式輸送機(jī)及北部大巷帶式輸送機(jī)運(yùn)至井底南煤倉，同南部盤區(qū)一致，也是經(jīng)裝載帶式輸送機(jī)至箕斗進(jìn)行提升。礦井排矸運(yùn)輸由掘進(jìn)頭開始，途經(jīng)刮板輸送機(jī)，再次到過大巷帶式輸送機(jī)，轉(zhuǎn)載至中央石門矸石帶式輸送機(jī)，經(jīng)過車場矸石帶式輸送機(jī)斜巷卸入井底矸石倉進(jìn)行存放。對于北部盤區(qū)巷道來言，其掘進(jìn)中產(chǎn)生的矸石是經(jīng)矸石帶式輸送機(jī)斜巷運(yùn)至井底矸石倉進(jìn)行存放。

井下帶式輸送機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)對主運(yùn)輸帶式輸送機(jī)、矸石運(yùn)輸帶式輸送機(jī)、煤倉底的箕斗裝載及掘進(jìn)工作面進(jìn)行全面的監(jiān)控。在地面機(jī)房設(shè)立主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，包括對運(yùn)輸系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止操作，同時(shí)從電腦主機(jī)上通過軟件進(jìn)行圖像監(jiān)視。在各煤倉下都設(shè)有KF2006給煤機(jī)控制箱，根據(jù)煤倉煤位自動(dòng)實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)的遙控及就地控制，并與帶式輸送機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。

3 膠帶自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)組成分析

3.1 云崗礦主運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

膠帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作站，監(jiān)控子系統(tǒng)與其他功能系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，對信息進(jìn)行共享，從而實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的全面自動(dòng)化。在各帶式輸送機(jī)頭的PLC監(jiān)控分站，完成各自帶式輸送機(jī)的保護(hù)及控制，并通過傳輸接口與該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，從而接受地面監(jiān)控主機(jī)的控制命令，并將信號分別傳給地面監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)井下煤流集控。連接方式如圖1所示。

圖1 云崗礦井下膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

云崗礦18條帶式輸送機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大體一致，可見圖2運(yùn)輸系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D所示。

圖2 云崗礦主運(yùn)輸膠帶系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D

（1）控制中心。自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制中心設(shè)置在地面調(diào)度中心的機(jī)房內(nèi)，通過網(wǎng)絡(luò)攝像儀對全體監(jiān)視點(diǎn)進(jìn)行視頻監(jiān)視控制。

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在各帶式輸送機(jī)頭上有PLC監(jiān)控分站，膠帶和設(shè)備的信息的采集與控制就是通過它來完成，加之運(yùn)輸現(xiàn)場的KJD5控制器、核心交換機(jī)，從而可以接入到工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對帶式輸送機(jī)的遠(yuǎn)程控制。

（3）控制器。主要是主斜井口監(jiān)控站，負(fù)責(zé)各分站監(jiān)控信息與地面調(diào)度中心的信息進(jìn)行相互傳遞，同時(shí)通過電腦主機(jī)的軟件進(jìn)行內(nèi)容顯示，完成運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行情況的掌握與匯報(bào)。

3.2 功能分析

（1）監(jiān)測功能。能夠?qū)δz帶速度、電機(jī)工作電壓等進(jìn)行監(jiān)測；對膠帶運(yùn)輸?shù)墓收线M(jìn)行檢測，可以具體了解到故障發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和性質(zhì)；可以對運(yùn)輸系統(tǒng)的煤倉煤位、運(yùn)煤量等內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測。

（2）控制功能。該裝置除能實(shí)現(xiàn)單條帶式輸送機(jī)的正常起停控制外，還能按帶式輸送機(jī)所需的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止特性實(shí)現(xiàn)張緊控制、軟啟動(dòng)、功率平衡、可控制動(dòng)和下運(yùn)制動(dòng)等控制功能。

（3）預(yù)警功能。該系統(tǒng)同時(shí)具備完善的保護(hù)和通信信號聯(lián)絡(luò)功能，并具有故障性質(zhì)和地址識別功能，通過安裝的話機(jī)完成系統(tǒng)的預(yù)警和廣播。

4 實(shí)踐應(yīng)用效果分析

對同煤集團(tuán)云崗礦井下主運(yùn)輸系統(tǒng)18條帶式輸送機(jī)完成了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造，并投入到了實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中。相對以前具有以下的優(yōu)勢：（1）自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有先進(jìn)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管控模式，能有效地完成對全體帶式輸送機(jī)的遠(yuǎn)程控制和運(yùn)行操作；（2）在地面調(diào)度中心機(jī)房就能通過視頻、音頻、數(shù)據(jù)完成綜合聯(lián)動(dòng)控制；（3）數(shù)據(jù)的采集和分析效率更好，能及時(shí)地對膠帶運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，從而提高膠帶的運(yùn)行效率；（4）構(gòu)建了主運(yùn)輸系統(tǒng)故障診斷模式，能有效地提高帶式輸送機(jī)運(yùn)輸設(shè)備的使用壽命。

5 結(jié)論

對井下膠帶運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化控制進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用研究，自動(dòng)化控制系統(tǒng)能有效地掌握井下的運(yùn)輸情況，提高了云崗礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸效率和運(yùn)輸安全，能為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。