煤礦井下緩沖倉(cāng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

張自強(qiáng) 丁俊美

摘 要：針對(duì)山西昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉(cāng)設(shè)計(jì)的一套自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)下位機(jī)實(shí)時(shí)采集緩沖倉(cāng)煤位，結(jié)合緩沖倉(cāng)煤位及通過(guò)上位機(jī)參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)供煤皮帶、給煤機(jī)自動(dòng)控制，提高設(shè)備安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：緩沖倉(cāng);物位儀;PLC;給煤機(jī)

1 引 言

針對(duì)山西嵐縣昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉(cāng)的供煤皮帶、給煤機(jī)均為人工操作控制，且煤倉(cāng)煤位需要人工現(xiàn)場(chǎng)查看，給煤機(jī)司機(jī)在煤倉(cāng)下口，不能及時(shí)獲得煤倉(cāng)上口的情況，只能由上口人員通過(guò)電話聯(lián)系通知，但也不能確定煤倉(cāng)內(nèi)的具體情況。實(shí)際監(jiān)控、操作過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且極易出現(xiàn)誤判誤操作，造成滿(mǎn)倉(cāng)溢出煤倉(cāng)后需人工和時(shí)間清理;也容易出現(xiàn)煤倉(cāng)空倉(cāng)，造成煤流直接沖擊煤倉(cāng)底部，損壞給煤機(jī)。出現(xiàn)空倉(cāng)和滿(mǎn)倉(cāng)等情況對(duì)輸煤系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響，從而影響生產(chǎn)。因此，為了確保井下緩沖倉(cāng)運(yùn)煤系統(tǒng)安全應(yīng)及時(shí)了解井下煤倉(cāng)的煤位，同時(shí)減少人工操作上的失誤，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套煤礦井下緩沖倉(cāng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示煤倉(cāng)煤位、自動(dòng)控制給煤機(jī)及轉(zhuǎn)載皮帶、提高設(shè)備安全運(yùn)行。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由物位儀、可編程控制箱、環(huán)網(wǎng)及上位機(jī)組成。

數(shù)據(jù)采集利用雷達(dá)物位傳感器采集緩沖倉(cāng)煤位信號(hào)，探頭發(fā)出高頻脈沖，當(dāng)脈沖遇到煤倉(cāng)煤表面時(shí)反射回來(lái)被儀表內(nèi)的接收器接收，并將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為緩沖倉(cāng)煤位信號(hào)。

可編程控制箱核心部件采用西門(mén)子200系列的S7-226PLC及EM231模擬量輸入模塊，用來(lái)接入傳感器信號(hào)及控制給煤機(jī)和轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)。

系統(tǒng)顯示包括井下觸摸屏顯示及集控中心上位機(jī)界面顯示，井下觸摸屏顯示采用昆侖通態(tài)TPC1061Ti觸摸屏和報(bào)警裝置作為輸出原件，實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)煤位、給煤機(jī)及轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)的實(shí)時(shí)顯示，并按設(shè)定發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

信號(hào)傳輸采用工業(yè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，上位機(jī)通過(guò)工業(yè)環(huán)網(wǎng)和可編程控制箱進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)運(yùn)程監(jiān)控。

2.2 工作原理

煤倉(cāng)出現(xiàn)滿(mǎn)倉(cāng)時(shí)供煤皮帶機(jī)自動(dòng)停車(chē)，不影響給煤機(jī)放煤;煤倉(cāng)即將放空前，給煤機(jī)自動(dòng)停車(chē)，停止放煤，不影響供煤皮帶機(jī)運(yùn)行;同時(shí)為滿(mǎn)足提醒需要，在滿(mǎn)倉(cāng)、空倉(cāng)設(shè)備動(dòng)作前要有報(bào)警功能。通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)，煤倉(cāng)煤位高度h，滿(mǎn)足h=x1，即將滿(mǎn)足，設(shè)為供煤皮帶停車(chē)煤位;h=y1時(shí)，可減少煤流對(duì)煤倉(cāng)底部沖擊，可以保護(hù)底部設(shè)備，設(shè)為給煤機(jī)停車(chē)煤位;y2

3 硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)核心部件主要采用西門(mén)子S7-200系列的226、EM231模擬量輸入模塊、CP243通信模塊。輸出控制如圖1所示。

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括三部分，分別為下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)、觸摸屏界面顯示設(shè)計(jì)。

4.1 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

利用西門(mén)子s7-200編程軟件對(duì)下位機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，程序主要由主程序、初始化程序及子程序構(gòu)成，其中子程序又包括煤位報(bào)警程序、給煤機(jī)控制程序和皮帶機(jī)控制程序。

4.2 觸摸屏界面顯示設(shè)計(jì)

利用MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行觸摸屏顯示界面設(shè)計(jì)，顯示畫(huà)面中包括：煤位實(shí)際采集量、煤位實(shí)際輸出值、給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、供煤皮帶運(yùn)行狀態(tài)、煤位高報(bào)警、煤位低報(bào)警、煤位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)畫(huà)面、年月日時(shí)分秒時(shí)間顯示、設(shè)定煤位參數(shù)及在煤位低于設(shè)定值時(shí)，屏蔽開(kāi)機(jī)的煤位屏蔽指示。

當(dāng)給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，畫(huà)面中皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)。皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)畫(huà)面制作，是利用兩副重疊畫(huà)面根據(jù)計(jì)數(shù)1=1和計(jì)數(shù)1=0進(jìn)行隱現(xiàn)產(chǎn)生的視覺(jué)效果，使的皮帶機(jī)畫(huà)面出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的效果。具體如圖2所示：

5 結(jié)語(yǔ)

煤礦井下緩沖倉(cāng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的已投入使用，效果良好，達(dá)到了減員增效、降低生產(chǎn)成本的目的，從根本上解決了緩沖倉(cāng)運(yùn)行存在的各種隱患，同時(shí)該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、畫(huà)面簡(jiǎn)潔美觀、參數(shù)設(shè)置方便、運(yùn)行穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張自強(qiáng)，1980年12月，男，漢，安徽省宿州市，碩士研究生，工程師;

智能控制，丁俊美，1982年1月，男，漢，安徽省安慶市，本科，講師;物聯(lián)網(wǎng)工程