工業(yè)以太網(wǎng)在帶式輸送機(jī)集控保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用

（福建省永安煤業(yè)有限責(zé)任公司仙亭煤礦，福建 大田 366102）

前言

現(xiàn)有的1#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)操作方式為人工就地控制的操作方式，造成勞動強(qiáng)度大，2#皮帶的投入使用，勢必會投入更大的人力物力。采用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)1#和2#皮帶運(yùn)輸機(jī)聯(lián)動能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程無人值守，2#皮帶集控箱和遠(yuǎn)程分站通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)減少布線的麻煩，且減少故障點(diǎn)判斷的時間，降低檢修人員查找故障難度，提高設(shè)備檢修的效率和系統(tǒng)運(yùn)行效率。采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù)TCP/IP，保證通信速率高，通信穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)。

一、工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP

工業(yè)以太網(wǎng)是一款基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的工業(yè)嵌入式軟件一體化設(shè)備。可實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場多種設(shè)備的數(shù)據(jù)接入和轉(zhuǎn)發(fā)推送功能，且工業(yè)以太網(wǎng)具有開放性好、軟硬件資源廣泛支持、成本低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：

①實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備；②實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場PLC 遠(yuǎn)程修改程序；③實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備受人機(jī)界面遠(yuǎn)程控制；④實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場組態(tài)畫面遠(yuǎn)程映射，在工業(yè)電腦上模擬現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境；⑤可靈活接入以太網(wǎng)口視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境實(shí)時傳遞至地面調(diào)度中心。

二、工業(yè)以太網(wǎng)皮帶控制系統(tǒng)組成

2#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)長度為850m，現(xiàn)場原有1#皮帶長度約為670 米。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離可靠通訊，并將2#皮帶運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)?#皮帶機(jī)操作室。在2#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)頭部位安裝一臺KXJ1-127（就地綜合保護(hù)控制PLC 箱），2#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)操作臺配置10.4 寸昆侖通態(tài)人機(jī)界面，可顯示2 條皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行、故障信息、并可對皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)啟停控制。2#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)沿線安裝3 臺DXJ-2/127 遠(yuǎn)程分站保護(hù)箱。為實(shí)現(xiàn)2#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)無人值守集控要求，在1#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)操作室內(nèi)新安裝一套DXJ-2/127 集控箱（內(nèi)置PLC 和人機(jī)界面）。將1#皮帶運(yùn)輸機(jī)各類保護(hù)傳感器（打滑、跑偏、堆煤、撕裂斷帶、溫度、煙霧監(jiān)測裝置、自動灑水裝置、沿線急停閉鎖）全部接入DXJ-2/127 集控箱。在1#皮帶機(jī)操作臺配置10.4 寸昆侖通態(tài)人機(jī)界面，可同時顯示兩條皮帶的運(yùn)行、故障信息，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對2#皮帶運(yùn)輸機(jī)沿線各傳感器信號的采集和故障點(diǎn)定位。在不影響皮帶運(yùn)輸機(jī)安全情況可通過人機(jī)界面把某個故障保護(hù)屏蔽。

三、工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 皮帶控制系統(tǒng)工作原理

2 條皮帶運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù)交換是通過工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)，利用以太網(wǎng)交換機(jī)把+500m 就地綜保控制PLC 箱、+500m 操作臺內(nèi)人機(jī)界面MCGS、沿線3 臺DXJ-2/127 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型遠(yuǎn)程分站箱通過網(wǎng)線和光纖連接在一處。在1#皮帶運(yùn)輸機(jī)控制室內(nèi)的集控箱安裝光電收發(fā)器A 端，在2#皮帶機(jī)頭KXJ1-127 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型可編程控制箱安裝光電收發(fā)器B 端。通過工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)數(shù)據(jù)互換，采集3 臺DXJ-2/127 礦用隔爆兼本質(zhì)安全型遠(yuǎn)程分站箱內(nèi)PLC狀態(tài)值實(shí)時上傳至2#皮帶機(jī)頭KXJ1-127 可編程控制箱；DXJ-2/127 遠(yuǎn)程分站箱還可完成2#皮帶運(yùn)輸機(jī)KXJ1-127 可編程控制箱系統(tǒng)控制功能，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停給煤機(jī)。

實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)集控保護(hù)條件如下

1、必須保證每臺PLC 自帶以太網(wǎng)網(wǎng)口功能；2、所有PLC 和人機(jī)界面IP地址設(shè)置必須是唯一性；3、所設(shè)置的IP 地址必須處在同一個網(wǎng)段內(nèi)。

四、工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 的優(yōu)勢

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，能夠有效減少布線。

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，能夠接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠異地實(shí)施監(jiān)控查看皮帶運(yùn)行狀態(tài)。

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程啟動給煤機(jī)。

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，使用西門子WinCC 組態(tài)技術(shù)，模擬皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)和實(shí)時監(jiān)控皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，突發(fā)情況下某個保護(hù)故障導(dǎo)致皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)停機(jī)，屏蔽當(dāng)前保護(hù)即可應(yīng)急運(yùn)行又不影響提升運(yùn)輸，提高礦車周轉(zhuǎn)率。

采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)，若當(dāng)前多個遠(yuǎn)程分站中的一個PLC 通訊故障，只需帶筆記本電腦快速排除故障。

五、結(jié)語

工業(yè)以太網(wǎng)在皮帶集控中心應(yīng)用有五個優(yōu)勢：

1.選擇先進(jìn)的以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)時性好、可靠性高、數(shù)據(jù)處理速度快。

2.采用分布式控制結(jié)構(gòu)，具有較高的安全性。當(dāng)1#皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)通訊故障時，可采用就地手動控制皮帶運(yùn)輸機(jī)。

3.通信網(wǎng)絡(luò)速度快、距離遠(yuǎn)、可靠性高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生掉線或傳輸故障時，人機(jī)界面自動偵測到并發(fā)出報警。

4.減少布線的成本，由于采用遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)，只需布設(shè)網(wǎng)線或光纖將更加方便快捷高效，減少控制線用量，減輕工作量，降低接線失誤概率。

工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP 技術(shù)要比其它現(xiàn)場總線（modbus 協(xié)議、CAN 通信協(xié)議）更容易上手，無需花大量時間和資金，且以太網(wǎng)交換機(jī)即插即用無需二次開發(fā)，還支持多種傳輸介質(zhì)、多種傳輸速率、滿足各種應(yīng)用需求。工業(yè)局域網(wǎng)接入以太網(wǎng)后，可遠(yuǎn)程診斷或編程PLC 設(shè)備，而無需深入現(xiàn)場檢修設(shè)備，有效減少故障影響時間，采用以太網(wǎng)技術(shù)對設(shè)備檢修有很大的高效性。

工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在自動化領(lǐng)域，未來工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)將會是工業(yè)自動化領(lǐng)域的引領(lǐng)者。