煤礦井下皮帶機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

趙建勇

冀中能源股份有限公司東龐礦西龐井原煤線 河北邢臺(tái) 054000

1 煤礦皮帶輸送機(jī)概述

煤礦皮帶輸送機(jī)是一種在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)材料、煤炭等進(jìn)行輸送的設(shè)備，能夠有效完成煤礦各個(gè)作業(yè)區(qū)之間的運(yùn)輸任務(wù)。隨著我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，皮帶輸送機(jī)在我國(guó)河南、山西等多個(gè)產(chǎn)煤地區(qū)得到大量的應(yīng)用，成為煤礦機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中不可或缺的一部分。皮帶輸送機(jī)在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用，具有穩(wěn)定性好、效率高、承載能力強(qiáng)等方面的優(yōu)點(diǎn)[1]。具體來(lái)講，由于煤礦生產(chǎn)活動(dòng)多于地下進(jìn)行，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，傳統(tǒng)的材料、煤礦輸送方式效率低、穩(wěn)定性差、輸送距離有限。而皮帶輸送機(jī)能夠覆蓋煤礦系統(tǒng)中的多個(gè)位置，并將各個(gè)空間連接起來(lái)。通過(guò)皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)材料的遠(yuǎn)距離、高效率、持續(xù)性運(yùn)輸。如今，在我國(guó)各個(gè)地區(qū)的煤礦當(dāng)中，應(yīng)用得比較多的皮帶輸送機(jī)為DT Ⅱ型，這種基于前代系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)出來(lái)的設(shè)備系統(tǒng)。該皮帶輸送機(jī)在目前我國(guó)多種大型煤礦中都得到了應(yīng)用，是具有完善統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)皮帶輸送設(shè)備。雖然皮帶輸送機(jī)作為一種電子機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)煤礦領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用，但是其作為一種融合了電氣、機(jī)械化、信息技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，依然可能出現(xiàn)各類故障。導(dǎo)致皮帶輸送機(jī)出現(xiàn)故障的因素主要來(lái)自于系統(tǒng)設(shè)備本身、操作維護(hù)團(tuán)隊(duì)以及外部環(huán)境，需要進(jìn)行全方位的分析。

2 皮帶機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的特征

2.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制

在進(jìn)行皮帶機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)，相關(guān)工作人員可以采用遠(yuǎn)程防范和近地調(diào)整的兩個(gè)方式，如此一來(lái)，就可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分類整理，確保信息能夠及時(shí)地被收集起來(lái)?；ヂ?lián)網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)也對(duì)自動(dòng)化控制體系起到了一定的支撐作用，不僅可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)采取實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以對(duì)所面臨的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和打印。在對(duì)整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)，還可以利用具體的機(jī)器設(shè)備對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，如此一來(lái)就可以最大程度地保障整個(gè)工作環(huán)境的安全性，還可以延長(zhǎng)器械的使用年限，提高機(jī)器的使用率。

2.2 體現(xiàn)出人性化操作

皮帶機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)具有人性化的特點(diǎn)，為了更好的滿足人們的使用需求和操作需求，在對(duì)其進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行了全面的調(diào)查和調(diào)整。該人性化操作模式主要為了保護(hù)人們的安全性，在對(duì)井下的工作場(chǎng)景做出的虛擬化模擬，而該模式主要使用的機(jī)械設(shè)備就是井下的許多攝像頭，而且為了滿足井上人們的具體要求，在攝像頭接收到信息之后，每隔一段時(shí)間都會(huì)向上傳輸，中央控制系統(tǒng)還會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理，使其成為具體的圖像，從而可以幫助自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程模擬。皮帶機(jī)的人性化操作不僅可以幫助井上人員對(duì)井下進(jìn)行及時(shí)的掌控，還可以滿足人們的正常監(jiān)控需求，并以一種極其簡(jiǎn)便的方式來(lái)使監(jiān)測(cè)工作變得更加方便[2]。

2.3 運(yùn)行成本大幅降低

運(yùn)行成本低也是自動(dòng)化控制體系的一大最主要特征，這主要是由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛使用在皮帶機(jī)的自動(dòng)化控制體系里，不僅可以對(duì)皮帶機(jī)本身做出一定的維護(hù)，還可以盡可能降低各項(xiàng)危險(xiǎn)事故的發(fā)生概率，從而保證整個(gè)工作能夠順利完成。不僅如此，在對(duì)皮帶機(jī)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行更好的參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，不僅需要考慮工作人員的正常需求，還需要為工人提供一個(gè)舒適的工作強(qiáng)度，還要在整個(gè)設(shè)備投入使用之前，進(jìn)行詳盡的調(diào)試，確保其無(wú)法發(fā)生任何問(wèn)題，之后再將其投入到正常的使用中。

3 煤礦皮帶輸送機(jī)常見(jiàn)故障的解決策略

3.1 皮帶停轉(zhuǎn)打滑問(wèn)題的處理

針對(duì)皮帶輸送機(jī)皮帶停轉(zhuǎn)打滑的問(wèn)題，技術(shù)檢修人員應(yīng)當(dāng)先檢查皮帶與滾筒之間的密實(shí)度，再檢查滾筒軸承的安裝質(zhì)量。如果是皮帶和滾筒之間密實(shí)度的問(wèn)題，可以在滾筒外部進(jìn)行包膠，進(jìn)而提升皮帶與滾筒之間的密實(shí)度，進(jìn)而增加摩擦力。同時(shí)，可以在皮帶輸送機(jī)可以承受的最大重量范圍之內(nèi)，對(duì)皮帶機(jī)拉緊裝置進(jìn)行調(diào)試，直到達(dá)到日常運(yùn)行要求。最后，技術(shù)維護(hù)及管理人員應(yīng)當(dāng)定期檢查清理皮帶機(jī)，并對(duì)皮帶、滾筒、托輥等裝置進(jìn)行檢修保養(yǎng)，確保其處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.2 皮帶偏移問(wèn)題的處理

首先，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)先對(duì)托輥結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試處理，并調(diào)整滾筒水平度、平衡度。然后，對(duì)滾筒圓軸在機(jī)頭、機(jī)尾進(jìn)行調(diào)試，確保其達(dá)到規(guī)范安裝標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，要定期對(duì)皮帶機(jī)接頭、滾筒軸承進(jìn)行檢查，評(píng)估磨損狀況，對(duì)磨損過(guò)度的元件進(jìn)行更換。最后，調(diào)試好上料速率和角度，確保皮帶機(jī)上的原煤重量保持相對(duì)平衡。

3.3 皮帶斷裂問(wèn)題的處理

為了有效避免皮帶輸送機(jī)皮帶斷裂的問(wèn)題，首先在皮帶安裝及更換的時(shí)候，對(duì)新的皮帶廠商、合格證等進(jìn)行檢查，再進(jìn)行拉力試驗(yàn)，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，要做好皮帶機(jī)的規(guī)范安裝，調(diào)試好皮帶松緊度。在皮帶輸送機(jī)的日常使用管理中，要密切關(guān)注皮帶使用年限，制定合理的皮帶更換機(jī)制。最后，要定期對(duì)皮帶輸送機(jī)的皮帶、各個(gè)接頭進(jìn)行檢查，對(duì)異常情況進(jìn)行原因分析和有效處理[3]。

3.4 撒料及異常抖動(dòng)問(wèn)題的處理

首先，對(duì)皮帶輸送機(jī)溜煤裝置進(jìn)行檢查，排查破損、安裝不規(guī)范的問(wèn)題。然后，對(duì)溜煤裝置及其與皮帶連接部位的凹槽尺寸、型號(hào)進(jìn)行對(duì)比檢查，看是否相匹配。如果存在問(wèn)題，要及時(shí)更換元件，做好連接安裝。

4 結(jié)語(yǔ)

在生產(chǎn)實(shí)踐中設(shè)計(jì)了帶式輸送機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，根據(jù)有關(guān)保護(hù)需要應(yīng)用各種傳感器，引入了S7-300PLC，確定使用的PLC 的型號(hào)與功能模塊，在此基礎(chǔ)上，還對(duì)控制流程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)PLC 語(yǔ)言進(jìn)行了自動(dòng)控制程序編寫(xiě)。此外，還配置了inTouch 來(lái)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)顯示功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操控。