目前，我國煤礦井上膠帶運輸系統(tǒng)的控制仍以就地控制為主，此控制方式需要人力多，而且不具備對故障的記錄和綜合分析的功能，各種保護信號只能就地顯示，不便于科學(xué)管理。特別是林南倉礦井上膠帶運輸系統(tǒng)在二十多年的使用過程中，設(shè)備嚴(yán)重老化，安全保護不完善，事故率高，成為影響安全生產(chǎn)的隱患，該礦應(yīng)用PLC控制技術(shù)，將計算機控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖通訊技術(shù)等應(yīng)用于井上膠帶運輸集中控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了膠帶運輸機的集中自動控制和監(jiān)控。

1、井上膠帶運輸系統(tǒng)工作流程:

工藝流程由主井運輸上來的原煤經(jīng)K4給煤機運到原煤膠帶，由振動篩分選后分為塊煤和沫煤兩部分分別進入一選矸膠帶和沫煤上倉膠帶(塊煤進入一選膠帶，沫煤進入沫煤上倉膠帶)。塊煤經(jīng)一選膠帶后，進入二選膠帶，再進入塊煤上倉膠帶，最后進入塊煤倉。在沫煤上倉機頭下方有一分煤器，可將煤分入沫配膠帶或振動篩膠帶，進入沫配膠帶的煤再進入沫煤倉，而進入振動篩膠帶的煤進入振動篩進行分選，分出的塊煤進入沫配膠帶再進入沫煤倉，剩下的沫煤進入煤倉后再通過北樓給煤機進入北天橋膠帶，然后進入煤場運輸膠帶(2×22KW)，再進入煤場天橋膠帶，最后進入煤場。

2、集控系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)簡介

目前，PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案。適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。

本系統(tǒng)采用壘分布式控制結(jié)構(gòu)。由現(xiàn)場控制和集中控制構(gòu)成。集中控制設(shè)于中央控制室，基于通訊以及擴展能力方面的考慮，選擇了貝加萊PCC產(chǎn)品作為整個項目的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)PCC作為主控元件，具有防潮、抗干擾能力強，現(xiàn)場易編程、易擴展，基本免維護，井能夠?qū)崿F(xiàn)軟件模塊化，自動檢測系統(tǒng)故障，遠(yuǎn)程維護診斷等功能，并且在編程語言上，除了支持傳統(tǒng)PLC能用的IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的幾種語言外，還支持ASCI C及automation bamc兩種高級語言的編程，在通訊以及數(shù)據(jù)采集等任務(wù)中，大大提高了編程效率，系統(tǒng)還采用PCC自帶的通訊接口組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng)及串口)，達到不同的規(guī)模控制。完成一個系統(tǒng)內(nèi)多條膠帶壘過程的監(jiān)控、監(jiān)測、連同中央控制室，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)的特點

本集控系統(tǒng)具有以下幾方面特點:

(1)選用先進的控制器，系統(tǒng)的實時性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快;采用壘分布式控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的安壘性。通訊網(wǎng)絡(luò)速度快，距離遠(yuǎn)，可靠性高;界面直觀友好，操作簡便，功能齊壘。人機界面不僅具有形象逼真的動態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實時報警監(jiān)視、安壘確認(rèn)機制和數(shù)據(jù)記錄功能;

(2)

減少布線成本，由于采用遠(yuǎn)距離通訊網(wǎng)絡(luò)，使布線更加方便，并大大減少電纜用量;維護方便，運行費用低。系統(tǒng)擴展方便，可隨時增加節(jié)點，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室在線修改程序?？刂破骱途W(wǎng)絡(luò)可靠性高，維護工作量小。

(3)可靠性高、抗干擾能力強。PLC控制系統(tǒng)大量的開關(guān)動作是由無觸點半導(dǎo)體電路完成的，這就避免了繼電器控制中所出現(xiàn)的老化、脫焊、觸點的抖動、接觸不良等現(xiàn)象，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，PLC的各模塊采用屏蔽措施，以防止輻射干擾，并對電源電路采取了多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾。

(4)具有多個輸入、輸出端口，用戶可根據(jù)可編程I/O端口監(jiān)測、控制系統(tǒng)運行。

(5)PLC編程簡單易學(xué)，系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試周期短。PL C的編程大部分采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，易被理解和掌握。設(shè)計人員可以在實驗室完成對系統(tǒng)的設(shè)計、修改與調(diào)試。

(6)安裝簡單，維修方便。PLC的故障率很低，且具有完善的自診斷和顯示功能。

(7)

總結(jié)各礦膠帶運輸系統(tǒng)的經(jīng)驗教訓(xùn)，特別采取了增加設(shè)備可靠性的措施，如選用先進可靠的控制器和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

3、控制系統(tǒng)的組成及功能

3.1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)采用雙套PLc程序化控制方式，PLc系統(tǒng)一使一備，可實現(xiàn)切換，且切換程序簡便。

3.2 系統(tǒng)功能

a、以監(jiān)控室為中心，能夠?qū)崟r監(jiān)控膠帶運輸設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況。

b、操作人員可在上位機采用不同方式來控制運輸系統(tǒng)的啟動和停止?？刂品绞接?地面集中控制，人工就地控制;控制方式變換。

通過監(jiān)控室遠(yuǎn)程控制膠帶機自動控制裝置進行手動/自動切換，完成集中控制和就地控制的轉(zhuǎn)換，使兩種控制方式互為備用、互相閉鎖，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。具有同煤流方向相互閉鎖功能，實現(xiàn)逆煤流開、順煤流停的功能。

c、報警功能:可以實時顯示報警類型，且有語音提示。

d、工業(yè)電視可以顯示任意點、循環(huán)觀看各膠帶機機頭和轉(zhuǎn)載點的運行圖像。

e、保護功能:系統(tǒng)具有急停、煤位保護、防滑保護、跑偏保護四種保護，并且有延時控制等功能。

4、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)選用開放靈活的工業(yè)以太網(wǎng)，在膠帶機頭設(shè)置現(xiàn)場控制。現(xiàn)場控制負(fù)責(zé)現(xiàn)場的信號采集與現(xiàn)場的就地控制。

系統(tǒng)為實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備有完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對膠帶運輸主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進行實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，對運輸膠帶系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，同時配合工業(yè)電視系統(tǒng)進行安全圖像監(jiān)視，以確保人員及設(shè)備的安壘。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運輸膠帶生產(chǎn)過程，完成對運輸膠帶生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的“遙測、遙信和遙控”，實現(xiàn)原煤運輸膠帶生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動化。

5、監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)由運輸膠帶機，給料機等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊，打滑、超溫、煙霧，速度、跑偏、等保護，達到膠帶機集中控制與監(jiān)測系統(tǒng)的要求。

系統(tǒng)采用多臺PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達到不同的規(guī)?？刂?。完成系統(tǒng)內(nèi)皮帶，給料機的壘工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測、連同地面中控室，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

(1)

實現(xiàn)膠帶機運輸系統(tǒng)集中監(jiān)控，實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運行參數(shù)，并顯示數(shù)據(jù)曲線，對重要信息在硬盤記錄。

(2)控制方式分集控自動/集控手動/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時，使用集控自動方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺自動啟停;集控手動時，可在中央控制臺操作各設(shè)備，無閉鎖和聯(lián)動關(guān)系;就地時，在現(xiàn)場操作;啟動設(shè)備前由集控臺發(fā)預(yù)告信號，預(yù)告30秒后，若現(xiàn)場均滿足集控自動啟動條件，設(shè)備按順序自動啟動。現(xiàn)場可用停車鈕停止啟動過程，

現(xiàn)場信號箱設(shè)起/停車按鈕，現(xiàn)場可隨時停車[3]。若設(shè)備由集控啟動，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場停車停號后，可作急停處理，實施故障停車操作;

(3)按“技術(shù)規(guī)定”膠帶運輸機裝設(shè)拉線開關(guān)、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接入集控系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車和閉鎖停車-對設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實時報警，并進行聲光提示。一般故障只報警，現(xiàn)場非正常停車或嚴(yán)重故障時，故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車，下游設(shè)備順料流延時閉鎖停車。

6、結(jié) 束

膠帶集中控制集合了國內(nèi)最先進可靠的技術(shù)設(shè)備，并將生產(chǎn)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)融為一體，使系統(tǒng)具有較高的綜合技術(shù)水平。整個系統(tǒng)的自動化程度高，應(yīng)用后實現(xiàn)了無人職守，達到了減人提效的目的，適應(yīng)了煤礦可持續(xù)發(fā)展的要求。