鶴崗市斯達(dá)機(jī)電修造有限公司 任國(guó)玲

帶式輸送裝置在煤礦生產(chǎn)中已得到了廣泛應(yīng)用，但是其啟動(dòng)電流大、傳動(dòng)效率低、功率不平衡、無(wú)功環(huán)流損耗大、老化速度快等問(wèn)題也日益突出，不但給企業(yè)帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)損耗，同時(shí)對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅，直接影響煤礦工人的人身安全。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，它利用電力電子技術(shù)、電力器件制作工藝及自動(dòng)控制技術(shù)，組成一套完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)，不僅能夠有效降低皮帶和液力耦合器的直接磨損和維護(hù)成本，延長(zhǎng)皮帶機(jī)使用壽命，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；還可以提高煤礦生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性，有效避免安全事故的發(fā)生，保障企業(yè)的財(cái)產(chǎn)和員工的人身安全。

一、皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)設(shè)定

1.皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)。煤礦業(yè)中皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)的要求和規(guī)定，主要有《煤礦安全規(guī)程》、《電控設(shè)備·第二部分·裝有電子器件的電控設(shè)備》（GB/T3797-1998）《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》（GB/T14549-1993）、《交流傳動(dòng)礦井提升機(jī)電控設(shè)備技術(shù)條件》（JB4263-86）、《交流電機(jī)半導(dǎo)體變頻調(diào)速裝置總技術(shù)條件》（GB12668-1990）、現(xiàn)行國(guó)家電工委員會(huì)及其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)行國(guó)家煤礦局及電工委員會(huì)的其他標(biāo)準(zhǔn)。

2.常用參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)主要有保護(hù)裝置、溫度傳感器、堆煤傳感器、電源箱、速度傳感器、煙霧傳感器和連接器、雙屏蔽強(qiáng)拉力電纜、雙護(hù)套及快速接插件等組成，其主要涉及的技術(shù)參數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）系統(tǒng)額定輸入電壓為AC36 V，電壓偏差波動(dòng)為80% ～ 110%，過(guò)流保護(hù)整定電流為1.2 A，防爆溫度標(biāo)志為150℃。

（2）煙霧、溫度及速度傳感器為有源器件，其靜態(tài)電流應(yīng)小于210 mA，最大動(dòng)作電流應(yīng)小于230 mA，工作時(shí)額定電壓為12 V；其余傳感器為無(wú)源器件，最大動(dòng)作電流為5 mA。

（3）本安輸出最大電流為DC5 mA，最高開(kāi)路電壓為DC12 V，最大短路電流為4 mA；本安外部的最大分布電感為2 mH/km，外部最大分布電容為0.2 pF/km。

（4）集中控制信號(hào)最大電壓為12 V，最大電流為0.5 A；繼電器輸出節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)容量為AC36 V/5 A。

二、皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能介紹

系統(tǒng)采用變頻器裝置系統(tǒng)，主要起到綜合保護(hù)和控制功能。系統(tǒng)能夠利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)控制器的通信，維護(hù)人員可在任意顯示屏上查看運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和檢修十分便捷，同時(shí)多個(gè)傳感器的聯(lián)合使用加強(qiáng)了故障保護(hù)和報(bào)警的功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)主要裝置及其性能見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)主要裝置及其特性

三、自動(dòng)化系統(tǒng)在煤礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用

控制箱作為煤礦重皮帶自動(dòng)化系統(tǒng)裝置的核心部件，通過(guò)與堆煤、速度、溫度、煙霧等傳感器的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制保護(hù)功能。具體來(lái)說(shuō)，控制箱通過(guò)不斷接收洗煤廠和井下的傳感器信號(hào)，利用已設(shè)定的程序?qū)邮盏降男盘?hào)進(jìn)行判斷、運(yùn)算和處理，并做出相應(yīng)的動(dòng)作，發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)，控制器會(huì)接收到故障信號(hào)，并發(fā)出報(bào)警。

在此系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)采用單機(jī)控制和集中控制兩種方式，系統(tǒng)的上位機(jī)與交換機(jī)進(jìn)行物理上的網(wǎng)絡(luò)連接，采用OPC方式接入軟件，實(shí)現(xiàn)通訊，部分皮帶機(jī)需要借助于以太網(wǎng)接口才能實(shí)現(xiàn)對(duì)接。當(dāng)其中某臺(tái)皮帶機(jī)停機(jī)時(shí)，集中控制就會(huì)起到連鎖功能，控制供煤皮帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)揮逆煤流延時(shí)順序起車功能，延時(shí)時(shí)間可設(shè)置為（8±5）s；結(jié)合手動(dòng)控制，亦可實(shí)現(xiàn)其逆過(guò)程。

運(yùn)行過(guò)程中，也可遠(yuǎn)程控制皮帶的停開(kāi)，遙測(cè)各機(jī)械的電流、電壓、溫度、速度及壓力等參數(shù)，并可直接在計(jì)算機(jī)上修改相應(yīng)的參數(shù)，從而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。此外，系統(tǒng)還具有一系列的附加功能，如故障語(yǔ)音報(bào)警/預(yù)警功能、故障停車/自鎖保護(hù)功能、整線系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)字顯示功能、遠(yuǎn)程對(duì)講功能等，能有效防止皮帶打滑、跑偏、煤位低、煙霧等帶來(lái)的隱患，為安全生產(chǎn)提供保障。

四、結(jié)論

在設(shè)計(jì)煤礦重皮帶機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過(guò)程中，要按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)參數(shù)，結(jié)合煤礦的實(shí)際情況，對(duì)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行設(shè)計(jì)；并通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行改進(jìn)，直至符合要求為止。煤礦重皮帶機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有效解決煤礦生產(chǎn)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，提高煤礦的生產(chǎn)效益，保障煤礦的安全生產(chǎn)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。