張偉

摘 要：隨著煤礦機(jī)械化水平的不斷提高，高產(chǎn)高效綜采工作面不斷增加，煤炭運(yùn)輸環(huán)節(jié)更加重要，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力更加大，控制水平更加先進(jìn)，國(guó)內(nèi)外比較大型、現(xiàn)代化礦井膠帶輸送機(jī)都是集中控制、并且在井上操作，實(shí)現(xiàn)井下膠帶機(jī)無(wú)人操作，既節(jié)省人員，又提高膠帶機(jī)現(xiàn)代化管理水平，是煤礦發(fā)展的必然趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：煤礦 膠帶運(yùn)輸機(jī) 集中控制 PLC

中圖分類號(hào)：TD634 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（a）-0069-01

唐山礦業(yè)分公司B區(qū)共七條主運(yùn)皮帶，承擔(dān)著井下所有原煤的運(yùn)輸任務(wù)，2014年根據(jù)集團(tuán)公司的要求，我礦對(duì)其中的8070和7070皮帶進(jìn)行了集控改造，設(shè)置了性能完善、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的膠帶運(yùn)輸機(jī)集中控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)群的集中控制及保護(hù)。

1 集中控制方案

在井上控制室的微機(jī)操作臺(tái)對(duì)井下集控路線的膠帶機(jī)開(kāi)、停車(chē)能逆煤流，順煤流方向連鎖啟動(dòng)，順煤流方向連鎖停止系統(tǒng)中膠帶機(jī)同時(shí)在速度正常后啟動(dòng)給煤機(jī)（集控臺(tái)啟動(dòng)）在集中控制狀態(tài)下，井下各分站受井上主站的集中控制，（將各分站控制開(kāi)關(guān)打到集控位置）開(kāi)停膠帶機(jī)由井上主站發(fā)出，各分站控制機(jī)面板上的開(kāi)停全部實(shí)效，但急停仍起作用，分站按急停鈕時(shí)，該分站緊急停車(chē)，同時(shí)受連鎖的后續(xù)膠帶機(jī)的響應(yīng)喂煤機(jī)也全部停車(chē)，各分站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和狀態(tài)都通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡居芍髡緦?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。分站對(duì)自身采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，該分站能自動(dòng)關(guān)停本臺(tái)膠帶機(jī)，并使其受連鎖的后部各膠帶機(jī)和給煤機(jī)停車(chē)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由控制系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)，通訊系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)四個(gè)部分組成。

2.1 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由防爆箱，控制臺(tái)，防爆電源箱，擴(kuò)音通訊機(jī)，語(yǔ)言告警器，各種保護(hù)傳感器等組成。

考慮到兩條皮帶的現(xiàn)場(chǎng)情況和控制距離，控制系統(tǒng)采用西門(mén)子的S7-300系列的PLC，控制層網(wǎng)絡(luò)選用技術(shù)成熟的光纖以太網(wǎng)方式進(jìn)行連接，將來(lái)的管理層夜選用工業(yè)以太網(wǎng)。通過(guò)光纖傳輸信號(hào)，在皮帶機(jī)頭和皮帶沿線設(shè)置控制設(shè)備分站?？刂圃O(shè)備分站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制。

皮帶控制方式設(shè)定為以下幾種。

（1）遠(yuǎn)程控制方式，本機(jī)只有停車(chē)和急停的功能，設(shè)備的起停交給了地面調(diào)度室，遠(yuǎn)程控制時(shí)，必須兩個(gè)主站控制臺(tái)均在遠(yuǎn)程 控制方式下才能運(yùn)行。

（2）集中控制方式，兩條皮帶連鎖運(yùn)行，8070皮帶只有停機(jī)和急停功能，設(shè)備的起停由7070機(jī)頭的主站控制臺(tái)來(lái)控制，集中控制時(shí)，必須兩個(gè)主站控制臺(tái)均在集控方式下才能運(yùn)行，各設(shè)備之間具有聯(lián)鎖關(guān)系，設(shè)備的啟動(dòng)要滿足閉鎖啟動(dòng)條件。集中控制可以做到系統(tǒng)的一鍵啟動(dòng)。

（3）就地控制方式，每條皮帶可以進(jìn)行單獨(dú)的聯(lián)鎖起?？刂啤?/p>

（4）聯(lián)鎖方式，按下皮帶機(jī)起動(dòng)，停止按鈕皮帶機(jī)及其輔機(jī)按照程序設(shè)定的起動(dòng)方式，自動(dòng)起動(dòng)，不需逐臺(tái)按按鈕起動(dòng)。

2.2 保護(hù)系統(tǒng)

本系統(tǒng)具有超速、打滑、堆煤、超溫、煙霧、縱撕、灑水、張力下降、跑偏、拉線等故障保護(hù)功能，通過(guò)它可以完成對(duì)閘抱閘電機(jī)的起?？刂?，并通過(guò)對(duì)起動(dòng)開(kāi)關(guān)的控制完成對(duì)4臺(tái)主電機(jī)的起，?？刂?。當(dāng)由故障時(shí)發(fā)處報(bào)警聲，同時(shí)在控制臺(tái)上也會(huì)出現(xiàn)各種保護(hù)信號(hào)的漢字指示燈顯示。

2.3 通訊系統(tǒng)

為了便于皮帶的維護(hù)和檢修，在皮帶沿線設(shè)置了有線通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)由擴(kuò)音通訊機(jī)在皮帶機(jī)沿線傳連構(gòu)成，通訊機(jī)PLC防爆箱進(jìn)行供電，維修人員在有通訊機(jī)的位置都可以和主站控制臺(tái)進(jìn)行通話，通訊機(jī)采用擴(kuò)音通訊方式，聲音可達(dá)到110 dB，非常適合在高噪音的環(huán)境中使用。并且主站控制臺(tái)將系統(tǒng)預(yù)警和故障報(bào)警的聲音信號(hào)耦合到通訊系統(tǒng)內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)可以及時(shí)了解設(shè)備的起停情況和原因。

除了配備有線通訊外，我們還配置了泄露通訊系統(tǒng)，在皮帶機(jī)沿線鋪設(shè)泄露電纜和基站設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)在皮帶巷沿線任意地點(diǎn)與主站控制臺(tái)的通話功能。

2.4 視頻系統(tǒng)

在每臺(tái)皮帶機(jī)頭和機(jī)尾各設(shè)置兩臺(tái)防爆攝像頭，8070所有的攝像頭和7070機(jī)尾的攝像頭通過(guò)光纖傳輸?shù)?070皮帶機(jī)頭的控制主站，7070機(jī)頭的攝像頭直接通過(guò)同軸電纜傳輸?shù)?070皮帶機(jī)頭的控制主站，在7070機(jī)頭的主站控制臺(tái)設(shè)置兩臺(tái)防爆顯示器，在防爆箱內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)四畫(huà)面分割器，通過(guò)顯示器可以方便的觀察機(jī)頭和機(jī)尾設(shè)備的運(yùn)行情況。

在前端選用了星光級(jí)低照度的黑白攝像頭，大大提高了低照度環(huán)境下的成像清晰度，其中機(jī)尾攝像頭主要用于采集漲緊絞車(chē)和落煤點(diǎn)皮帶的運(yùn)行情況，機(jī)頭攝像頭用于采集機(jī)頭部位和機(jī)頭煤倉(cāng)或搭接溜槽的工作情況。由于采用了光纖傳輸圖像，使得現(xiàn)場(chǎng)的圖像實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，并且夜避免了井下復(fù)雜電氣環(huán)境下的各種干擾信號(hào)，使得圖像更加清晰。

3 集控的優(yōu)勢(shì)

（1）可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享。決策者通過(guò)管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠(yuǎn)程訪問(wèn)監(jiān)控上位機(jī)，得到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（2）維護(hù)方便。I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時(shí)，控制室發(fā)出聲光報(bào)警，可在幾分鐘內(nèi)即可更換完畢。

（3）系統(tǒng)擴(kuò)展方便，增加新設(shè)備或上后期工程，可以方便的加入節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線修改程序。

（4）系統(tǒng)具有自診斷功能，能及時(shí)報(bào)告故障時(shí)間、位置、類型、等信息，更便于維護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)在我礦8070、7070兩條皮帶的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了該條運(yùn)輸系統(tǒng)的地面遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，提高了皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)的科技含量，有利于我礦的減員提效，減輕了維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少事故率，提高了設(shè)備使用壽命，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，讓我礦的原煤運(yùn)輸系統(tǒng)整體技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的層面。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建興.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 張運(yùn)波，劉淑榮.工廠電氣控制技術(shù)[M].高等教育出版社，2004.

[3] 易泓可.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與范例[M].2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2008，9.

[4] 張浩，譚克勤.現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004，1.

[5] 唐濟(jì)揚(yáng).基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的先進(jìn)控制系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2000（7）：31-35.

[6] 魏曉東.論現(xiàn)代大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)[C]//中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)水工業(yè)分會(huì)第四屆理事會(huì)第一次會(huì)議論文集.

[7] 唐濟(jì)揚(yáng).以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[J].國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2002（5）.