盧 峰(滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司錦丘煤礦,山東 滕州 277517)
帶式輸送機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)在錦丘煤礦的應(yīng)用
盧峰
(滕州郭莊礦業(yè)有限責(zé)任公司錦丘煤礦,山東滕州277517)
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,錦丘煤礦基于千兆工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)建了礦井自動(dòng)化系統(tǒng),本文詳細(xì)介紹了帶式輸送機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能及相關(guān)方案設(shè)計(jì),對(duì)今后煤炭行業(yè)創(chuàng)建數(shù)字化礦井具有一定的借鑒意義。
關(guān)鍵詞:數(shù)字化系統(tǒng);帶式輸送機(jī);方案
為建設(shè)礦井?dāng)?shù)字化系統(tǒng),錦丘煤礦本著節(jié)約可行、簡(jiǎn)易可靠的原則構(gòu)建了基于千兆工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的礦井自動(dòng)化系統(tǒng),在現(xiàn)有子系統(tǒng)接入前提下,新建了礦井主排水泵房、井下中央變電所、單水平主運(yùn)皮帶、主扇風(fēng)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)等四項(xiàng)自動(dòng)化子系統(tǒng),本文將詳細(xì)介紹帶式輸送機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。
錦丘煤礦井下有兩個(gè)水平的兩條運(yùn)輸皮帶,已實(shí)現(xiàn)在線保護(hù)。皮帶自動(dòng)化控制需要通過(guò)防爆兼本安PLC主站和本安型集控臺(tái)將皮帶的控制及保護(hù)納入礦井環(huán)形工業(yè)以太網(wǎng)之中。系統(tǒng)預(yù)留多條皮帶集控接口。皮帶自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活,組網(wǎng)方便,工作可靠,操作方便、靈活,保護(hù)功能齊全,現(xiàn)實(shí)信息豐富,并具有相關(guān)設(shè)備之間的聯(lián)鎖保護(hù)功能。
(1)控制功能。該系統(tǒng)既可從井上調(diào)度室對(duì)井下皮帶運(yùn)輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,也可從井下操作臺(tái)、觸摸屏、就地分站箱對(duì)皮帶運(yùn)輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。既可對(duì)一條皮帶、一條生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)一鍵起停(順煤流停、逆煤流開(kāi)),也可對(duì)多條生產(chǎn)線的整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一鍵起停。在自動(dòng)狀態(tài)下每條皮帶還可實(shí)現(xiàn)有煤即開(kāi)、無(wú)煤即停的全自動(dòng)控制。
(2)保護(hù)功能。該系統(tǒng)具有煤倉(cāng)高、低煤位保護(hù),機(jī)頭下煤位保護(hù),斷帶(斷鏈)保護(hù),打滑低速保護(hù),跑偏保護(hù),橫向撕裂保護(hù),溫度保護(hù),煙霧保護(hù)等多種保護(hù)功能。故障時(shí)產(chǎn)生報(bào)警,故障嚴(yán)重時(shí)自動(dòng)停車(chē)(可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和礦方要求更改)。故障停車(chē)可實(shí)現(xiàn)逆煤流方向立即停止,順煤流方向每條皮帶乃煤運(yùn)完時(shí)自動(dòng)停車(chē)。
(3)監(jiān)測(cè)功能。該系統(tǒng)可在調(diào)度室主控計(jì)算機(jī)和井下觸摸屏對(duì)皮帶進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)的查尋。故障時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警并彈出報(bào)警詳情和時(shí)間。還可在工控機(jī)動(dòng)態(tài)界面上指出報(bào)警位置。員工在處理問(wèn)題時(shí)更準(zhǔn)確、迅速、簡(jiǎn)單。
(4)擴(kuò)展功能。該系統(tǒng)擁有多路擴(kuò)展通訊模塊(達(dá)8路),每個(gè)分站其DI/DO點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展至80點(diǎn);通訊物理接口形式多樣(RS-232、RS-485、CAN和以太網(wǎng)等);特有的專(zhuān)利技術(shù),通訊距離遠(yuǎn)(達(dá)10km)、抗干擾能力強(qiáng)??梢苑奖愕慕M成多級(jí)遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)。今后可以很方便添加新設(shè)備和皮帶控制。從而避免了以前上一套設(shè)備需更換一套控制設(shè)備的弊端,節(jié)省了大量人力和財(cái)力。
(1)系統(tǒng)采用開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通訊的現(xiàn)場(chǎng)總線形式,可按照用戶需求實(shí)現(xiàn)其所需的所有控制,并配置標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口以保證與井下以太網(wǎng)對(duì)接進(jìn)行數(shù)據(jù)、信號(hào)傳輸或遠(yuǎn)控。
(2)控制系統(tǒng)和各種保護(hù)運(yùn)行性能穩(wěn)定,可靠。具備抗干擾能力,電源與信號(hào)、輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間均采用可靠的隔離方式。
(3)系統(tǒng)可以對(duì)運(yùn)輸路線的設(shè)備實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)視監(jiān)控、井下自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)就地控制外,還具有現(xiàn)場(chǎng)編程等功能。
(4)系統(tǒng)中的所有設(shè)備能夠滿足煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境。
(5)采用現(xiàn)場(chǎng)總線形式,利用集中皮帶所設(shè)的監(jiān)控主站采集其數(shù)據(jù)并與以太網(wǎng)連接。
該系統(tǒng)的操作方式的轉(zhuǎn)換通過(guò)設(shè)在集控臺(tái)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)完成。操作方式分為就地控制、遠(yuǎn)程控制、集中控制。
就地控制即在就地控制箱上通過(guò)按鈕對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制,此控制方式不受任何閉鎖的限制,只在應(yīng)急及檢修時(shí)使用。
集控+手動(dòng)方式,即對(duì)每臺(tái)設(shè)備的控制通過(guò)集中控制臺(tái)上的相應(yīng)按鈕操作來(lái)完成。每臺(tái)設(shè)備的起停順序受閉鎖條件的限制。電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)故障自動(dòng)停止啟動(dòng)。
集控+自動(dòng)方式,即通過(guò)操作集中控制臺(tái)上的相應(yīng)電機(jī)的起停按鈕,來(lái)完成該電機(jī)所對(duì)應(yīng)的各設(shè)備的起停控制。每臺(tái)設(shè)備的起停順序受閉鎖條件的限制。地面集控+手動(dòng)方式,即對(duì)每臺(tái)設(shè)備的控制通過(guò)地面集中控制室內(nèi)上位機(jī)的相應(yīng)按鍵來(lái)操作完成。每臺(tái)設(shè)備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+手動(dòng)方式”類(lèi)似,按鈕為點(diǎn)擊上位機(jī)界面上的按鍵。
地面集控+自動(dòng)方式,在上位機(jī)上又分為半自動(dòng)和全自動(dòng)兩種方式,半自動(dòng)方式下即通過(guò)操作地面控制室內(nèi)上位機(jī)相應(yīng)電機(jī)的起停按鍵,來(lái)完成該電機(jī)所對(duì)應(yīng)的各設(shè)備的起??刂?。每臺(tái)設(shè)備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+自動(dòng)方式”類(lèi)似,按鈕為點(diǎn)擊上位機(jī)界面上的按鍵。全自動(dòng)方式下,設(shè)備是按照工藝流程來(lái)起停。
在設(shè)備啟動(dòng)前首先要選擇設(shè)備控制方式,就地/遠(yuǎn)程控制/集中控制。
皮帶機(jī)控制系統(tǒng)是基于可編程控制器的皮帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型,是一種適用于在煤塵、瓦斯等危險(xiǎn)環(huán)境中使用的皮帶機(jī)順序控制及保護(hù)的智能控制系統(tǒng),其通用性、適應(yīng)性強(qiáng),能完成各種傳感器工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、皮帶機(jī)起??刂?、通訊、現(xiàn)場(chǎng)管理、集中監(jiān)控。以世界名牌德國(guó)西門(mén)子PLC為核心的皮帶機(jī)綜保裝置組成井下皮帶機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),即可以組成不同的控制規(guī)模實(shí)現(xiàn)多條皮帶機(jī)集控,又可以單獨(dú)使用控制一臺(tái)皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)控制。該系統(tǒng)是以光纖為介質(zhì)組成的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),可以迅速把相應(yīng)的數(shù)據(jù)集中送往地面調(diào)度室的上位機(jī)上,實(shí)現(xiàn)井下皮帶機(jī)的井上監(jiān)控管理,減少了解現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
整個(gè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備(檢測(cè)傳感器、皮帶機(jī)綜保裝置、防爆本安型就地分站控制箱、本安型操作臺(tái)、嵌入式觸摸計(jì)算機(jī)(Windons CE操作系統(tǒng))、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、西門(mén)子PLC和井上監(jiān)控中心的上位機(jī)監(jiān)控軟件等組成?,F(xiàn)場(chǎng)另安裝4臺(tái)防爆攝像儀(KBA120),形成監(jiān)視系統(tǒng)。
總之,由于受到我國(guó)煤礦礦井生產(chǎn)作業(yè)情況以及數(shù)字化礦山建設(shè)本身復(fù)雜性等的影響,目前我國(guó)的煤礦數(shù)字化礦山仍然處于初期和數(shù)字化建設(shè)不完備的階段,通過(guò)帶式輸送機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)在錦丘煤礦的應(yīng)用情況來(lái)看,煤礦數(shù)字化建設(shè)水平還應(yīng)更進(jìn)一步提高,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化礦井,確保安全、高效生產(chǎn)。
作者簡(jiǎn)介:盧峰(1977-),男,山東滕州人,助理工程師,從事煤礦計(jì)算機(jī)信息技術(shù)管理工作。