摘 要：

原煤篩選系統(tǒng)是礦井煤炭生產(chǎn)的重要組成部分，為此針對原煤篩選系統(tǒng)路線長、崗位多、聯(lián)絡(luò)環(huán)節(jié)多等特點(diǎn)，只有通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)并輔以工業(yè)電視，實(shí)現(xiàn)原煤篩選系統(tǒng)集中控制，才能減少作業(yè)人員，降低故障影響時(shí)間。

關(guān)鍵詞：

集控；無人值守；高產(chǎn)高效

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）16020301

原煤篩選系統(tǒng)在運(yùn)行期間根據(jù)生產(chǎn)要求職工不僅需要開停設(shè)備、處理故障、設(shè)備巡查、清理積煤，還需要人工調(diào)節(jié)流量、配倉、切換生產(chǎn)路徑、煤位測量等，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且易引起操作失誤，造成設(shè)備損壞，甚至人員傷亡，給單位帶來重大的損失。同時(shí)受井下環(huán)境影響，經(jīng)原煤篩選系統(tǒng)運(yùn)輸、篩選除煤、矸石外，時(shí)常參雜鐵器、生產(chǎn)材料等雜物。上述影響會(huì)導(dǎo)致膠帶機(jī)出現(xiàn)跑偏、打滑、斷帶、縱向撕裂、堆煤、燃燒，還會(huì)造成溜煤筒堵料、螺旋篩卡死等故障。由于采用繼電器控制系統(tǒng)單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立控制開停，下級設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，上級設(shè)備不能及時(shí)停機(jī)，易造成故障擴(kuò)大化，同時(shí)原煤篩選系統(tǒng)設(shè)備分散，設(shè)備多，各設(shè)備的配置差異較大，操作人員崗位多，統(tǒng)一指揮調(diào)度能力差，運(yùn)行效率低，不僅影響礦井正常生產(chǎn)，也給設(shè)備安全帶來重大威脅，因此實(shí)現(xiàn)原煤篩選系統(tǒng)的集中控制就顯得更加必要。

1 項(xiàng)目可行性分析

（1）目標(biāo)值。通過對整個(gè)原煤篩選系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控，實(shí)現(xiàn)原煤篩選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制，從而達(dá)到減少現(xiàn)場操作人員，降低故障影響時(shí)間的目的，改造目標(biāo)見圖1。

圖1 改造目標(biāo)值確定圖

（2）目標(biāo)值可行性分析。

利用PLC可編程控制器功能強(qiáng)大、可靠性高、對煤礦適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛靈活、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，采用PLC作為原煤篩選系統(tǒng)集中控制的核心，提高系統(tǒng)的可靠性和工作效率，并為生產(chǎn)和調(diào)度管理提供方便。

①技術(shù)可行性：目前，PLC始終是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主力軍，為各種機(jī)電設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)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(dòng)化的需要。

②環(huán)境可行性：隨著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，煤礦開采、生產(chǎn)、管理等方式正不斷向機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化等方面發(fā)展，新技術(shù)、新裝備、新工藝日益增多。新版《煤礦安全規(guī)程》明確煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化的安全要求，增加和細(xì)化了在煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)、新裝備的相關(guān)操作安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對煤礦實(shí)現(xiàn)安全高效發(fā)展具有廣泛的借鑒和指導(dǎo)意義，指明了煤炭先進(jìn)生產(chǎn)力水平和科技裝備的發(fā)展方向。

2 方案實(shí)施

新鄭煤電公司篩選廠原煤篩選系統(tǒng)設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控，為確保篩選系統(tǒng)安全高效生產(chǎn)，使篩選系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控，集控系統(tǒng)改造將篩選設(shè)備控制和保護(hù)統(tǒng)一接入到PLC控制柜內(nèi)，設(shè)備實(shí)現(xiàn)可視可聽，建立原煤篩選集控系統(tǒng)并接入綜合自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)就地和綜合集控中心遠(yuǎn)方監(jiān)測監(jiān)控。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（1）將原煤篩選系統(tǒng)的22條皮帶、4臺(tái)給煤機(jī)、2臺(tái)破碎機(jī)、3臺(tái)除塵器、6臺(tái)分煤器、3臺(tái)螺旋篩等設(shè)備，建成原煤篩選集控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地面篩選系統(tǒng)主要設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控。

（2）主站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測。

（3）通過PLC開關(guān)量信號(hào)控制系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備啟停，低速打滑、機(jī)頭堆煤、除塵灑水、煙霧、溫度、縱撕、急停和跑偏等傳感器監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀況。

（4）當(dāng)設(shè)備在啟動(dòng)或運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測并停止故障設(shè)備，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，并在組態(tài)畫面上動(dòng)態(tài)閃爍顯示，記錄事故，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警。

（5）系統(tǒng)通過圖形動(dòng)態(tài)顯示集控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，集控中心動(dòng)態(tài)模擬顯示采用組態(tài)軟件開發(fā)，采用改變圖形顏色和閃爍功能進(jìn)行事故報(bào)警，自動(dòng)記錄故障類型、時(shí)間等歷史數(shù)據(jù)。

（6）視頻信號(hào)、音頻信號(hào)傳輸?shù)胶Y選廠集控中心和礦井集控中心，通過多屏控制器實(shí)現(xiàn)VGA信號(hào)和視頻信號(hào)在大屏幕上的切換顯示，要求多屏控制器支持多路視頻，多路VGA信號(hào)，帶開窗、疊加、漫游、拉伸、縮放功能，具有多種任意畫面組合拼接模式，無限路數(shù)組合拼接，可對各單元進(jìn)行任意切換組合。

2.2 實(shí)現(xiàn)功能

（1）信息圖顯示。

實(shí)時(shí)顯示皮帶、給煤機(jī)、破碎機(jī)、除塵器和螺旋篩開/停狀態(tài)。如皮帶開停狀態(tài)、檢修狀態(tài)及運(yùn)行速度、電機(jī)電壓、電流、開機(jī)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間等參數(shù)。

（2）工況圖顯示。

工況圖動(dòng)態(tài)顯示皮帶、給煤機(jī)、破碎機(jī)、除塵器和螺旋篩運(yùn)行的工況，主要保護(hù)有關(guān)參數(shù)信息。

（3）故障顯示及報(bào)警。

實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測設(shè)備及保護(hù)信息，設(shè)備的故障類型，分站之間通信是否正常，出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作造成設(shè)備停機(jī)，能夠通過擴(kuò)音電話以廣播形式定位到哪部設(shè)備哪個(gè)位置的保護(hù)動(dòng)作。

（4）歷史查詢。

在集控中心可以查詢電機(jī)電流、電機(jī)溫度、帶速等的歷史曲線圖，以及相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢。

（5）控制功能。

具有就地手動(dòng)、遠(yuǎn)程單控、遠(yuǎn)程聯(lián)鎖控制、檢修四種工作方式，在同一時(shí)刻對設(shè)備只能有一種控制方式有效。集控系統(tǒng)控制原則為逆煤流方向設(shè)備逐個(gè)啟動(dòng)，順煤流方向設(shè)備逐個(gè)停車。

（6）視頻音頻監(jiān)控功能。

①畫面監(jiān)視和畫面切換功能，同時(shí)把監(jiān)控設(shè)備音頻傳輸至集控中心播放。

②實(shí)現(xiàn)與辦公網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享，支持實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸，多個(gè)用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽視頻服務(wù)器。

③支持動(dòng)態(tài)錄像、連續(xù)錄像和定時(shí)錄像三種錄像方式，并支持單幀圖像的捕獲存儲(chǔ)?？筛鶕?jù)錄像的時(shí)間以及視頻源進(jìn)行檢索、回放、自動(dòng)硬盤存儲(chǔ)管理等。

④錄像、音頻資料保存時(shí)間不小于15天，圖像質(zhì)量不低于FULL D1標(biāo)準(zhǔn)。

3 應(yīng)用效益分析

3.1 改造效益

改造前，原煤篩選系統(tǒng)每臺(tái)設(shè)備都需要安排一名職工，一級螺旋篩、二級螺旋篩、上倉皮帶需要兩名職工進(jìn)行操作，每班需出勤22人，改造完成后，崗位一人就能操作3臺(tái)設(shè)備，職工只需要做好設(shè)備巡檢、故障處理、清理積煤等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度比以往大大降低，原煤篩選系統(tǒng)每班出勤12人就能滿足正常生產(chǎn)需要。原煤篩選系統(tǒng)集控中心投入運(yùn)行后，設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，故障自動(dòng)報(bào)警，發(fā)現(xiàn)、處理故障時(shí)間比以往大大縮短，平均每班影響時(shí)間僅為10分鐘，而且切換生產(chǎn)路徑、配倉時(shí)間只需要30秒就能完成，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)流量、煤位測量。

3.2 社會(huì)效益

通過原煤篩選系統(tǒng)集控改造與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地面篩選系統(tǒng)設(shè)備的集中遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控，極大的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)崗位無人值守和減崗減員的目的，每班可減少出勤人員10人，按照每人每月4200元工資計(jì)算，每年可節(jié)省人力成本151.2萬元，同時(shí)大幅降低故障影響時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，提高了煤礦原煤篩選系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平，實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化，生產(chǎn)的自動(dòng)化，最終達(dá)到安全、高產(chǎn)、高效礦井建設(shè)需要。