摘 要：隨著工廠智能化控制技術的不斷發(fā)展，建立生產線自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機自動控制和管理已成為現(xiàn)代大型企業(yè)的發(fā)展方向。帶式輸送機作為焦化行業(yè)廠內煤料和焦炭運輸?shù)闹匾O備之一，實現(xiàn)其自動控制和遠程監(jiān)控是實現(xiàn)自動化的重要環(huán)節(jié)。本文將重點討論掘進工作面帶式輸送機遠程控制系統(tǒng)的設計與實踐。

關鍵詞：掘進工作面；帶式輸送機；遠程控制

煤礦帶式輸送機在井下掘進工作面運輸系統(tǒng)中占據(jù)主要地位，但目前煤礦自動化系統(tǒng)建設中存在“重主運輸系統(tǒng)，輕采掘運輸系統(tǒng)；重大型帶式輸送機，輕小型帶式輸送機”的傾向。從煤礦生產實際來看，采掘工作面帶式輸送機數(shù)量多，運行環(huán)境相比主運輸較惡劣，占用人員也多，其控制系統(tǒng)大多采用傳統(tǒng)的控制方式，一般處于相互獨立的狀態(tài)，造成整體維護困難，信息不能互通，不能實現(xiàn)現(xiàn)場實時運行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和管理，不能及時發(fā)現(xiàn)和處理故障，嚴重影響了運輸系統(tǒng)的可靠運行，制約了整個礦井生產系統(tǒng)的運行效率。近年來以計算機技術、通信技術為代表的現(xiàn)代信息技術得到快速發(fā)展，使得煤礦自動化產品得到更廣泛的應用和提高，為信息化、自動化礦山奠定了良好的基礎。為滿足礦井優(yōu)質、高效、安全生產的需要，在煤礦井下掘進工作面運輸中應用帶式輸送機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對帶式輸送機實行集中監(jiān)控和自動化控制顯得尤為重要，這將給整個原煤運輸系統(tǒng)管理帶來很大的效益。

1 帶式輸送機控制系統(tǒng)總體結構

在本次設計中，帶式輸送機的控制系統(tǒng)一共由五部分組成：a）主控制單元。既是整個系統(tǒng)的管理控制中心，又可就近進行信息采集；b）遠程擴展單元?？蓪⑾到y(tǒng)遠程進行擴展，可將遠端信息收集然后進行傳輸；c）就地操作顯示單元?？蓪⒅饕r信息進行顯示；d）網(wǎng)絡通信傳輸介質。采用Profibus（一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現(xiàn)場總線標準）工業(yè)現(xiàn)場總線，是傳輸信息的通道；e）外圍保護傳感器單元。主要由堆煤、打滑、煙霧、急停、跑偏、縱撕、溫度和超溫灑水等組成。

遠程信息被遠程擴展單元收集，然后進行統(tǒng)一打包，信息發(fā)送到主控制站時采用通信方式，這種方式不僅電纜使用少、成本低，還避免了電纜故障的發(fā)生，在提高經(jīng)濟效益的情況下，保證了傳輸信息的可靠性，通信可靠性得到保障。另外，分式的模塊化結構構成了遠程擴展單元的主要結構，與主控制單元兼容性良好，不會出現(xiàn)因為系統(tǒng)不兼容而導致通信質量下降的現(xiàn)象。

2控制系統(tǒng)設計

2.1硬件設計

硬件核心設備57-300擔負著帶式輸送機控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理、發(fā)送控制指令等功能，是系統(tǒng)的主控制中心，遠程主要由數(shù)字量輸出模塊及導軌組成。各個硬件組成的程序可對主控制單元與各遠程單元模塊進行參數(shù)設置。

2.2軟件設計

主控單元47-300在工作時主要有信息收集階段、邏輯分析處理階段與輸出執(zhí)行階段3個階段。主控單元可以時刻監(jiān)測電動機工作狀態(tài)，并在必要時啟動外圍傳感器保護，在電動機發(fā)生工作異常時和產生保護動作時，輸送機會被自動停止。在實際操作過程中存在手動方式與檢修方式，現(xiàn)對手動方式、檢修方式和自動方式這三種啟動方式之間的區(qū)別進行簡單介紹。a）自動方式可以持續(xù)檢測煤倉中煤位的變化，通過檢測到煤位，系統(tǒng)可以自動調節(jié)運煤系統(tǒng)運煤速度，實現(xiàn)啟停輸送系統(tǒng)的自動化控制。設備在運行過程中可以同時實現(xiàn)遠程自動控制與啟動控制，PLC可以實現(xiàn)各個設備的安全運行；b）手動方式由工人監(jiān)測采區(qū)煤倉煤位，人工手動對輸送機進行啟停，然后對運行的電動機臺數(shù)手動控制。在輸送機工作發(fā)生故障時，PLC可以實現(xiàn)自動控制來啟動保護動作，剩余的可由工人進行人工操作，控制輸送機的啟停；c）檢修方式的實現(xiàn)必須就地控制，遠程控制方式不能實現(xiàn)檢修控制。手動操作都可以控制各種電動機的啟停，只需要考慮電器保護，其余保護不需要考慮，這樣檢修人員就可精確知道故障發(fā)生的部位。

3帶式輸送機遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)

功能該監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)焦化企業(yè)全廠帶式輸送機各工況參數(shù)的實時監(jiān)測與控制。當帶式輸送機遠程監(jiān)控系統(tǒng)啟動時，安裝在帶式輸送機上的各類保護裝置和傳感器將帶式輸送機的各種工況參數(shù)轉換為標準電信號傳給帶式輸送機控制單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集任務。機載控制系統(tǒng)負責將采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，加工處理，并為上位機提供原始數(shù)據(jù)。機載控制系統(tǒng)的核心部件是機載PLC控制器，機載PLC控制器通過PLC通信模塊上的RS485端口與PROFIBUS現(xiàn)場總線進行連接?，F(xiàn)場總線與地面控制中心服務器（上位機）之間通過RS485接口協(xié)議進行通信。通過以上傳輸協(xié)議，機載PLC控制器將物理傳感單元與本地人機操作裝置連接起來，完成邏輯單元的控制與網(wǎng)絡通訊等任務?？刂浦行姆掌鳎ㄉ衔粰C）接收來自機載控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并經(jīng)過分析處理后通過WinCC組態(tài)系統(tǒng)，故障報警系統(tǒng)等實現(xiàn)對帶式輸送機各數(shù)據(jù)的自動采集、遠程控制、實時監(jiān)測及故障報警等功能。

上位機管理功能：1）保護信息的顯示。帶式輸送機打滑、堆煤、跑偏、急停、撕裂、溫度超限、煙霧超限、張緊力下降、斷帶等保護狀態(tài)可在上位機顯示。2）上位機控制。通過上位機軟件，可實施地面遠程順煤流啟機、逆煤流啟機、單控啟停機，可遠程設置帶式輸送機各項保護參數(shù)。3）故障存儲。任意一種保護動作時，上位機均可以將其存儲到故障數(shù)據(jù)庫中：故障查詢：可以按照時間、輸送機號、故障類型等條件進行故障查詢，形成查詢信息清單；故障信息打印：根據(jù)設定條件查詢到的故障清單可以直接生成報表，支持打印功能；數(shù)據(jù)共享：上位機監(jiān)控數(shù)據(jù)可直接存儲至監(jiān)控服務器，支持多個終端訪問。

遠程監(jiān)控更完善，系統(tǒng)將帶式輸送機保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、井上下語音對講音頻數(shù)據(jù)、打點信號4種數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，在地面能查看更多現(xiàn)場數(shù)據(jù)，增加了遠程監(jiān)控的安全可靠性。上位機監(jiān)控軟件界面全面反映井下設備運行情況，發(fā)生異常情況時，報警語音可直接傳送至監(jiān)控室，實現(xiàn)井上下聯(lián)動。地面和井下直接語音對講，方便了地面和井下溝通、聯(lián)系。

4結語

實現(xiàn)煤礦企業(yè)的自動化控制一直是焦化企業(yè)生產研究的重點和難點。本文提出了一種實現(xiàn)掘進工作面帶式輸送機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該系統(tǒng)運行在具有冗余特性的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)平臺，可以實現(xiàn)帶式輸送機工況參數(shù)采集、遠程監(jiān)控、故障報警等功能，為煤礦企業(yè)實現(xiàn)掘進工作面自動化生產等關鍵技術的研究提供了解決路徑。

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作者簡介

屈強，男，貴州遵義，1983年6月，畢節(jié)市工業(yè)和能源委員會，礦山機電。

（作者單位：畢節(jié)市工業(yè)和能源委員會）