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        自動化無人值守技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機上的應(yīng)用芻議

        2020-10-20 06:20:48鹿康康
        科學(xué)與財富 2020年21期
        關(guān)鍵詞:智能終端煤礦

        鹿康康

        摘 要:自動化無人值守技術(shù)融合了多種技術(shù),包括多媒體顯示技術(shù),智能終端技術(shù),人機界面的開發(fā)技術(shù)等。目前,在智能控制系統(tǒng)技術(shù)方面當(dāng)屬自動化無人值守技術(shù)含量最高,這有賴于自動化無人值守技術(shù)的眾多優(yōu)勢,比如性能可靠的可編程控制器,配以多種檢測方式使得控制紐件在運行過程中,完成帶式輸送機應(yīng)有的設(shè)備閉鎖控制及速度閉環(huán)控制?;诖耍疚氖紫葟膬蓚€方面剖析了自動化無人值守技術(shù),隨后從四個方面介紹了自動化無人值守技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成,并對其推廣應(yīng)用前景進(jìn)行了簡要分析。以此來供相關(guān)人士交流參考。

        關(guān)鍵詞:自動化無人值守技術(shù);煤礦;智能終端

        隨著科技穩(wěn)步發(fā)展,機器化換人,自動化減人戰(zhàn)略在煤礦企業(yè)中不斷開展并實施,自動化無人值守技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)的主要組成部分,煤礦電力系統(tǒng)的改造已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢,實現(xiàn)煤礦自動化無人值守技術(shù),使得煤礦系統(tǒng)得以優(yōu)化,明顯提高了效率。

        一、自動化無人值守技術(shù)概述

        (一)技術(shù)概述

        在煤礦綜采工作方面,煤炭運輸?shù)闹饕O(shè)備是井下帶式輸送機,其控制技術(shù)系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性嚴(yán)重影響著整條輸送機的運行質(zhì)量和效率,具有至關(guān)重要的作用。目前,皮帶機綜合保護(hù)系統(tǒng)方式是煤礦井下帶式輸送機的主流控制方式,但此方式無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,也不能在手持終端詳細(xì)查看,難以保證現(xiàn)代礦井高產(chǎn)、高效、安全的生產(chǎn)使用要求。現(xiàn)代化礦井要求是符合節(jié)能環(huán)保,高產(chǎn)高效。目前現(xiàn)有井下帶式輸送機控制技術(shù)的難點在于,如何采用新型“自動化無人值守系統(tǒng)”替代傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)。自動化無人值守技術(shù)專門用于煤礦井下膠帶機,集工作面的集控制、檢測、保護(hù)、通話、語言報警于一體的無人值守系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的工業(yè)嵌入式計算機控制、完成集中十分布式控制、現(xiàn)場 CAN 總線技術(shù)等。主控采用10.4時液晶顯示屏,設(shè)備的各種狀態(tài)以彩色圖形、動畫、漢字等多種形式呈現(xiàn), 在參數(shù)設(shè)定和故障位置方面均以漢字顯示。除電源箱以外,系統(tǒng)其他所有部件均為全型設(shè)備,從面使系統(tǒng)的密封至少達(dá)到了 IP54標(biāo)準(zhǔn)[1]。

        (二)系統(tǒng)特點

        1.調(diào)度室集中且遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測。2.調(diào)度室通過語音進(jìn)行調(diào)度指揮。3.在井下可通過手持終端查看轉(zhuǎn)載點視頻,可及時與各個皮帶、調(diào)度室進(jìn)行語音通話。4.每條皮帶轉(zhuǎn)載點都相應(yīng)放置一臺攝像頭,對監(jiān)控落煤點情況進(jìn)行實時監(jiān)控,最大限度保障生產(chǎn)安全。5.主控設(shè)備能實現(xiàn)帶式輸送機的逆煤流啟動,順煤流停車逐輯關(guān)系。除此之外控制系統(tǒng)應(yīng)配備以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊,通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)可直按接入調(diào)度室,實現(xiàn)遠(yuǎn)程的一鍵啟停與集中監(jiān)控。6.為了方便滿足不同的現(xiàn)場要求和設(shè)備檢修應(yīng)設(shè)置單條設(shè)備起車。

        二、自動化無人值守技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成

        (一)沿線無人值守、調(diào)度室集控平臺

        為了實現(xiàn)對相關(guān)皮帶的控制,在皮帶機頭應(yīng)該放置一臺主控制器,首先通過主控制器實現(xiàn)對單設(shè)備的控制,隨后對接入皮帶的堆煤、跑偏、溫度、速度、煙霧、撕裂、沿線急停等方面進(jìn)行保護(hù),此外還可以將電機的軸承溫度,燒組溫度接入主控制器內(nèi),實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)測。之后還應(yīng)預(yù)留通訊接口,以便將運輸設(shè)備整體信息上傳到地面,積極有效的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。此外手持終端監(jiān)測 APP 可通過專用的防爆手機實現(xiàn)對落煤點的觀察和有效的語音通話[2]。

        (二)語音調(diào)度指揮系統(tǒng)

        語音調(diào)度指揮系統(tǒng)是在 Windows 系統(tǒng)上開發(fā)的通訊設(shè)備。有效的將語音信號傳送給語音通信網(wǎng)絡(luò)電話或 IP 多功能對講機等語音終端設(shè)備, 來保障通話功能的正常運行,方便對意外情況進(jìn)行及時交流,根據(jù)現(xiàn)場情況,在井下控制臺附件安裝一臺礦用隔爆兼本安型信號處理器。將處理器串入沿線,并通過以太網(wǎng)與基站相連。調(diào)度室安裝一臺蒂功能模塊的調(diào)度主機、一部 IP 電話或 IP 對講器。以現(xiàn)有的以太網(wǎng)為傳輸介質(zhì),即可實現(xiàn)帶機沿線和井上調(diào)度中心擴播系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

        (三)手持終端

        在2.4G 無線 WIFI 網(wǎng)絡(luò)搭建后,在信號覆蓋有效區(qū)域內(nèi)可使用手持式智能終端,此外,地面若需要手持終端控制及顯示,就需要在適用范圍內(nèi)覆蓋無線 WIFI 信號,并添加無線基站,同時還需要環(huán)網(wǎng)支持,把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到地面。通過手持智能終端就可調(diào)取任意站點攝像儀的監(jiān)控視頻畫面,并且在任意位置與膠帶機附件的工作人員進(jìn)行語音通話,同時又能對膠帶機運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,可隨時應(yīng)用膠帶機的啟??刂坪烷]鏡功能。在 WIFI 通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上,再結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),就可輕松實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通話功能,相關(guān)人員在井下任意位置就能與井上或沿線的工作人員互通電話,甚至視頻監(jiān)控,可及時監(jiān)控井下任意位置的視頻信息。此外膠帶保護(hù)監(jiān)控功能還可實現(xiàn)膠帶機運行狀志及傳感器的狀態(tài)實時監(jiān)控,一鍵膠帶機閉鎖功能[3]。

        (四)工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

        在每條皮帶的落煤點安裝一臺高清攝像頭。通過監(jiān)控主機多屏顯示的功能,實現(xiàn)對落煤點和皮帶的實時監(jiān)控,減少工人的巡檢工作。為了實現(xiàn)可視化控制,就要在關(guān)鍵點配置礦用隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀。所有固定式網(wǎng)絡(luò)攝像儀均采用720P 高清攝像儀,通過以太網(wǎng)接口直接連入附近交換機。在以下部位設(shè)置視頻監(jiān)控裝置:帶式輸送機機頭卸料部、張緊處、驅(qū)動部、機尾受料部等,并在所有安裝攝像頭的地點,同時配備合格的照明燈具,以確保圖片的清晰。礦用隔爆兼本安型攝像儀屬于數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)型,內(nèi)置光電轉(zhuǎn)換模塊,視頻傳輸是通過光纖進(jìn)行的,圖像收集于帶式輸送機驅(qū)動處,礦用隔爆兼本安型計算機集中顯示,實現(xiàn)八畫面視頻監(jiān)控功能。所有礦用隔爆兼本安型攝像儀供電電壓為127V 電源,視頻信號輸出均為光信號,方便傳輸以避免干擾,攝像僅輸出光信號,通過礦用阻燃光縷直接接入礦用隔爆兼本安型計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲,相關(guān)圖像數(shù)據(jù)原則上存儲時間不少于15天,此外還應(yīng)同時配置無線基站、電源箱、攝像儀等設(shè)備[4]。

        三、推廣應(yīng)用前景

        自動化無人值守技術(shù)在解決了現(xiàn)有井下帶式輸送機控制技術(shù)難點的基礎(chǔ)上,采用新型自動化無人值守系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的電控系統(tǒng),是用于煤礦井下膠帶機和工作面的集控制、檢測、保護(hù)、通話、語言報警于一體的控制無人值守系統(tǒng)。給用戶帶來了前所未有的體驗感,在功能和靈活性等方面展現(xiàn)出了令人驚喜的優(yōu)勢,此技術(shù)應(yīng)用前景廣泛。

        四、結(jié)束語

        近幾年在煤礦運輸行業(yè)發(fā)展較快的就是自動化無人值守技術(shù),無人值守技術(shù)具有顯著的智能化特性,而且運行起來相對較平穩(wěn)、功能多且操作簡單。將無人值守技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機后發(fā)現(xiàn),與常規(guī)控制系統(tǒng)相比智能無人值守技術(shù)具有顯著優(yōu)勢,價值極高值得廣泛推廣使用。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 楊振平.淺談智能控制技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機中的應(yīng)用價值[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2018(2):167-168.

        [2] 張瑋琛. 煤礦井下變電所無人值守的運行與管理[J].西部探礦工程,2019,31(007):186-187.

        [3] 劉佳佳.淺談煤礦井下輸送帶運輸系統(tǒng)自動化[J].當(dāng)代化工研究,2019,000(003):74-75.

        [4] 左麗爽.關(guān)于煤礦井下輸送帶運輸系統(tǒng)自動化的探究[J].信息周刊,2019,000(010):1-1.

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