段志剛

中煤第一建設(shè)有限公司第十工程處 河北邯鄲 056000

1 皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 運(yùn)作成本不高

煤礦井下皮帶控制系統(tǒng)利用遠(yuǎn)程分布模式，能夠降低機(jī)組布線數(shù)量，以此來減少其運(yùn)作成本，并不影響運(yùn)作效率。皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高，并且還能夠進(jìn)行軟件系統(tǒng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)功能性的轉(zhuǎn)換，降低重新設(shè)計(jì)繁瑣的流程。同時(shí)，皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)還具備一定的故障自檢性能，能夠有效降低系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率，降低后期維修及維護(hù)的成本，并在發(fā)生故障后能夠及時(shí)檢測故障，為之后的故障維修提供便利[1]。

1.2 全分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要是全分布式結(jié)構(gòu)，不僅可以實(shí)現(xiàn)井下的自動(dòng)化控制，同時(shí)也能夠?yàn)榈孛婀ぷ鲙肀憷?，在主機(jī)以及其他分機(jī)中，有著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，但卻又不會(huì)相互影響，在發(fā)生故障或其他重大異常事件時(shí)，能夠避免連鎖效應(yīng)。

1.3 自動(dòng)化控制

在開展信息管理工作時(shí)，操作人員能夠做到遠(yuǎn)程的信息接收與處理，以及設(shè)備監(jiān)管等工作。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠利用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，并進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)監(jiān)控的各項(xiàng)內(nèi)容。在各生產(chǎn)過程中，數(shù)據(jù)的收集和處理，都需要具備一定實(shí)時(shí)性，而遠(yuǎn)程控制井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，則能夠進(jìn)行圖像及視頻監(jiān)控，確保各生產(chǎn)流程的穩(wěn)定進(jìn)行，以及監(jiān)控各流程的安全等，并實(shí)時(shí)共享控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的信息[2]。

1.4 自動(dòng)化故障檢測及診斷

皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備自動(dòng)故障檢測及診斷性能，比如系統(tǒng)傳感設(shè)備以及PLC。若是系統(tǒng)在運(yùn)作時(shí)出現(xiàn)信號(hào)干擾或其他方面的故障現(xiàn)象，那么系統(tǒng)則會(huì)即刻進(jìn)行自動(dòng)化檢測，在檢測到故障位置、故障起因、故障情況后，進(jìn)行警報(bào)的發(fā)動(dòng)。

2 皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要功能

2.1 保護(hù)功能

煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有一定的保護(hù)能力，其主要分為三個(gè)層面：首先，電流保護(hù)。若是機(jī)組的電流出現(xiàn)異常偏高的現(xiàn)象，那么很有可能會(huì)對(duì)電機(jī)造成較大的破壞。在皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可以通過增設(shè)電流變送器的方法來監(jiān)測電機(jī)中的電流信息，若是電流出現(xiàn)異常過大的現(xiàn)象，那么會(huì)及時(shí)進(jìn)行停機(jī)處理，避免對(duì)電機(jī)造成損傷導(dǎo)致燒毀的現(xiàn)象；其次，故障保護(hù)。在皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，若是皮帶的運(yùn)輸距離過大，那么也會(huì)提高故障的產(chǎn)生概率，因此在沿線等部分需要增設(shè)保護(hù)開關(guān)，利用信息識(shí)別技術(shù)來針對(duì)故障發(fā)生的位置等信息進(jìn)行鑒別，以及對(duì)故障位置以及信息進(jìn)行保護(hù)；最后，溫度保護(hù)。在運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸時(shí)，若長時(shí)間工作則會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而電機(jī)若是溫度過高，那么會(huì)對(duì)運(yùn)輸機(jī)造成威脅，極易導(dǎo)致電機(jī)故障等現(xiàn)象。

2.2 硬件方案

為應(yīng)對(duì)井下復(fù)雜的工作環(huán)境，隨時(shí)預(yù)警皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)可能存在的安全隱患及設(shè)備故障信息，精確獲得需要檢測的數(shù)據(jù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)各部分硬件設(shè)備進(jìn)行了相應(yīng)選型。

（1）PLC 主控制器。PLC 主控制器在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中扮演著重要的角色，通過它可實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的故障預(yù)警、故障保護(hù)、電機(jī)啟停。根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能需求，本文選用德國西門子S7-300 系列PLC 作為主控制器。

（2）皮帶跑偏檢測。單元跑偏傳感器選用型號(hào)為 GEJ30，可對(duì)帶式輸送機(jī)的皮帶跑偏情況進(jìn)行檢測。將跑偏傳感器安裝在帶式輸送機(jī)底座兩側(cè)，布設(shè)間隔為 30 ～50 m，不限制安裝數(shù)量，并且均為并聯(lián)連接。傳感器設(shè)定一定的閾值，當(dāng)皮帶偏離值超過閾值時(shí)，PLC主控制器會(huì)接收反饋信息，并進(jìn)行保護(hù)控制，同時(shí)標(biāo)識(shí)跑偏區(qū)域，工作人員可根據(jù)標(biāo)識(shí)區(qū)域?qū)ε芷нM(jìn)行詳細(xì)檢查并更換。

（3 ）皮帶堆煤檢測。單元堆煤傳感器選用型號(hào)為 GUJ30，將堆煤傳感器安裝在皮帶輸送機(jī)低洼處。當(dāng)發(fā)生堆煤現(xiàn)象時(shí)，堆煤傳感器將信號(hào)向PLC 主控制器實(shí)時(shí)傳送，此時(shí)控制器顯示超出安全值并啟動(dòng)相應(yīng)保護(hù)機(jī)制，同時(shí)標(biāo)識(shí)堆煤具體區(qū)域，工作人員可根據(jù)標(biāo)識(shí)區(qū)域?qū)Χ衙呵闆r進(jìn)行處理[3]。

（4）皮帶打滑檢測。單元選用型號(hào)為KG5007A 的速度傳感器對(duì)皮帶打滑現(xiàn)象進(jìn)行檢測，將速度傳感器安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)端頭滾筒及皮帶中部。PLC 主控制器通過設(shè)定值與實(shí)際值的速度差值比對(duì)開判定皮帶是否產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，適時(shí)啟動(dòng)控制保護(hù)系統(tǒng)，并組織工作人員對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行檢查并進(jìn)行故障保護(hù)。

（5）皮帶撕裂檢測。單元撕裂傳感器選用型號(hào)為 GVD1200，將其安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)端頭張緊設(shè)備內(nèi)。帶式輸送機(jī)在正常工作過程時(shí)張緊力一般為固定值，當(dāng)該數(shù)值減小時(shí)即可視為皮帶撕裂，此時(shí)立即關(guān)停帶式輸送機(jī)并啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制，及時(shí)組織工作人員對(duì)存在問題的膠帶進(jìn)行更換。

2.3 維修操作控制

若是在煤礦井下設(shè)置生產(chǎn)設(shè)備，則進(jìn)行日常維護(hù)便成為了至關(guān)重要的工作，而這也是保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，以及為煤炭生產(chǎn)提供保障的重要措施。在維護(hù)或維修工作完成后，還需要根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行調(diào)整，盡量排除所有故障隱患。

3 結(jié)語

煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)中至關(guān)重要的部分，能夠保證生產(chǎn)的穩(wěn)定安全。所以，需要針對(duì)井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，而自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用則能夠很好地滿足這些要求，在保證煤礦穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，又能夠提高生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)男省?/p>