張自強(qiáng) 丁俊美

摘 要：針對山西昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉設(shè)計(jì)的一套自動監(jiān)控系統(tǒng)，通過下位機(jī)實(shí)時(shí)采集緩沖倉煤位，結(jié)合緩沖倉煤位及通過上位機(jī)參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對供煤皮帶、給煤機(jī)自動控制，提高設(shè)備安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：緩沖倉;物位儀;PLC;給煤機(jī)

1 引 言

針對山西嵐縣昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉的供煤皮帶、給煤機(jī)均為人工操作控制，且煤倉煤位需要人工現(xiàn)場查看，給煤機(jī)司機(jī)在煤倉下口，不能及時(shí)獲得煤倉上口的情況，只能由上口人員通過電話聯(lián)系通知，但也不能確定煤倉內(nèi)的具體情況。實(shí)際監(jiān)控、操作過程中勞動強(qiáng)度大，而且極易出現(xiàn)誤判誤操作，造成滿倉溢出煤倉后需人工和時(shí)間清理;也容易出現(xiàn)煤倉空倉，造成煤流直接沖擊煤倉底部，損壞給煤機(jī)。出現(xiàn)空倉和滿倉等情況對輸煤系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響，從而影響生產(chǎn)。因此，為了確保井下緩沖倉運(yùn)煤系統(tǒng)安全應(yīng)及時(shí)了解井下煤倉的煤位，同時(shí)減少人工操作上的失誤，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套煤礦井下緩沖倉自動監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示煤倉煤位、自動控制給煤機(jī)及轉(zhuǎn)載皮帶、提高設(shè)備安全運(yùn)行。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由物位儀、可編程控制箱、環(huán)網(wǎng)及上位機(jī)組成。

數(shù)據(jù)采集利用雷達(dá)物位傳感器采集緩沖倉煤位信號，探頭發(fā)出高頻脈沖，當(dāng)脈沖遇到煤倉煤表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收，并將脈沖信號轉(zhuǎn)化為緩沖倉煤位信號。

可編程控制箱核心部件采用西門子200系列的S7-226PLC及EM231模擬量輸入模塊，用來接入傳感器信號及控制給煤機(jī)和轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)。

系統(tǒng)顯示包括井下觸摸屏顯示及集控中心上位機(jī)界面顯示，井下觸摸屏顯示采用昆侖通態(tài)TPC1061Ti觸摸屏和報(bào)警裝置作為輸出原件，實(shí)現(xiàn)煤倉煤位、給煤機(jī)及轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)的實(shí)時(shí)顯示，并按設(shè)定發(fā)出報(bào)警信號。

信號傳輸采用工業(yè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，上位機(jī)通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)和可編程控制箱進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)運(yùn)程監(jiān)控。

2.2 工作原理

煤倉出現(xiàn)滿倉時(shí)供煤皮帶機(jī)自動停車，不影響給煤機(jī)放煤;煤倉即將放空前，給煤機(jī)自動停車，停止放煤，不影響供煤皮帶機(jī)運(yùn)行;同時(shí)為滿足提醒需要，在滿倉、空倉設(shè)備動作前要有報(bào)警功能。通過監(jiān)測點(diǎn)實(shí)測，煤倉煤位高度h，滿足h=x1，即將滿足，設(shè)為供煤皮帶停車煤位;h=y1時(shí)，可減少煤流對煤倉底部沖擊，可以保護(hù)底部設(shè)備，設(shè)為給煤機(jī)停車煤位;y2

3 硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)核心部件主要采用西門子S7-200系列的226、EM231模擬量輸入模塊、CP243通信模塊。輸出控制如圖1所示。

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)包括三部分，分別為下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)、觸摸屏界面顯示設(shè)計(jì)。

4.1 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

利用西門子s7-200編程軟件對下位機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，程序主要由主程序、初始化程序及子程序構(gòu)成，其中子程序又包括煤位報(bào)警程序、給煤機(jī)控制程序和皮帶機(jī)控制程序。

4.2 觸摸屏界面顯示設(shè)計(jì)

利用MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行觸摸屏顯示界面設(shè)計(jì)，顯示畫面中包括：煤位實(shí)際采集量、煤位實(shí)際輸出值、給煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、供煤皮帶運(yùn)行狀態(tài)、煤位高報(bào)警、煤位低報(bào)警、煤位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和動態(tài)畫面、年月日時(shí)分秒時(shí)間顯示、設(shè)定煤位參數(shù)及在煤位低于設(shè)定值時(shí)，屏蔽開機(jī)的煤位屏蔽指示。

當(dāng)給煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，畫面中皮帶機(jī)動態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)。皮帶機(jī)動態(tài)畫面制作，是利用兩副重疊畫面根據(jù)計(jì)數(shù)1=1和計(jì)數(shù)1=0進(jìn)行隱現(xiàn)產(chǎn)生的視覺效果，使的皮帶機(jī)畫面出現(xiàn)轉(zhuǎn)動的效果。具體如圖2所示：

5 結(jié)語

煤礦井下緩沖倉自動監(jiān)控系統(tǒng)的已投入使用，效果良好，達(dá)到了減員增效、降低生產(chǎn)成本的目的，從根本上解決了緩沖倉運(yùn)行存在的各種隱患，同時(shí)該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、畫面簡潔美觀、參數(shù)設(shè)置方便、運(yùn)行穩(wěn)定。

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作者簡介：張自強(qiáng)，1980年12月，男，漢，安徽省宿州市，碩士研究生，工程師;

智能控制，丁俊美，1982年1月，男，漢，安徽省安慶市，本科，講師;物聯(lián)網(wǎng)工程