劉佳佳

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司奧倫膠帶分公司，陽泉 045000）

礦井采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)中皮帶自動(dòng)化技術(shù)改造

劉佳佳

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司奧倫膠帶分公司，陽泉 045000）

本文以煤礦企業(yè)自動(dòng)技術(shù)應(yīng)用為例，改造礦井采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)，并淺談應(yīng)用皮帶機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可行性，以期提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

礦井采區(qū) 運(yùn)輸系統(tǒng) 皮帶自動(dòng)化 技術(shù)改造

煤礦生產(chǎn)過程中應(yīng)用了帶式輸送裝置，但這種裝置存在傳輸速度慢、效率低、老化速度快等問題，嚴(yán)重影響著煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。在自動(dòng)化技術(shù)的快速普及下，皮帶機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。它集自動(dòng)控制技術(shù)、電子電力技術(shù)和電力器件制作技術(shù)于一身，組合成一套功能完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有傳輸效率高、使用壽命長、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)，受到了廣大煤礦企業(yè)的普遍認(rèn)可和使用。

1 采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀

某礦是有百年歷史的大型礦井，采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)都是獨(dú)立控制的，系統(tǒng)比較分散，控制方式很不靈活，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，所以實(shí)施區(qū)皮帶自動(dòng)化控制十分必要。在2008年，改造了運(yùn)輸系統(tǒng)，應(yīng)用了KHA（36）型輸送帶集控系統(tǒng)。系統(tǒng)共包括兩個(gè)部分：工業(yè)電視監(jiān)控和自動(dòng)化控制。工業(yè)電視監(jiān)控部分，井下皮帶機(jī)頭安裝了八部光纖攝影儀。在光纜傳輸信號(hào)下，將視頻信號(hào)傳輸至地面集控中心，并使用幾臺(tái)工業(yè)電視全程監(jiān)控信號(hào)的傳輸。

2 采區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)皮帶自動(dòng)化的改造目標(biāo)

2.1 手動(dòng)控制

操作工作者通過工控機(jī)將控制指令進(jìn)行發(fā)送。在皮帶不報(bào)警的狀況下，啟動(dòng)、停止皮帶，便于檢修設(shè)備故障。

2.2 自動(dòng)控制

操作工作者在使用工控機(jī)的情況下，發(fā)送控制指令，順利控制各個(gè)皮帶機(jī)。在皮帶機(jī)沒有報(bào)警的前提下，實(shí)現(xiàn)順利啟動(dòng)和停止皮帶。

3 改造對(duì)策

井下二級(jí)分站與井上控制中心構(gòu)成了KHA（36）型輸送帶集控系統(tǒng)。控制中心由大屏顯示器、IBM414服務(wù)器工控機(jī)等設(shè)備組合而成，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。井下二級(jí)分站負(fù)責(zé)分析處理由服務(wù)器下達(dá)的一系列控制命令。在發(fā)出指令后，控制各部皮帶機(jī)，并將本條輸送線設(shè)備運(yùn)作狀況上報(bào)給主機(jī)。使用1000M工業(yè)以太網(wǎng)，經(jīng)OPC網(wǎng)絡(luò)控制和井上集控中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)并展開實(shí)時(shí)通訊。在控制命令、設(shè)備運(yùn)行狀況中，需要在工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)皮帶控制分站與井上控制中心交換信息。在工業(yè)電視監(jiān)視控制部分，全方位監(jiān)控輸送機(jī)，確保在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)處理故障。井下運(yùn)輸皮帶控制及監(jiān)控系統(tǒng)配置，如圖1所示。

4 皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

4.1 具有保護(hù)與顯示功能

（1）保護(hù)功能。具有煙霧、檢測(cè)斷帶、縱裂、超溫等保護(hù)功能。

（2）顯示功能。工控機(jī)顯示各個(gè)皮帶運(yùn)行狀況，在出現(xiàn)故障后顯示信號(hào)，提示工作人員第一時(shí)間維修故障。

圖1 井下運(yùn)輸皮帶控制及監(jiān)控系統(tǒng)配置圖

4.2 具有聯(lián)網(wǎng)功能

地面上位機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)接口與主要計(jì)算機(jī)實(shí)施客戶端連接，共享資源數(shù)據(jù)。

4.3 具有擴(kuò)展功能

此系統(tǒng)擴(kuò)展功能非常強(qiáng)大，對(duì)各分站都增加了保護(hù)裝置，便于實(shí)現(xiàn)更大范圍的監(jiān)控。

4.4 管理和打印報(bào)表功能

在生產(chǎn)管理過程中，包括記錄時(shí)間、日志運(yùn)行、打印各種報(bào)表。

4.5 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能

在井下機(jī)頭上安裝了七臺(tái)防爆攝像儀，而地面集控制室中有監(jiān)視器，便于實(shí)時(shí)查看井下現(xiàn)場(chǎng)施工狀況。

4.6 其他功能

（1）實(shí)現(xiàn)了放大語音、語音報(bào)警等功能。

（2）實(shí)現(xiàn)了通訊功能。

（3）多臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了順逆煤流啟動(dòng)、無煤自動(dòng)停機(jī)等功能。

（4）實(shí)現(xiàn)了井下與地面的雙向通話功能。

（5）在設(shè)備連鎖下，每臺(tái)設(shè)備都能作為主控，可連鎖啟動(dòng)或者停車。

（6）任何一臺(tái)主機(jī)都可以顯示出每臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，任何一臺(tái)主機(jī)都能夠隨時(shí)取消故障。

5 皮帶集控系統(tǒng)的組成

5.1 井下設(shè)施

二級(jí)分站兩臺(tái)，負(fù)責(zé)處理主機(jī)下達(dá)的一系列控制命令。此分站在中央泵房處安設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化本條生產(chǎn)線的命令后，下發(fā)指令到各個(gè)皮帶機(jī)控制機(jī)中，并將本條輸送帶設(shè)備運(yùn)行狀況及時(shí)上報(bào)。實(shí)際情況上，二級(jí)分站負(fù)責(zé)發(fā)起和管理井下各個(gè)皮帶間的通訊。每一次各個(gè)皮帶間的主機(jī)通訊都由二級(jí)分站負(fù)責(zé)發(fā)起，二級(jí)分站輪流對(duì)每部皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況和故障信息負(fù)責(zé)查詢，將不符合標(biāo)準(zhǔn)的信息及時(shí)上報(bào)。KHA36型皮帶機(jī)控制主機(jī)作為控制皮帶機(jī)啟動(dòng)和停止的終端，全部傳感器都需要連接到KHA36型主機(jī)上，此主機(jī)調(diào)理及判斷各種信號(hào)。在收到二級(jí)分站通訊指令后，通過判定各個(gè)終端，明確是針對(duì)于本機(jī)命令時(shí)，及時(shí)匯報(bào)本機(jī)運(yùn)行狀況。在井下皮帶機(jī)頭處有光纖攝像儀，光纜傳輸將視頻信號(hào)傳輸?shù)降孛婕刂行?，?shí)現(xiàn)全方位、多角度的監(jiān)控輸送機(jī)。

5.2 地面部分

監(jiān)控和管理井下各輸送機(jī)運(yùn)作狀況，并將啟動(dòng)、停止控制命令下發(fā)給一級(jí)分站。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)動(dòng)畫顯示井下各個(gè)皮帶機(jī)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)顯示故障信息，并且還能實(shí)現(xiàn)每一條輸送線的順煤/逆煤啟動(dòng)。為了便于檢測(cè)故障，還能通過計(jì)算機(jī)隨意單獨(dú)啟動(dòng)或者停止一臺(tái)皮帶機(jī)。因此，井下皮帶有故障發(fā)生時(shí)，地面計(jì)算機(jī)可及時(shí)處理故障。集控計(jì)算機(jī)與井下二級(jí)分站在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)處，有效交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的正常穩(wěn)定傳送。

6 經(jīng)濟(jì)效益

皮帶集控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了順流開機(jī)、逆流開機(jī)、無煤自動(dòng)停機(jī)等功能，降低了空皮帶運(yùn)行率，不但降低了能源消耗，而且還提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。例如，1410運(yùn)輸線減少崗位工人6人、2610運(yùn)輸線減少崗位工人9人。按照年人均工資4萬元計(jì)算，每年工資節(jié)約60萬元，合計(jì)共節(jié)約70萬元。同時(shí)，此系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)故障，且有故障發(fā)生時(shí)還能自動(dòng)報(bào)警，且能及時(shí)處理故障，有效確保了皮帶的正常運(yùn)行。

7 結(jié)語

總而言之，在煤礦皮帶機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)煤礦具體狀況，設(shè)計(jì)和分析控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和工作性能，并不斷完善和改進(jìn)系統(tǒng)性能，確保其能符合具體使用要求，進(jìn)而保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

[1]趙德超，米迎春，楊群才.原煤運(yùn)輸線集中控制的改進(jìn)與應(yīng)用[J].中州煤炭，2010，（2）.

[2]楊端輪.PLC在帶式輸送機(jī)集中控制改造中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，（2）.

[3]郜磊.基于PLC技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)管理與科技，2010，（2）.

The Transformation Belt Automation Technology Mine Transportation System

LIU Jiajia
(Yangquan coal industry (Group) limited liability company’s tape branch, Yangquan 045000)

In this paper, the coal mine enterprise automatic technology application as an example, transformation of mine transportation system, the feasibility and application of the belt machine automation control system, in order to improve the coal enterprise’s economic benefit and social benefit.

mine, belt transport system, automation, technical transformation