劉永強(qiáng) 陳偉 涂業(yè)專 何兵

摘 要：近些年，伴隨著帶式輸送機(jī)的不斷發(fā)展，其逐漸趨于完善性。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提升的背景下，有關(guān)于機(jī)械制造、冶金技術(shù)和化工技術(shù)等均得到了一定程度的創(chuàng)新以及改進(jìn)，因此，在應(yīng)用帶式運(yùn)輸機(jī)期間也面臨著有關(guān)的改變，此種變化延伸到了各項(xiàng)企業(yè)中。在物料輸送系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用帶式輸送機(jī)有著極高的作用，該種類(lèi)型的輸送機(jī)除了自動(dòng)化效果良好之外，而且性能極高，基于此種優(yōu)勢(shì)，所以被普遍應(yīng)用到了各項(xiàng)行業(yè)內(nèi)。在文章中，重點(diǎn)分析和探討了煤礦帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：煤礦帶式輸送機(jī);集中控制系統(tǒng);應(yīng)用

引言

由于煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)分布較為分散，崗位冗雜、效率相對(duì)低下，運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)電故障率頻發(fā)，開(kāi)機(jī)率不高，而且存在極大安全隱患等情況，為提高煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化水平，實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔生產(chǎn)，基于工業(yè)4.0發(fā)展理念，以及“中國(guó)制造2025”總體規(guī)劃，神東煤炭公司率先在全國(guó)建設(shè)區(qū)域中央自動(dòng)化控制項(xiàng)目[1__3]。2016年大柳塔煤礦通過(guò)搭建工業(yè)自動(dòng)化環(huán)網(wǎng)，對(duì)井下現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造升級(jí)，構(gòu)建井下與地面工業(yè)環(huán)網(wǎng)，引進(jìn)德國(guó)魯爾工業(yè)園區(qū)PSI公司開(kāi)發(fā)的一款自動(dòng)化控制軟件PSI Ming系統(tǒng)，其采用管控一體化的三級(jí)SCADA平臺(tái)，將綜采、連采、主運(yùn)、分選、裝車(chē)等各種孤立的系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)有機(jī)的整體，通過(guò)不同部門(mén)監(jiān)控，將各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成在統(tǒng)一的PSI平臺(tái)上，進(jìn)行關(guān)聯(lián)計(jì)算、智能分析、分級(jí)報(bào)警和集中控制，實(shí)現(xiàn)了連采帶式輸送機(jī)集控設(shè)備地面遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)智能分析，實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)無(wú)人值守，提高了開(kāi)機(jī)率，降低了機(jī)電事故發(fā)生率，有效保障了安全生產(chǎn)， 達(dá)到了減員增效、節(jié)能降耗的功效，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)

濟(jì)寧二號(hào)煤礦機(jī)電工區(qū)帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)主要由主井基站（主機(jī)站）、主站及分站防爆箱、系統(tǒng)操作臺(tái)、分站操作臺(tái)、視頻采集器、通訊裝置、人員保護(hù)裝置及各種保護(hù)傳感器等組成。

（1）將主站操作臺(tái)和主防爆箱均放置在皮帶機(jī)頭可以方便實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備維護(hù)，主站操作臺(tái)采用接地式箱體，控制方式分為集中控制、手動(dòng)控制及檢修3種。操作臺(tái)側(cè)邊有轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以切換控制模式。只能在集控模式下，主站控制系統(tǒng)才能起到作用。當(dāng)主站在集控模式下，若分站之間沒(méi)有聯(lián)鎖啟動(dòng)皮帶時(shí)系統(tǒng)聲光報(bào)警60 s內(nèi)設(shè)備未啟動(dòng)，系統(tǒng)默認(rèn)為啟動(dòng)失敗，取消啟動(dòng)命令。若在60 s內(nèi)設(shè)備自檢正常時(shí)設(shè)備各部件依次啟動(dòng)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)分配啟動(dòng)時(shí)間，按皮帶相反方向依次啟動(dòng)，當(dāng)前一段皮帶傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備一切正常，后一段皮帶依次啟動(dòng)，停機(jī)順序與開(kāi)機(jī)方向相反。

（2）本系統(tǒng)防爆箱內(nèi)部主要由主板、接線盒、保護(hù)器、保險(xiǎn)、指示燈、電源模塊、數(shù)據(jù)采集器等部分組成。操作臺(tái)由顯示器、按鈕、集成模塊、手柄、喇叭、電話等組成，可對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、停止、預(yù)警、顯示、通話、復(fù)位、查詢動(dòng)作。操作臺(tái)顯示器能夠?qū)⒏鞣致窓C(jī)傳感器上的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞到顯示器上，同時(shí)顯示器防爆蓋里面還備有三個(gè)USB接口，可方便地與電腦連接，可以滿足整部皮帶機(jī)及各部位的控制，并可與地面以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井該系統(tǒng)[2]。

（3）分站防爆箱放在各皮帶機(jī)頭附近的搭接配電點(diǎn)內(nèi)，采用集中控制、手動(dòng)控制及檢修等三種控制方法。整個(gè)系統(tǒng)可設(shè)多個(gè)分站，各分站均設(shè)有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，可分別控制本段輸送機(jī)啟停。當(dāng)輸送機(jī)定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)皮帶跑偏或其他故障時(shí)，通過(guò)操作臺(tái)查詢，可以通過(guò)查看故障點(diǎn)來(lái)快速確定故障位置，從而方便維修及地面操作人員及時(shí)進(jìn)行事故處理，減少事故影響時(shí)間。

（4）本系統(tǒng)各分站均配備跑偏、打滑、速度、堆煤、超溫、煙霧、灑水等故障保護(hù)功能的傳感器。當(dāng)各分站有故障時(shí)會(huì)有相應(yīng)的提示聲，同時(shí)在主、分站操作臺(tái)上均會(huì)有各保護(hù)信號(hào)的提示燈閃爍[3]。

（5）集中控制功能。在構(gòu)建集中控制自動(dòng)化系統(tǒng)期間，主要是基于工業(yè)以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)使用千兆工業(yè)環(huán)形以太網(wǎng)，將三層千兆核心交換機(jī)設(shè)置到集控中心中，組合形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以此達(dá)到地面生產(chǎn)系統(tǒng)和監(jiān)督系統(tǒng)就近接入的目的。同時(shí)在井下還可以設(shè)置以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，布置一個(gè)主環(huán)網(wǎng)以及多項(xiàng)子環(huán)網(wǎng)，落實(shí)到井下各項(xiàng)系統(tǒng)內(nèi)。礦井地面和井下的前兆工業(yè)環(huán)網(wǎng)和集控中心核心交換機(jī)相互連接到一起，組合成冗余千兆主干環(huán)形網(wǎng)。完成系統(tǒng)構(gòu)建工作以后，能夠符合全礦井各項(xiàng)分散的控制單元聯(lián)網(wǎng)要求，對(duì)于分散類(lèi)型的子系統(tǒng)來(lái)講，包含了兩種方式，分別是集中和分布兩種，調(diào)度指揮中心對(duì)礦井各項(xiàng)控制層設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一指揮，為礦井管理系統(tǒng)提供準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)，以此綜合性控制礦井管控一體化。

2傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著連采工作面的不斷推進(jìn)，帶式輸送機(jī)需要逐步增加，傳統(tǒng)情況， 每部輸送帶都需要配備1名崗位工，負(fù)責(zé)帶式輸送機(jī)的巡視和啟停工作， 由于長(zhǎng)期環(huán)境影響，崗位工出現(xiàn)職業(yè)病概率加大，減少人員崗位冗余是必然趨勢(shì)。

3帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)可以實(shí)規(guī)上位遠(yuǎn)/近控權(quán)限切換功能，具備對(duì)設(shè)備主要運(yùn)行數(shù)據(jù)電流、電壓、溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)、導(dǎo)出等功能，對(duì)設(shè)備運(yùn)行、啟停、故障信息進(jìn)冇顯示、監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、導(dǎo)出等功能。帶式輸送機(jī)正在運(yùn)行界面，可提取各個(gè)驅(qū)動(dòng)部溫度和電動(dòng)機(jī)電流、電壓、功率等歷史運(yùn)符曲線，對(duì)設(shè)備參數(shù)作智能分析，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理，有針對(duì)性做檢修安排，若有故障征兆時(shí)，可以將故障消滅在萌芽狀態(tài)，大幅降低了設(shè)備的故障率提高了設(shè)備的有效開(kāi)機(jī)率。

4經(jīng)濟(jì)效益

濟(jì)二礦主膠帶控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)、配電點(diǎn)、等區(qū)域集中遠(yuǎn)程監(jiān)控后，以機(jī)電工區(qū)5部帶式輸送機(jī)每天早班、夜班需10名帶式輸送機(jī)司機(jī)，實(shí)現(xiàn)集中控制后每去中班、夜班巡視人員2名，減少崗位3個(gè)，減少崗位人員6人集中控制系統(tǒng)也解決了個(gè)別配電點(diǎn)距離主膠帶輸送機(jī)距離遠(yuǎn)， 出現(xiàn)局部通風(fēng)機(jī)停風(fēng)或電源跳閘情況后送電啟動(dòng)帶式輸送機(jī)等設(shè)備時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，紿安全生產(chǎn)提供了保障，帶式輸送機(jī)開(kāi)機(jī)率大幅提升和故障率下降明顯，控制中心可隨時(shí)掌握帶式輸送機(jī)運(yùn)行情況，給有關(guān)部門(mén)帶式輸送機(jī)管理考核提供支持。

結(jié)語(yǔ)：帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)有效降低了輸送機(jī)管理維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度及輸送機(jī)事故率，保證了礦用帶式輸送機(jī)安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，取得了顯著應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]范懂理.本質(zhì)安全型帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)在興源礦的應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2009，（3）：119-120.

[2]趙瑋燁. 煤礦帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 煤礦機(jī)電， 2018，（1）：23-25.

[3]賈國(guó)棟.帶式輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)改造[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2016，（5）：71-73.