膠帶運輸機集中控制技術在林南倉礦的應用

目前，我國煤礦井上膠帶運輸系統的控制仍以就地控制為主，此控制方式需要人力多，而且不具備對故障的記錄和綜合分析的功能，各種保護信號只能就地顯示，不便于科學管理。特別是林南倉礦井上膠帶運輸系統在二十多年的使用過程中，設備嚴重老化，安全保護不完善，事故率高，成為影響安全生產的隱患，該礦應用PLC控制技術，將計算機控制技術、網絡技術、光纖通訊技術等應用于井上膠帶運輸集中控制系統，實現了膠帶運輸機的集中自動控制和監控。

1、井上膠帶運輸系統工作流程:

工藝流程由主井運輸上來的原煤經K4給煤機運到原煤膠帶，由振動篩分選后分為塊煤和沫煤兩部分分別進入一選矸膠帶和沫煤上倉膠帶(塊煤進入一選膠帶，沫煤進入沫煤上倉膠帶)。塊煤經一選膠帶后，進入二選膠帶，再進入塊煤上倉膠帶，最后進入塊煤倉。在沫煤上倉機頭下方有一分煤器，可將煤分入沫配膠帶或振動篩膠帶，進入沫配膠帶的煤再進入沫煤倉，而進入振動篩膠帶的煤進入振動篩進行分選，分出的塊煤進入沫配膠帶再進入沫煤倉，剩下的沫煤進入煤倉后再通過北樓給煤機進入北天橋膠帶，然后進入煤場運輸膠帶(2×22KW)，再進入煤場天橋膠帶，最后進入煤場。

2、集控系統

2.1 系統簡介

目前，PLC始終處于工業自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案。適合于當前工業企業對自動化的需要。

本系統采用壘分布式控制結構。由現場控制和集中控制構成。集中控制設于中央控制室，基于通訊以及擴展能力方面的考慮，選擇了貝加萊PCC產品作為整個項目的控制系統。本系統PCC作為主控元件，具有防潮、抗干擾能力強，現場易編程、易擴展，基本免維護，井能夠實現軟件模塊化，自動檢測系統故障，遠程維護診斷等功能，并且在編程語言上，除了支持傳統PLC能用的IEC61131-3標準的幾種語言外，還支持ASCI C及automation bamc兩種高級語言的編程，在通訊以及數據采集等任務中，大大提高了編程效率，系統還采用PCC自帶的通訊接口組成數據傳輸網絡(以太網及串口)，達到不同的規模控制。完成一個系統內多條膠帶壘過程的監控、監測、連同中央控制室，構成一個完善的監控系統。

2.2 系統的特點

本集控系統具有以下幾方面特點:

(1)選用先進的控制器，系統的實時性好，可靠性高，數據處理速度快;采用壘分布式控制結構，系統具有較高的安壘性。通訊網絡速度快，距離遠，可靠性高;界面直觀友好，操作簡便，功能齊壘。人機界面不僅具有形象逼真的動態畫面和全中文顯示，還具有實時報警監視、安壘確認機制和數據記錄功能;

(2)

減少布線成本，由于采用遠距離通訊網絡，使布線更加方便，并大大減少電纜用量;維護方便，運行費用低。系統擴展方便，可隨時增加節點，并可通過網絡由中控室在線修改程序。控制器和網絡可靠性高，維護工作量小。

(3)可靠性高、抗干擾能力強。PLC控制系統大量的開關動作是由無觸點半導體電路完成的，這就避免了繼電器控制中所出現的老化、脫焊、觸點的抖動、接觸不良等現象，大大提高了系統的可靠性。此外，PLC的各模塊采用屏蔽措施，以防止輻射干擾，并對電源電路采取了多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾。

(4)具有多個輸入、輸出端口，用戶可根據可編程I/O端口監測、控制系統運行。

(5)PLC編程簡單易學，系統的設計、調試周期短。PL C的編程大部分采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，易被理解和掌握。設計人員可以在實驗室完成對系統的設計、修改與調試。

(6)安裝簡單，維修方便。PLC的故障率很低，且具有完善的自診斷和顯示功能。

(7)

總結各礦膠帶運輸系統的經驗教訓，特別采取了增加設備可靠性的措施，如選用先進可靠的控制器和網絡產品。

3、控制系統的組成及功能

3.1 系統組成

本系統采用雙套PLc程序化控制方式，PLc系統一使一備，可實現切換，且切換程序簡便。

3.2 系統功能

a、以監控室為中心，能夠實時監控膠帶運輸設備的運轉情況。

b、操作人員可在上位機采用不同方式來控制運輸系統的啟動和停止。控制方式有:地面集中控制，人工就地控制;控制方式變換。

通過監控室遠程控制膠帶機自動控制裝置進行手動/自動切換，完成集中控制和就地控制的轉換，使兩種控制方式互為備用、互相閉鎖，提高系統的可靠性和靈活性。具有同煤流方向相互閉鎖功能，實現逆煤流開、順煤流停的功能。

c、報警功能:可以實時顯示報警類型，且有語音提示。

d、工業電視可以顯示任意點、循環觀看各膠帶機機頭和轉載點的運行圖像。

e、保護功能:系統具有急停、煤位保護、防滑保護、跑偏保護四種保護，并且有延時控制等功能。

4、網絡系統

網絡選用開放靈活的工業以太網，在膠帶機頭設置現場控制。現場控制負責現場的信號采集與現場的就地控制。

系統為實時監控網絡結構，具備有完善的生產監控管理功能，對膠帶運輸主要環節及相關的輔助環節的生產過程進行實時數據采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，對運輸膠帶系統進行遠程集中監控，同時配合工業電視系統進行安全圖像監視，以確保人員及設備的安壘。監控網絡實施后，操作員可在中控室終端上監視控制運輸膠帶生產過程，完成對運輸膠帶生產及相關環節的“遙測、遙信和遙控”，實現原煤運輸膠帶生產系統的綜合自動化。

5、監控系統

本系統由運輸膠帶機，給料機等基本設備組成，利用控制設備、通訊模塊，打滑、超溫、煙霧，速度、跑偏、等保護，達到膠帶機集中控制與監測系統的要求。

系統采用多臺PLC組成數據傳輸網絡，達到不同的規模控制。完成系統內皮帶，給料機的壘工作過程的監控、監測、連同地面中控室，構成一個完善的監控系統。

(1)

實現膠帶機運輸系統集中監控，實時監控設備狀態和運行參數，并顯示數據曲線，對重要信息在硬盤記錄。

(2)控制方式分集控自動/集控手動/就地，三種方式可轉換。正常生產時，使用集控自動方式，設備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺自動啟停;集控手動時，可在中央控制臺操作各設備，無閉鎖和聯動關系;就地時，在現場操作;啟動設備前由集控臺發預告信號，預告30秒后，若現場均滿足集控自動啟動條件，設備按順序自動啟動。現場可用停車鈕停止啟動過程，

現場信號箱設起/停車按鈕，現場可隨時停車[3]。若設備由集控啟動，控制系統接到現場停車停號后，可作急停處理，實施故障停車操作;

(3)按“技術規定”膠帶運輸機裝設拉線開關、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接入集控系統，參加設備的緊急停車和閉鎖停車-對設備故障和工藝參數的異常實時報警，并進行聲光提示。一般故障只報警，現場非正常停車或嚴重故障時，故障設備及其上游設備緊急停車，下游設備順料流延時閉鎖停車。

6、結 束

膠帶集中控制集合了國內最先進可靠的技術設備，并將生產監控調度系統和管理信息系統融為一體，使系統具有較高的綜合技術水平。整個系統的自動化程度高，應用后實現了無人職守，達到了減人提效的目的，適應了煤礦可持續發展的要求。