煤礦地面儲裝運主煤流集中控制系統的研究與應用

摘要：本文介紹了一種基于PLC的全礦井膠帶運輸機集中監控系統，該系統設置了現場控制站和一個控制主站，建立了NT-JSX通訊網絡，實現了對膠帶運輸機系統設備的CRT集中監控，取得了提高生產效率、減少現場操作人員、提高安全性的良好效果。

關鍵詞：主煤流 控制 研究 應用

1 概述

煤礦膠帶機集控系統運行安全可靠與否直接影響礦井的經濟效益。為提高系統的可靠性和安全性，實施集中監控，實現系統的綜合保護和集中監控，是十分必要的。該系統可實現提高生產效率、降低事故率，減少故障處理時間、減少現場操作人員、提高經濟效益。

2 集中控制系統研究目的及意義

平煤股份五礦地面生產系統主要包括新系統、老系統和返煤系統三大部分。生產系統有兩個配電盤，配電盤從上世紀六十年代開始投入使用，至今已使用了五十多年，由于配電系統在使用過程中不斷改動，使系統的可維護性非常差，而且，隨著設備老化程度的加劇，設備運行的未知故障也在不斷增加。另外，配電設備簡陋，沒有充分的保護措施，存在一定的安全隱患和設備隱患。

目前，兩個配電室分別有一個操作臺，每個設備配有一個就地操作裝置，所有設備通過打鈴信號開停設備，設備之間無電氣閉鎖關系。使得現場工作人員勞動強度大，設備運行效率低。由于現場噪音比較大，某些情況下，可能打鈴信號和電話鈴聲無法聽清，容易造成誤操作。為了解決上述問題，提高平煤股份五礦地面生產系統的安全可靠性和自動化水平，對該系統實施升級改造是非常必要的。

3 設計集中控制方案遵循的原則

①信息豐富、操作靈活、維護簡便。②可靠、實用、使系統具有足夠的擴展功能。③無條件地滿足生產系統工藝流程的要求。④減人提效、節能降耗。⑤現場接線簡潔明了、最大限度地減少現場安裝工作量。⑥在滿足工藝要求前提下減少設備及工程投資。

4 設計集中控制方案包括的主要內容

①低壓配電系統。②集中控制系統。③廠區通話系統。④工業電視監控系統。

5 集控系統達到的技術要求

①本集中控制系統，配置PLC控制柜三面，新老煤流系統分別由一面控制柜來控制，集控室內一些相關的電器設備由一個控制柜來管理。PLC控制柜主要有西門子S7-300系列PLC、電源模塊、通信模塊、繼電器等組成。②系統預留Profibus、工業以太網通信接口，便于擴展。 系統預留20%左右的開關量和模擬量輸入輸出點，以備后期系統擴展。③在集控室配置集控操作臺和兩臺控制計算機（配兩臺22寸液晶顯示器），一臺主控，另一臺備用。新老兩系統在同一臺計算機屏幕上操作控制。④在現場安裝適當數量的就地控制箱，用于設備的控制方式選擇、就地開停、狀態顯示、打鈴燈操作。⑤為皮帶配備堆煤、拉繩、跑偏、打滑四種保護傳感器；PLC 控制柜和控制計算機采用專用通信電纜連接。

6 集控系統的監控功能及特點

①本系統分兩種控制方式：就地控制和集中控制，并以集中控制為主。就地控制時可以對設備進行無閉鎖啟停，一般在設備檢修試車時使用；設備處于集控狀態下，調度員可以對設備有無閉鎖的開停，現場工作人員可對設備進行停車操作。②按工藝流程啟動設備時，系統可以順煤流起車也可以逆煤流停車，流程停車時按順煤流停車。③皮帶配備打滑、跑偏、堆煤，沿線急停等保護裝置，并按現場要求報警或停車。調度員能準確的區分出各種保護動作的類型及其位置，并及時的做出處理決定。④任何控制方式下，就地箱的停車按鈕都可以停止該設備。煤流沿線設啟車預告、事故報警信號（電鈴）。⑤當系統按工藝流程運行的過程中，如果有設備由于各種原因停車，系統會發出報警信號，相應的設備有報警燈及警鈴。⑥每個設備設禁起開關，禁起有效時，相應流程和設備將不能啟動。系統按工藝流程運行時，一旦有設備故障報警，該設備及逆煤流設備急停。⑦計算機顯示屏上可以顯示與生產有關的設備運行狀況和參數，顯示有模擬圖和數據表格兩種形式。對設備的運行記錄、調度員的操作記錄、以及各種保護的動作記錄等都能進行查詢。⑧該系統配備一個程控交換機、一部普通話機和16套抗噪話站。調度員能通過該系統對全廠區喊話，也可以單獨與某一話站進行通話。⑨本集控系統再配有16臺彩色攝像機和2臺全方位攝像機，把輸送系統重要部位的圖像通過光纜實時的傳到地面集控室。

7 結束語

該系統2013年7月在平煤股份五礦投入使用，被控對象地面煤樓新、老兩個運輸系統的10部膠帶機、2臺滾軸篩、2臺給煤機。由于實現了集中自動控制，撤消了井下膠帶機司機（保留巡檢工，共減少了32名工人），膠帶機運輸能力從原來的450t/小時，提高到600t/小時，創造了可觀的經濟效益和社會效益。

通過使用主煤流集中控制系統，提高了地面儲裝運系統運行的可靠性，減少了系統的故障率，為提高生產，節約成本提供了條件，對于新設備在使用中的不足和問題將及時改進，使系統更加完善和合理。

參考文獻：

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作者簡介：

楊單卿，男，河南洛陽人，本科，助工，一直從事煤礦機電技術管理工作。