淺談智能控制技術在煤礦井下帶式輸送機中的應用價值

高 明 賈文靜

（焦作市科瑞森機械制造有限公司，河南 焦作 454150）

煤礦作為中國的基礎能源企業，其發展程度對于國民經濟發展具有重要的影響力。隨著煤礦資源消耗量的逐漸遞增，煤炭生產效率也要相應地有所提高。礦用帶式輸送機控制系統雖然運行中具有較高的安全可靠性，但是，難以對運行環境實時監測。煤礦井下帶式輸送機作為煤礦作業中實現連續輸送的重要承載設備，要使其發揮應用價值，就要引用智能化識別技術，發揮智能化集中控制的作用。

一、煤礦帶式輸送機概述

煤礦井下帶式輸送機具有運輸線路長、承載量大的特點。對該種輸送機的牽引通常會采用雙滾筒多電動機驅動方式。由于輸送機為井下作業，在這種復雜的環境下，即便從實際運行環境的角度進行設計，在實際應用中都與預期運行效果存在著差距。這就要求對于帶式運輸的工作原理進行設計，充分考慮到生產環境，以確保帶式運輸機運行中具有更高的安全可靠性。

從煤礦帶式輸送機的功能性角度而言，其傳感器功能能夠對輸送機帶的運行狀態檢驗出來，通過信息處理器傳遞給控制機，根據控制機的各項質量，對設備的各種運行狀態有效控制。帶式輸送機處理各種信號以開關頻率的測量為基準，將轉換裝置和控制機接入，控制機的頻率量的輸入通過電機的流量來實現。

對于帶式輸送機信息進行檢測，主要是監測速度信號，測量拉線開關。對于控制器動作開關的判別，也是根據頻率來判斷的。控制機發揮帶式輸送機的控制作用，控制磁力起動器則是通過節點來實現的。在整個的煤礦機械控制系統中，輸送帶對煤礦機械具有一定的控制作用，其所輸出的電流信號主要是通過節點信號以控制。

二、帶式運輸機復雜的工作環境導致井下工作安全隱患

目前煤礦井下所使用的帶式運輸機科技含量較高，既可以單機輸送，也可以根據工作實際多機組合形成煤炭運輸系統。隨著井下作業規模的擴大，帶式輸送機的已經采用了專用通道，以將各種不同的帶式輸送機建立起聯系。但是，運輸作業中，會存在著粉塵、廢氣、噪音，且能耗很高，同時還要完善煤礦輸送系統的維修、維護，特別是運輸機的老化的現象，要及時更換，以避免由于傳送帶跑偏而造成安全隱患。

從煤礦井下的空間環境而言，對于帶式輸送機的運輸作業存在著一定的制約性。井下光線暗淡而潮濕，輸送機的性能必然會受到影響。隨著礦井采掘深度的增加，煤礦輸送機的輸送規模也在不斷擴大，導致輸送機的移動頻率以及運轉過程中所承受的負荷都會有所增加，對于輸送機的安全性造成了影響。此外，在狹小的井下環境中作業，帶式運輸機在運行的過程中，需要多種設備配合作業，如果處于坡度較大或者彎道等等復雜地段，就很容易出現安全問題。

此外，帶式輸送機多為固定結構，當處于運行狀態的時候，膠帶會與驅動設備之間相互摩擦，使得輸送機的運行效率有所降低。部分輸送機按照膠帶機的運行狀態實施啟車方式，由于啟動時存在著較大的荷載量，很容易導致誤差出現，且很難有效排查故障。

三、煤礦井下帶式輸送機中智能控制技術的應用

煤礦井下帶式輸送機從直面控制機系統升級為智能控制技術，原有的手動控制開關轉化為智能控制，以使控制存在著分時性和計劃性。

（一）智能控制技術可以對帶式輸送機的作業狀態實時監控。將智能控制技術運用于煤礦井下帶式輸送機設計中，使得煤礦井下工作環境更為安全，而且還通過串聯網絡系統結構實現了遠程控制，使得煤礦井下作業更為系統化。煤礦井下帶式輸送機在智能控制技術的帶動下，不僅煤炭的運輸效率有所提高，而且還提高了故障排查性，使得帶式輸送控制系統處于可靠運行狀態下。帶式輸送機應用智能控制技術后，可以發揮網上監控功能。運輸機操作人員在地面就可以對煤礦井下操作一目了然。對于井下各項工作集中而系統化地控制，除了做好地面監控之外，還要發揮地下傳感功能，以對輸送機操作、停運等等狀態實施監控。

（二）帶式輸送機智能型火災警報系統防護。帶式輸送機智能型火災警報系統防護是基于傳統設計原理基礎上，采用計算機遠程控制技術，對溫度、氣味以及延誤傳感器設置自動警報功能，運用軟件程序系實施安全防護。監控層的構成為工業計算機、工控機和人機界面。煤礦井下作業發揮互聯網的中央處理器控制管理功能，所有的數據信息傳輸和交換都通過處理器的模塊來完成。帶式輸送機智能型系統不僅有效控制高壓閘門和、低壓的閘門，而且還通過監視系統對故障狀態進行監視，對電動機的電流、故障以及制動閘的開啟和停止等等都實施動態監控。監控層所承擔的是綜合保護責任，輸送帶摩擦打滑、煤塵和瓦斯爆炸等等都處于監控之下，可以起到很好的預防作用，并及時警報。

（三）帶式輸送機分布式智能控制系統。煤礦井下帶式輸送機運用網絡技術建立運行結構，可以對提高總線網絡控制系統的應用效率，實現智能化控制、檢測和管理，實現了網絡分布環境下地面監控、井下作業和輸送機傳輸系統的一體化，并通過智能化控制體系實施帶式輸送機控制。帶式輸送機進行智能數據傳輸使用的是智能節點，其不僅可以實現管理層和微控制器接口的智能化控制之外，還可以外圍單片機設計完成控制工作。為實現帶式輸送機的現場控制工作，起動控制和功率平衡上尋求正常化控制節點，以對于上位機的運行狀態合理控制。帶式輸送機的智能控制系統還可以通過遠程控制開關的模式，以使裝置間的順序啟停得以實現。

結語

綜上所述，多采用開環控制策略，帶式輸送機的起動、運行、停車都是固定的程序控制，無法對運行故障做出智能判斷。將智能控制技術運用于煤礦井下帶式輸送機設計，可以有效地發揮智能控制效應，以確保安全生產。

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