皮帶機集控系統在我礦的首次試用及安裝

摘要：謝橋煤礦二水平運煤系統-720m轉載巷膠帶機、-720～-815m軌道下山下運膠帶機、-720～-815m軌道下山下平膠帶機、-815m煤倉上口膠帶機設計初期為了檢驗皮帶機集控系統的應用效果，采用了集中控制皮帶電控系統采用地面、就地、井下和檢修等綜合結構，皮帶機由控制箱和控制臺及保護裝置構成，實現膠帶機的控制和保護功能；同時預留工業以太網通訊接口，可與地面上位機連接，實現對膠帶機的集中控制，該控制自實施以來，真正的實現了地面集中控制、井下分站控制和皮帶機就地檢修等三種方式，起到了減人提效的作用，并最終推廣至全礦主運系統的20條皮帶機應用。

關鍵詞：皮帶機 集控 保護功能 控制

中圖分類號： TD44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（a）-0000-00

1總體目標

皮帶電控系統采用全分布式集散型系統結構，皮帶機由控制箱和控制臺及必須的幾大保護組成，實現膠帶機的開啟和各種自動保護功能；同時預留工業以太網通訊接口，可直接與地面上位機連接，實現對膠帶機的集中控制，最終實現井下無人操作。

2.技術要求

1）在皮帶機機頭地點安裝PLC（AB）控制箱和操作臺，控制箱采用礦用本安型嵌入式工業控制計算機（PLC）。利用控制箱對皮帶機進行控制，可實現膠帶機的開啟、停止、以及故障預警、急停等控制功能，同時具備完善的各種皮帶機保護和無線通信信號聯絡功能。

2）控制箱具有完善的礦震、抗干擾等防爆功能，以適應井下惡劣的生產環境。

3）控制箱具有完善的皮帶各種保護系統，在控制箱上可動畫顯示，各膠帶電機的開停狀態，速度、電流、給煤機運行及各類保護狀態指示等信號。

4）控制臺上裝有27吋嵌入式工業計算機，在嵌入式工業計算機上具人機綜合界面，具有實時報警監視、安全確認機制和數據記錄功能，故障自診斷等先進功能，可顯示各膠帶機跑偏、煙霧、縱撕、超溫、閉鎖、打滑、堆煤、灑水、皮帶速度、張力故障、松閘故障、電機故障等系統運行參數及故障信號。

5）實時監控皮帶機運行狀態和各類數據，并能夠顯示實時電流、電機功率、皮帶機速度和跑偏故障對位、拉線對位，同時也可實現歷史曲線及故障查詢。

6）該系統具備多種操作方式。控制方式有地面集控和井下集控自動、集控手動、就地自動、就地手動、就地檢修、閉鎖等方式，系統操作靈活防爆、可靠性強、維護簡單。

7）對設備出現故障和參數對比模擬的異常實時報警，并進行語音提示。一般故障只報警，現場非正常停車或嚴重故障時，系統將自動停車，同時故障設備及其前級皮帶機緊急停車，前級皮帶機順煤流延時閉鎖停車。

8）運行中對電機的電流進行實時檢測分析，當發生電流超額定值是或突變時語音報警及畫面突變，嚴重時停機，實現電機繞組、軸承等溫度和振動情況的在線實時檢測功能。

9）啟動設備前發出10秒鐘預警信號（時間可調），經延時后，若現場均滿足啟動條件，設備按順序自動啟動。同時，系統給后（連鎖設備）方皮帶機頭發信號，通知其啟動或停車。

10）系統在性能上具有良好的綜合防爆性能及抗干擾性、抗濕熱性，以適應井下惡劣現場條件。

11）膠帶運輸機每隔50米設啟動語音信箱，該語音信箱內置蓄電池，具備斷電后12小時通話功能，設備啟動前發出預警信號。

12）皮帶機安裝了各類保護系統：保護系統與整個電控系統通過光纖有機結合，每個自動保護系統動作均有停車和報警兩種功能。

3具體設計

膠帶機頭設置具有嵌入式主控制器的微機監控臺及PLC控制柜。此設備可實現對膠帶機的手動控制和自動控制；此外在膠帶機機頭還裝有自動感應煙霧、堆煤、灑水、超溫、速度等各類保護傳感器。膠帶機沿線每隔50米安裝一臺語音信號裝置，在沿線的適當位置安裝跑偏及縱撕傳感器。

監控對象：各膠帶機各種保護信號，即打滑、跑偏、堆煤、灑水、超速、煙霧、急停閉鎖、縱撕信號、溫度、張力下降保護等、主電機的開停、制動閘的狀態；前方設備的聯鎖；主電機的故障狀態；急停閉鎖的動作地點，以及主機電流和各部分溫度、控制信號。并均在地面可以直接顯示、調閱、存檔。

4、系統技術性能

4.1工作方式

系統具有遠控、就地自動、就地檢修、就地手動及集中控制四種工作方式

4.1.1遠控：系統具備接收來自地面集控室主站的開車和停止指令，自動或手動的按順序啟動、運行、閉鎖與保護、停車等過程的控制。

4.1.2就地自動：井下控制臺將工作方式旋鈕設置為就地控制時，則膠帶機（設備）的起停直接由微機控制箱控制，該電控箱不在接受地面集控室內主站控制室監控主站的遙控，即不接受地面集控室的控制命令，但仍將井下各皮帶機的各種狀態及保護信號傳給地面集控室；這樣集控室仍可監測該分站。

4.1.3就地手動：控制箱將工作方式設置為就地手動控制時，則膠帶機（設備）的起停直接由控制臺上的起停開關進行控制，該控制箱不受主站控制室監控主站的控制。但沿線閉鎖開關仍起作用。

4.1.4就地檢修：控制臺將工作方式設置為就地檢修控制時，則膠帶機（設備）的起停直接由微機控制箱控制，該控制箱不在接受地面集控室主站的遙控，即不接受地面集中控制室的控制命令，但仍將井下皮帶機的各種狀態及保護信號傳給地面集中控制室；這樣集控室仍可監測該分站。但除沿線閉鎖以外的各種保護都將不起作用。

4.1.5集控功能：主機具有控制四條皮帶機的啟停及相關工作狀態顯示功能。

4.2控制功能

4.2.1啟動：接到開車命令后，首先進行語音預警（60秒，時間可調），預警結束后松閘、然后分時啟動主電機，系統將自動控制皮帶運行。

4.2.2停車：接到停車命令后，若有給煤機首先停給煤機，系統將皮帶上煤拉空后，（如是CST等軟起設備時）停司服電機、停主電機。

4.2.3緊急制動：接到緊急緊急制動或出現停車保護故障指令后立即停車，當速度低于1.0m/s時，制動閘停止運行。

4.2.4聯機控制：與系統內皮帶機根據長度、速度等情況設定延時時間等，系統自動聯機運行。

4.3檢測與保護：急停閉鎖開關、GEJ智能跑偏保護、速度檢測、打滑、超速保護、 堆煤檢測、煙霧檢測、溫度檢測、灑水控制裝置、膠帶縱向撕裂保護、ZHJ—I張力下降保護。

4.4顯示：各分站上動態顯示膠帶電機電流及溫度（三繞阻、前后端軸承）的運行參數，閘狀態指示等。

4.5組網：各分站可通過工業以太環網或RS485與地面主站進行通訊。

5、結論

該系統在調試初期，效果良好，達到了人員精簡、降低事故率的效果。

參考文獻

1、于瑞玲、楊立才。機械動力參數的微機自動測試系統【J】機電一體化，2002（02）

2、劉偉光，綜合自動化系統應用分析【J】科技資訊.2013.06