礦山提升機集中控制現場應用

范鵬 王洪濤（安徽省廬江龍橋礦業有限公司，安徽 合肥 231555）

礦山提升機集中控制現場應用

范鵬 王洪濤（安徽省廬江龍橋礦業有限公司，安徽 合肥 231555）

2015年6月11日，國家安監總局下發了關于開展“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動的通知（安監總科技〔2015〕63號），要求金屬非金屬礦山井下大型固定設施實現無人值守系統，采用智能監測與自動控制技術，應用集智能電網管理、排水智能監控、變頻伺服按需通風控制、提升系統管控、礦井中央集控平臺等為一體的礦井無人值守系統，代替人工井下現場值守。到2018年6月底，實現中央變電所、水泵房、風機站、空壓機房、皮帶運輸巷等場所的無人值守，減少作業人員60%以上。

礦井無人值守;遠程集中控制

根據國家安監總局的以上通知，結合鐵礦現場實際情況，設計制訂新主井、混合井兩套提升機電控系統的遠程集中控制方案，在混合井井口位置設置集中控制室，實現兩套礦井提升機的遠程集中控制，減少作業人員，降低人工成本，提高提升機自動控制系統的自動化、信息化水平，提高礦山企業的設備管理水平。

1 現場情況

礦業混合井安裝于2006年，雙層罐籠配底卸式箕斗，用于礦石生產和人員物料運輸。新主井安裝于2015年，底卸式箕斗配平衡錘，用于礦石生產運輸。

下表為新主井、混合井提升機系統參數

主機型號提升方式停車點數傳動方式電機型號調速裝置控制系統新主井JKM 4×6(Ⅲ)箕斗配平衡錘1個裝載點1個卸載點交流同步電機低速直聯TDBS 2800-16功率2800KW ACS 6000變頻器GE Rx 3i混合井JKM 4×4(Ⅲ)雙層罐籠與箕斗互為配重1個裝載點1個卸載點7個中段直流電機同步直聯ZKJ2500/500功率1400KW DCS 800變流器并聯12脈GE Rx 3i

2 方案介紹

2.1 方案概述

對新主井、混合井原提升機電控系統進行升級改造，增加遠程集控操作臺，實現兩套提升系統的遠程集中控制；增加視頻監控攝像頭，完善對提升系統的視頻監控，增加閘盤溫度在線監測保護，進一步系統安全保護功能，保障遠程集中控制安全可靠運行。集中控制室設在混合井井口位置，內有2臺遠程集控操作臺、2臺視頻監視臺、2臺上位機系統等。

2.2 新主井方案

增加一臺遠程集控操作臺、一套上位機系統和一套視頻監控系統。構架光纖環網通訊線路，主井機房與副井井口集中控制室之間形成光纖環網通訊，通過光纖實現提升機PLC之間通訊、上位機通訊、視頻數據通訊，保障數據的快速、穩定傳輸。增加在線式紅外測溫儀，對閘盤溫度實時監控。

2.2.1 遠程集控操作臺

采用數字化操作臺面，內有GE Profinet I/O子站，電源模塊，與主控PLC控制系統通過光纖組成環網，提高通訊系統的穩定性和可靠性。臺面設有報警音響及報警解除按鈕、安全電路復位按鈕（瞬時、綠色）、安全鎖、測試選擇及執行開關、緊急停車按鈕。操作臺整體人性化設計，美觀大方，便于操作和觀察電機電流、系統電壓、閘壓力、電機溫度指示、提升速度指示、提升位置指示（LED發光管）等運行狀態。

2.2.2 上位機系統

上位機系統具有與主控PLC通訊及現場管理系統聯網功能，中文操作界面。通過顯示屏動態顯示提升系統重要參數。具有對提升機系統發生的輕重故障進行診斷和保存，能顯示和打印故障發生的位置、時間、原因以及故障的有關數據參數，對速度實時值、提升種類、信號情況等進行實時顯示并記錄，存入數據庫中。系統畫面多種多樣，有實時提升位置、提升速度、標高、報表、容器信號、液壓站各種壓力、油泵工作狀態等，及低壓供電系統圖、傳動系統圖、液壓系統圖、安全回路圖、信號監視圖、動態速度圖等，可顯示并打印當日、當月、當年的提升量、用電量統計、故障信息、故障記錄等其他相關信息。

2.2.3 視頻監控系統

視頻監控臺采用琴式臺，裝有1KVAUPS不間斷電源，為遠程集控操作臺和視頻系統提供可靠電源。視頻攝像頭采用高清紅外網絡攝像頭，視頻文件存儲不少于一個月。

2.3 混合井方案

增加一臺遠程集控操作臺、一套上位機系統、一套視頻監控系統。增加1個GENIUSHub中繼器，實現混合井主控PLC與遠程集控操作臺與井下中段信號系統之間雙路GENIUS通訊，保障2路通訊系統相互獨立，還可延長通訊距離。同時上位機與機房PLC之間通過光纖通訊，視頻信號采用光纖傳輸數據。增加在線式紅外測溫儀，對閘盤溫度實時監控。

2.3.1 遠程集控操作臺

采用數字化操作臺面，內有GENIUSHub中繼器、GENIUS通訊模塊、GENIUS I/O子站，形成雙路GENIUS通訊，一路負責遠程集控操作臺一路負責井下中段信號和裝卸載站，二者之間相互獨立，提高了通訊系統的穩定性。臺面設有報警音響及報警解除按鈕、安全電路復位按鈕（瞬時、綠色）、安全鎖、測試選擇及執行開關、緊急停車按鈕。可觀察電機電流、系統電壓、閘壓力、電機溫度指示、提升速度指示、提升位置指示（LED發光管）等運行狀態。

2.3.2 上位機系統

上位機系統設計內容及各種動態顯示設計同新主井上位機系統設計一樣。都具有與主控PLC通訊及現場管理系統聯網功能，中文操作界面。顯示屏動態顯示實時提升位置、提升速度、標高、報表、容器信號、液壓站各種壓力、油泵工作狀態等，及低壓供電系統圖、傳動系統圖、液壓系統圖、安全回路圖、信號監視圖、動態速度圖等，可打印當日、當月、當年的提升量、用電量統計、故障信息、故障記錄等其他相關信息。

2.3.3 視頻監控系統

視頻監控臺采用琴式臺，裝有1KVA UPS不間斷電源。新增3個槍機，采用高清紅外網絡攝像頭，采用硬盤錄像機，通過交換機將混合井原視頻信號納入新的視頻監控系統，在井口集中控制室和辦公樓主機房可以查看混合井所有視頻監控，視頻文件存儲不少于一個月。

3 效益分析

目前兩井人員配置如下，每天每條井6名卷揚機工，1-2人替班，三班四運轉，共有15名卷揚機工，混合井井口有4名信號工，項目實施后可減少11名卷揚機工，保留8人，每班2名操作人員(一人監視、一人巡檢)。按目前人均年薪4.2萬元計算，每年可節約人工成本4.2*11=46.2萬元，系統投資預算約41萬元，不到一年時間即可收回全部投資，經濟效益非常可觀。

實施了礦井提升機的集中管控，積極響應了國家安監總局的政策要求，也提高了礦業提升機自動控制系統的自動化、信息化水平及礦山企業的設備管理水平，在全國礦山企業起到模范帶頭的作用，為礦業帶來良好的社會效益。

[1]茹治國.遠程監控與集中控制在礦山中的應用[J].商品與質量，2013(3):61-61.

[2]高云，胡平.流媒體技術在礦山遠程視頻監控系統中的應用[J].金屬礦山.

范鵬（1988-），性別：男，名族漢，籍貫安徽安慶，當前職務電氣主管

當前職稱：助理工程師，學歷：大專，研究方向：電氣自動化