自動化控制系統在膠帶運輸中的應用

辛 磊

（同煤集團云崗礦電氣隊，山西 大同 037017）

煤礦井下帶式輸送機的自動化控制對井下膠帶運輸數據進行采集，對保護裝置狀態進行監測，對輸送機的工作情況進行監控，能減少井下帶式輸送機崗位的工作人員數量和勞動強度，有效地提高帶式輸送機運輸的效率和安全性。

1 工程概況

同煤集團云崗煤礦井下主運輸系統主要由18條帶式輸送機組成。主運輸系統的南區和北區的最遠距離達9500m，運輸距離長，環節多，管理崗位也比較多。當前對于主運輸系統的管理非常困難，無法有效地提高運輸系統的效率，也無法保障運輸的安全。礦技術部門考慮引進膠帶自動化集中控制系統，對主運輸系統的管理進行優化改造。

2 井下膠帶運輸系統的方案分析

云崗礦井下主運輸系統分南部盤區和北部盤區兩部分。南部盤區工作面出煤經順槽帶式輸送機、上山帶式輸送機及中央帶式輸送機運至井底北煤倉，并經裝載帶式輸送機至箕斗提升；北部盤區工作面出煤經順槽帶式輸送機及北部大巷帶式輸送機運至井底南煤倉，同南部盤區一致，也是經裝載帶式輸送機至箕斗進行提升。礦井排矸運輸由掘進頭開始，途經刮板輸送機，再次到過大巷帶式輸送機，轉載至中央石門矸石帶式輸送機，經過車場矸石帶式輸送機斜巷卸入井底矸石倉進行存放。對于北部盤區巷道來言，其掘進中產生的矸石是經矸石帶式輸送機斜巷運至井底矸石倉進行存放。

井下帶式輸送機自動化控制系統對主運輸帶式輸送機、矸石運輸帶式輸送機、煤倉底的箕斗裝載及掘進工作面進行全面的監控。在地面機房設立主機進行統一的管理，包括對運輸系統的啟動和停止操作，同時從電腦主機上通過軟件進行圖像監視。在各煤倉下都設有KF2006給煤機控制箱，根據煤倉煤位自動實現給煤機的遙控及就地控制，并與帶式輸送機自動實現聯鎖。

3 膠帶自動化集中控制系統組成分析

3.1 云崗礦主運輸系統自動化控制系統的實現

膠帶自動化控制系統的工作站，監控子系統與其他功能系統進行網絡聯接，對信息進行共享，從而實現膠帶運輸系統的全面自動化。在各帶式輸送機頭的PLC監控分站，完成各自帶式輸送機的保護及控制，并通過傳輸接口與該區域的網絡交換機連接，從而接受地面監控主機的控制命令，并將信號分別傳給地面監控主機，實現井下煤流集控。連接方式如圖1所示。

圖1 云崗礦井下膠帶輸送機監控系統

云崗礦18條帶式輸送機自動化控制系統的結構大體一致，可見圖2運輸系統整體拓撲圖所示。

圖2 云崗礦主運輸膠帶系統整體拓撲圖

（1）控制中心。自動化控制系統的控制中心設置在地面調度中心的機房內，通過網絡攝像儀對全體監視點進行視頻監視控制。

（2）網絡結構。在各帶式輸送機頭上有PLC監控分站，膠帶和設備的信息的采集與控制就是通過它來完成，加之運輸現場的KJD5控制器、核心交換機，從而可以接入到工業以太環網，實現對帶式輸送機的遠程控制。

（3）控制器。主要是主斜井口監控站，負責各分站監控信息與地面調度中心的信息進行相互傳遞，同時通過電腦主機的軟件進行內容顯示，完成運輸系統運行情況的掌握與匯報。

3.2 功能分析

（1）監測功能。能夠對膠帶速度、電機工作電壓等進行監測；對膠帶運輸的故障進行檢測，可以具體了解到故障發生的時間、地點和性質；可以對運輸系統的煤倉煤位、運煤量等內容進行監測。

（2）控制功能。該裝置除能實現單條帶式輸送機的正常起停控制外，還能按帶式輸送機所需的啟動、運行、停止特性實現張緊控制、軟啟動、功率平衡、可控制動和下運制動等控制功能。

（3）預警功能。該系統同時具備完善的保護和通信信號聯絡功能，并具有故障性質和地址識別功能，通過安裝的話機完成系統的預警和廣播。

4 實踐應用效果分析

對同煤集團云崗礦井下主運輸系統18條帶式輸送機完成了自動化控制系統的改造，并投入到了實踐應用當中。相對以前具有以下的優勢：（1）自動化控制系統具有先進的系統結構和管控模式，能有效地完成對全體帶式輸送機的遠程控制和運行操作；（2）在地面調度中心機房就能通過視頻、音頻、數據完成綜合聯動控制；（3）數據的采集和分析效率更好，能及時地對膠帶運行進行調整，從而提高膠帶的運行效率；（4）構建了主運輸系統故障診斷模式，能有效地提高帶式輸送機運輸設備的使用壽命。

5 結論

對井下膠帶運輸的自動化控制進行實踐應用研究，自動化控制系統能有效地掌握井下的運輸情況，提高了云崗礦帶式輸送機的運輸效率和運輸安全，能為企業創造較好的經濟效益。