煤礦自動(dòng)化控制技術(shù)在皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

李坤

摘要：煤礦井下煤炭的運(yùn)輸，在煤礦井下生產(chǎn)中占據(jù)主要地位，帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)中非常重要的運(yùn)輸設(shè)備，它能否安全高效運(yùn)行，直接決定著礦井的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)都是采用單一的控制方式，單獨(dú)控制，單獨(dú)操作，操作過(guò)程比較繁瑣復(fù)雜，而且效率比較低。而采用集中的自動(dòng)化控制可以有效

的甲方人力，減輕工作壓力，工作效率也會(huì)大大提升。

關(guān)鍵詞：煤礦;自動(dòng)化控制技術(shù);皮帶運(yùn)輸;應(yīng)用

1自動(dòng)化集中控制技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸?shù)淖饔?/p>

自動(dòng)化集中控制技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)的廣泛使用，實(shí)現(xiàn)了井下皮帶機(jī)地面集中控制及運(yùn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)的遠(yuǎn)程控制無(wú)人值守，增強(qiáng)了皮帶機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，提高了礦井皮帶機(jī)整體自動(dòng)化管理水平，達(dá)到礦井安全、高效的要求。以某公司為例，該公司在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中就對(duì)傳統(tǒng)的皮帶運(yùn)輸方式進(jìn)行了改造，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的集中控制，效果良好。

2自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)的概述

自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)是一種可以進(jìn)行編程的控制器，簡(jiǎn)稱PLC，這種控制器綜合運(yùn)用了數(shù)學(xué)運(yùn)算原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作與控制。自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分，分別為地面控制中心和井下皮帶運(yùn)輸。通過(guò)對(duì)地面控制中心的操作和控制信號(hào)的發(fā)送，井下控制器就可以根據(jù)接收到的信號(hào)完成對(duì)井下皮帶運(yùn)輸設(shè)備的具體操作。而且，自動(dòng)控制還可以對(duì)井下設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，其中包括對(duì)電機(jī)功率、電機(jī)三相電流和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并把監(jiān)控情況及時(shí)向控制中心反饋。這樣的話，控制中心就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的故障，并對(duì)故障進(jìn)行處理，確保生產(chǎn)過(guò)程的安全進(jìn)行。而手動(dòng)控制則是對(duì)自動(dòng)控制進(jìn)行補(bǔ)充，在自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操控，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況。井下皮帶運(yùn)輸控制是用來(lái)接收和執(zhí)行地面控制中心指令的控制器。井下皮帶運(yùn)輸控制器接收到信號(hào)之后，就會(huì)根據(jù)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的具體操作，井下皮帶運(yùn)輸機(jī)有很多，控制中心可以通過(guò)信號(hào)設(shè)備來(lái)建立起控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)每一個(gè)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)都進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和操控，以及問(wèn)題的反饋與信息的處理，從而實(shí)現(xiàn)整體的、系統(tǒng)的、全面的自動(dòng)化控制。另外，皮帶運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控系統(tǒng)主要控制的是主煤流皮帶運(yùn)輸機(jī)，配備有相應(yīng)的打滑、防跑偏以及撕裂等相應(yīng)的皮帶保護(hù)措施，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶的運(yùn)行狀況。通過(guò)對(duì)皮帶的搭接、運(yùn)行、煤倉(cāng)和煤位的信息進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化控制，降低輸送帶空帶運(yùn)行的時(shí)間，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行的可靠性。

3皮帶集中自動(dòng)化控制改造情況分析

（1）皮帶集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)建立在現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有設(shè)備之上，也就是說(shuō)，自動(dòng)化控制改造應(yīng)當(dāng)以原有的設(shè)備為基礎(chǔ)，在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)調(diào)整、改造與完善。同時(shí)還需要利用原有的平臺(tái)資源建設(shè)新的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，從而起到節(jié)約資源，優(yōu)化配置的作用。另外，集中自動(dòng)化控制改造還要根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境和施工情況進(jìn)行，建設(shè)系統(tǒng)的、多元的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。管理者和使用者要根據(jù)實(shí)際信息進(jìn)行相關(guān)的記錄工作、統(tǒng)計(jì)工作等，還要根據(jù)實(shí)時(shí)情況制定報(bào)表，并做出分析。控制層主要有遠(yuǎn)程操作站和集中操作站，這兩個(gè)方面要協(xié)同作用，及時(shí)連接并進(jìn)行操控。集控中心設(shè)在礦生產(chǎn)調(diào)度室，集控中心的監(jiān)控主機(jī)采用兩臺(tái)高可靠性的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)皮帶系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制，同時(shí)采集、存儲(chǔ)、查詢和統(tǒng)計(jì)分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、曲線、事件信息、操作記錄、故障報(bào)警，遠(yuǎn)程監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況。采用雙機(jī)熱備冗余設(shè)計(jì)，確保監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。配置UPS電源，以防突然掉電造成數(shù)據(jù)丟失。另外，集控中心的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展web發(fā)布，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通過(guò)授權(quán)的方式進(jìn)行信息的查詢以及皮帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)際的工作狀態(tài)和運(yùn)行狀況等。

（2）根據(jù)實(shí)際情況和安裝標(biāo)準(zhǔn)，皮帶每間隔一定的長(zhǎng)度就應(yīng)當(dāng)安裝一部信號(hào)擴(kuò)音通訊電話，便于檢查人員及時(shí)安全的進(jìn)行通話聯(lián)系，及時(shí)進(jìn)行井下工作狀況以及故障信息等方面的反饋，同時(shí)也具有故障報(bào)警功能。

（3）在主井煤倉(cāng)需要安裝一臺(tái)超聲波煤位儀，這種儀器可以對(duì)煤倉(cāng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，一旦超過(guò)預(yù)警值就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)警報(bào)與停機(jī)。

4改造后實(shí)現(xiàn)的功能與效果

（1）可實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停止、復(fù)位和測(cè)試功能，并可進(jìn)行地面遠(yuǎn)程編程、故障（保護(hù)）屏蔽及控制方式轉(zhuǎn)換、給煤機(jī)點(diǎn)動(dòng)操作等功能控制。

（2）改造后的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)的相結(jié)合，冰潔具有多種操控方式的單獨(dú)或者聯(lián)合使用的工作形式。

（3）能實(shí)時(shí)顯示各皮帶機(jī)相關(guān)設(shè)施及所有信號(hào)狀況，如皮帶機(jī)電機(jī)電流，滾筒溫度，煤倉(cāng)煤位并能方便地進(jìn)行多畫(huà)面切換;當(dāng)被測(cè)參數(shù)超限、保護(hù)動(dòng)作及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變后出語(yǔ)音、文字告警提示。

（4）對(duì)于一些運(yùn)輸和施工中的故障可以自動(dòng)診斷并且做出相應(yīng)的判斷，同時(shí)可以將故障信息、數(shù)據(jù)、圖像等進(jìn)行及時(shí)的傳播與反饋。

（5）報(bào)表管理功能。對(duì)于皮帶運(yùn)輸機(jī)等事件可以進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且形成運(yùn)行報(bào)表，對(duì)各項(xiàng)工作內(nèi)容和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行記錄。

（6）井上和井下平臺(tái)的協(xié)同作用可以有效對(duì)整個(gè)煤礦生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)科學(xué)的監(jiān)督與管理，提高煤礦工作效率，提高人力資源的配置。

（7）自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行，采用大量的傳感器對(duì)工作狀況進(jìn)行判斷，代替?zhèn)鹘y(tǒng)煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)中工人的作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、系統(tǒng)化和程序化發(fā)展，使得判斷更加精確，極大地提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，數(shù)字化的運(yùn)用使得人員的投入降低，檢修的投入也大幅下降。

5結(jié)語(yǔ)

如今，煤礦自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)，智能化、數(shù)字化等也成為了一個(gè)新的發(fā)展方向。皮帶自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)對(duì)于煤礦生產(chǎn)與運(yùn)輸?shù)淖饔煤鸵饬x是非常重大的，不僅有效提高生產(chǎn)效率和生活從那安全性，同時(shí)也提高了煤礦運(yùn)輸?shù)目煽啃裕瑴p少了對(duì)人力資源的使用，在一定程度上緩解了工作人員的工作壓力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)講，集中控制與管理，實(shí)現(xiàn)了煤礦工作的智能化發(fā)展，對(duì)于煤礦技術(shù)水平的整體提高具有戰(zhàn)略性的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張加寬.煤礦井下自動(dòng)化控制在皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（3）：174～173.

[2]張俊衛(wèi)，齊瑞杰.淺談自動(dòng)控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技博覽，2015.

[3]任聰.煤礦中皮帶運(yùn)輸設(shè)備的故障分析及監(jiān)測(cè)處理[J].機(jī)械研究與應(yīng)用.2018（02）.

[4]吳文達(dá).井下皮帶運(yùn)輸工序變頻技術(shù)的控制模式[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā).2017（08）.

[5]白文藝.自動(dòng)化控制技術(shù)在煤礦井下皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2017（23）.

[6]胡勇勇.探析煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全管理要點(diǎn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2016（03）.

（作者單位：鄂爾多斯市中北煤化工有限公司）