煤礦井下膠帶自動化控制系統的應用

文/李源

現階段，膠帶輸送系統已經被廣泛地應用于各行各業，隨著先進科學技術的發展，膠帶自動化技術正在朝著微機控制方向發展，微機控制系統主要是由主控制系統、燈光子系統、模擬盤子系統、屏幕顯示檢測子系統等組成，并且已經在煤礦井膠帶輸送控制系統中得到了應用。通常情況下，膠帶系統均會配置相關的檢測監控系統，這樣更有利于提高整個系統的安全性能，進一步提高系統的可靠和高效性。膠帶自動化控制研究的主要目的是為了解決生產過程中遇到的技術難題，并且還需要能夠對潛在的隱患做出預判，這樣有助于及時發現問題并解決問題，對于提高整個膠帶系統的安全性、有效性和可靠性具有重要的導向作用。

1 煤礦井下膠帶運輸系統的組成

一般情況下，煤礦井下膠帶主要是通過控制器進行就地控制，膠帶運輸機配有高效的監測監控和保護系統，這樣能夠很好地提高系統的利用率，例如常見的壓力調節系統、溫度調節系統、自動報警系統、防滑保護系統、灑水系統、滅火系統等等。為了進一步提高系統內部的連鎖作用，膠帶系統的每個膠帶也應該形成統一的調節作用，這樣就能夠實現各個膠帶系統之間的連接和互通，便于實現在事故工況時進行統一的控制和調節。膠帶運輸系統主要是以礦井工業環網作為整個系統的控制平臺，從而和系統內的各個子系統相連接，這樣就能夠實現數據在各個系統之間的傳遞，便于將數據信息集中傳送至自動化控制系統，大大地減少了現場工作勞動力和膠帶的空載運行時間，能夠實現良好的社會效益和經濟效益。

2 膠帶自動化控制系統的研究與應用

煤礦井膠帶自動化控制系統的控制模式主要是PLC和自動化控制操作臺組成的，自動化控制系統主要包括控制集散中心、傳輸系統和控制器，自動化集中控制系統本質上是在傳統控制系統上加入了信息傳輸網關，這樣就能夠實現系統之間信息的實時傳播，從而對膠帶運輸系統形成保護作用。隨著現代化技術的發展，膠帶自動化控制系統還加入了視頻電話對講系統，這樣就可以在膠帶的卸煤點、驅動裝置處、連接部分等關鍵部位進行實時監控，能夠保證膠帶輸送系統安全穩定地運行。

2.1 膠帶自動化控制系統的控制中心

膠帶自動化控制系統的控制中心本質上是集中控制調度中心，主要是利用工作站和工業電視系統對整個膠帶系統進行實地監控，這樣就能夠實時地了解各個子系統的運行情況，一旦發現異常工況，就能夠及時地發現并采取有效的措施保證整個膠帶系統的穩定運行，最大程度地降低經濟損失。

2.2 膠帶自動化控制系統的網絡控制結構

膠帶自動化控制系統的PLC監控系統主要是對膠帶系統進行實時的信號采集和控制，通常會和各個子系統的主機相連接，這樣就能夠保證各個子系統的信號能夠傳送到集中控制室，從而實現和調度中心的工作站相連接，有助于進行遠程集中控制。

2.3 膠帶自動化控制系統的網絡連接部分

煤礦井膠帶自動化控制系統主要是通過通信接口和控制器雙向通信接口實現控制網絡的連接，為了增強網絡連接結構的自動化程度，還會在膠帶系統中設置電機溫度控制子系統、速度控制子系統、油位控制系統和油壓控制子系統。膠帶網絡連接是由通信電纜接入整個工業網絡中，進而與煤礦膠帶編程控制器保持實時暢通，從而形成膠帶自動化控制系統的核心部分，從而能夠實現對整個膠帶輸送系統的綜合自動化控制。

2.4 膠帶自動化控制系統的擴播電話結構

在膠帶系統中增加擴播電話，通常是通過以太網接入煤礦井控制系統的網絡中，實現音頻和擴播電話的有效整合，不僅具有單線實時對講通話的功能，而且增加了擴播電話的撥號功能，這樣就能夠通過按鈕操作實現和膠帶子系統的雙向通話，進而實現整個膠帶自動化控制系統的語音報警和事故工況預警。

2.5 膠帶自動化控制系統的視頻監控結構

為了保證膠帶輸送系統工作的可靠性和穩定性，通常都會在膠帶卸煤處、驅動裝置處和轉接點等核心部分設置視頻監控系統，這樣就能夠將局部畫面導入集中控制系統中去，本質上是增加了視頻通過網絡連接進行膠帶控制系統的網關，最后將控制信號集中輸送到工業環網中。值得注意的是，視頻監控系統應該根據膠帶輸送系統的實際需要進行設置，能夠將局部畫面智能調用并進行放大至監控系統中，這樣就能夠實現對整個膠帶輸送系統進行全過程的監測監控作用。

2.6 膠帶自動化控制系統的控制器

膠帶自動化系統中的主斜井口處的監控站是膠帶輸送自動化控制中心的關鍵組成部分，在實現各個子系統監控信息和地面控制中心信息互相傳播的同時，還能夠通過集中控制顯示屏為工作人員展現整個膠帶系統的運行情況，如果運行需要的話，還可以直接通過主控制中心在煤礦井下實現對膠帶輸送系統的集中控制。

3 膠帶自動化控制系統的優勢

3.1 采用先進的結構系統和控制模式

膠帶自動化控制系統采用了PLC主控制系統和就地控制系統的集成控制模式，實現了地面主控制、井下輔助控制的功能，這樣就能夠對膠帶各個子系統進行遠程操作，能夠靈活地實現多種運行工況模式，從而建立長距離的安全管控控制系統，能夠實現煤產量平衡化控制、自動調節煤倉的煤位高度，在集中控制中心實現對整個膠帶輸送系統的智能化控制。

3.2 采用先進的音頻和視頻相結合的控制模式

膠帶自動化控制系統采用了視頻、音頻和數據信息聯合控制的模式，通過在膠帶機、給煤機等主要子設備處安裝監控測頭對各個子系統進行實時監控，這樣就減少了人工巡邏的缺點，大大地節省了人力資源并實現了智能化的管理和控制模式。此外，膠帶控制系統的所有保護子系統都是可以用語音進行報警的，并且在啟車和停車時系統還能夠自動進行預警，及時地提醒工作人員注意潛在的危險性，這樣就有助于利用已有的智能化控制資源實現語音的聯動控制。視頻和音頻的綜合使用還能夠建立膠帶自動化控制系統的故障診斷模式，控制系統能夠對歷史運行數據進行綜合分析，提出維護的最佳周期，及時對各個子系統進行檢修維護，提高了膠帶輸送系統的可用率，直接提高了煤礦井的生產效率。

3.3 顯著提高膠帶系統的運行效率

膠帶自動化控制系統能夠對煤礦井下的膠帶控制數據信息進行調用和綜合分析，記錄各個子系統每天運行發生最大值、最小值、平均值發生的時間等具體信息，這樣有助于實現對整個膠帶系統進行能源利用率的分析，并可以對每條膠帶在不同時間段的耗電量進行統計和對比，這樣就能夠找到節省電能的最佳途徑，從而實現良好的經濟效益。

4 結語

綜上所述，膠帶自動化控制系統主要是利用現進的控制技術對各個子系統進行實時的監控和控制，極大地提高了膠帶輸送系統運行的可靠性和安全性，顯著地降低了煤礦企業的生產投資成本，提高了膠帶輸送系統的工作效率，實現了良好的社會效益和經濟效益，值得在各個領域進行大力的推廣和使用。