主運輸皮帶系統集中控制改造研究

(鄭煤集團鄭新公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

新陽煤礦原煤生產從綜采工作面的煤炭采掘開始，陸續經過順槽皮帶、西大五皮帶、西皮帶，主提升皮帶及地面儲運皮帶等7條皮帶到達地面露天儲煤廠，然后進入洗煤廠入洗。井下承擔原煤運輸的干線皮帶機全部來自美國DBT 公司，其控制系統采用澳大利亞安控公司生產的進口負荷中心，核心控制系統采用的AB公司SLC5/04系列可編程控制器。皮帶機單個自動化程度非常高，現實情況是多條皮帶機都是單獨分散控制，形成了信息孤島和控制孤島，一是難以給公司管理人員以及基層隊的機電技術人員提供更好的管理輔助功能，他們不能實時了解井下設備的實時運行情況，提高皮帶機故障維修的工作效率； 二是未充分發揮皮帶機的集中控制優勢，生產效率相對低下，節能減耗，人員配置方面的優點未能充分發揮。

1 主運輸皮帶集中控制系統改造的實施步驟

1.1 硬件通信網絡建設

1)主運輸皮帶集中監控系統需要一個可靠、穩定的數據通信網絡，考慮煤礦井下特殊的使用環境，采用以光纜為骨干通信介質的以太網通信網路，光纜信息傳送能工作在惡劣的環境里，抗干擾能力極強，而且各類強弱電干擾基本上對光纜不起作用； 網絡建設簡單、快速、實用性強、價格低廉，易于維修和更換，后期基本上免維護，一次鋪設，終生使用。

2)使用原系統自帶的天津貝克設備進行改造，連接所有皮帶附屬的貝克系統，單獨構成一條備用數據通信網絡，作為光纖以太網的備用網絡，對系統運行的可靠性進行絕對保證。

1.2 主運輸皮帶各控制中心通信部件改造

主運輸皮帶都是來自澳大利亞安控的進口設備，附帶基本上完整的通信相關組件，而且各個皮帶控制部分相差不大，可以充分利用現有資源，只需要進行較小的通信組件安裝及補充，外部光纜熔接及合理分配網絡資源即可。

1.3 儲運皮帶的集中控制改造

101和102皮帶原先采用的是天津貝克控制系統，其控制方式和控制理念與進口負荷中心有本質區別，骨架還是自己的獨立繼電器控制系統，附加天津貝克皮帶的沿線保護，基本上是簡單組合控制。為了使其融入整個集中控制系統，考慮到兩部皮帶離主皮帶控制柜很近，可采取硬接線方式通過主皮帶橋接實現，并輔助以軟件通信，互相備用的方式來提高控制的可靠性；利用天津貝克控制器自帶的通信接口，其通信協議為不常見的RS232 電流環通信協議，在主皮帶控制器處增加AB專用通信模塊1746-BASIC-T，自行編寫BASIC程序，讀取相應貝克系統控制信息，融入主皮帶控制中心來實現。

1.4 主運輸皮帶集中控制系統上位監控圖形顯示的實現

利用綜采的CITECT(西雅特) 監控系統，把主運輸皮帶集成到一起，實現從采煤到運輸一體化監控。新陽煤礦綜采設備也來自澳大利亞安控公司，其生產監控系統是不同于各個皮帶的，它采用的是悉雅特組態軟件，性能極其強大，使用靈活、界面友好，機電技術人員和現場操作人員容易掌握和使用；其穩定性、實用性和交互性在綜采近8年的實際使用中以得到驗證。另一個方面，用于生產監控的上位軟件價格都不便宜，國產的在功能和穩定性上都有不小差距，利用我礦現有的資源，可以大大降低項目成本預算；另外，可以充分發揮CITECT工業軟件的特點，進行冗余設置，進行分布式網絡設計，保證操作系統的穩定與可靠。

1.5 主運輸皮帶集中控制系統PLC軟件程序設計

為了保持皮帶機原控制系統的控制功能，分別對每條皮帶機的PLC 控制程序進行編程，在保持原有程序穩定性的前提下，添加參與集中控制的子程序，同時，修改參與集中控制所需的其他程序部分，新建參數表，開辟用于上位機通信的數據區，完善集中控制的各項控制功能。

1.6 多媒體視頻影像系統的實現

多媒體視頻影像系統起輔助作用，但又不可或缺，考慮到在各條皮帶關鍵點處(例如卸載點漏斗) 的安全，需要有視頻影像實時監控，其他地方需要根據實際監測點現場確定。這部分獨立成系統，可以根據實際情況增減，為了降低成本，可以按最低保證安全的需要設置。

1.7 皮帶機沿線語音通信系統的實現

語音系統起輔助通話作用?，F有各條皮帶在啟車時，都有自帶的貝克系統預警，可不做處理； 為實現井上集控中心與各條皮帶通話，以及各條皮帶之間相互通話，可對貝克系統進行改造，利用原有單條皮帶機的通話功能，增加專用的LINIE卡，在貝克系統的基礎上，組建新的通信系統，已達到全區域、全覆蓋通信功能。

1.8 主運輸系統各個子系統的安放位置

采取單獨建設一個皮帶集中控制室，伴隨視頻監控影像系統，以到達更好的監控操作目的。集中控制所需要的服務器，采用的是工業服務器，性能穩定可靠，并具有主備功能，同時具有相應數量的操作端和瀏覽端。多媒體影像系統要獨立成屏，顯示實際影像，與生產監控系統共同使用。主運輸系統監控及操作部分安放位置可以隨意放置，技術上沒有太多限制。

1.9 皮帶機集中控制方式的實現

主運輸系統集中控制系統大體上采取本地控制模式和遠程控制模式兩種控制模式。本地控制模式本地模式，控制權在本條皮帶，保留現有的各條皮帶上PANELVIEW顯示終端，并增加相關整體系統功能顯示及操作，以保證本條皮帶區域相關人員對所有皮帶運行信息的實時掌握，現場單獨啟停本條皮帶的需要。

遠程控制模式控制權交于集中控制室，以實現集中遠程控制集中控制方式有兩種：遠程集控方式，可以由相關人員在集中控制室集中控制所有皮帶的啟停，實現逆煤流啟動，順煤流停車等集控操作功能。遠程單機方式，可以由相關授權人員，在集中控制室根據現場需要，充分溝通預警后，單獨啟停每條皮帶。安全方面，整個控制系統會有足夠充分的閉鎖，絕對安全可靠，現有的每條皮帶各種保護都存在，不影響現有的皮帶功能。上下級皮帶閉鎖采用雙路方式，一是光纖以太網的實時連鎖功能，二是基于天津貝克系統的LINE通信的后備保護系統。

2 主運輸皮帶集中控制系統項目建設的效益

2.1 節約用電方面

主運輸系統集中控制后，干線皮帶的啟動時間會極大縮短，停車時間也會相應減少，而且由于信息和語音的溝通交流，臨近皮帶啟停也有參考性，每天因皮帶啟停引起的空運轉，減少時間至少達30 min以上，干線皮帶的功率極大，7條皮帶總功率近9 000 kW，在用功率至少6 000 kW，考慮到累計運行時差，每天節約用電達2 000度以上，工業平均電價為0.72元/度以上，每天節約近1 500元，據此計算，年節約將達五十幾萬元，而且，皮帶機屬于永久性設備，一次改造，終其使用壽命內都受益，經濟效益非常可觀，是一項不可忽視的節能降耗技術改造。

2.2 提高皮帶機的使用率，降低故障維修時間

集中控制系統改造完成后，對井下各條皮帶的信息采集會更全面，所有皮帶運行數據、故障信息、運行指示，集中顯示、集中監控，實時工況一目了然，降低了維修人員的工作量，提高了工作效率，井上技術人員在處理故障判斷故障方面也更加快捷與方便，極大地減少了停機時間，直接提高了生產效率。

2.3 減員增效

在皮帶機實施無人值守后，可以轉崗所有皮帶司機，每條皮帶機4個司機，3班制，共節約人力28個，在減員增效方面產生的人力成本節約將非?？捎^。

3 結語

在皮帶機集中控制系統改造后，經過半年的實際運行檢驗，改造后的系統在穩定性、可靠性方面，都得到了充分驗證。對比以往數據，使用率大幅提高，故障率大大降低，在節能降耗、人力成本控制方面更是有突出表現，完全達到了設計效果與預期。