自動化控制技術在煤礦井下皮帶運輸中的應用

雷永強 李東東

摘 要：煤炭作為我國各領域生產建設的主要能源，隨著科學技術的不斷進步，自動化控制技術在不斷的應用于煤炭企業，不僅可以降低工作人員的勞動強度還可以很大程度上減少生產過程中造成的人員傷害。本文圍繞自動化控制技術在煤礦井下皮帶傳輸中的應用展開討論，為煤礦井下皮帶運輸生產提供參考依據。

關鍵詞：自動化控制技術;煤礦井下;皮帶運輸;應用

0 引言

在社會和經濟發展過程中，科學技術廣泛應用在各個領域中，其中自動化控制技術成為各領域發展重要的載體。我國煤炭領域正在積極的應用自動化控制技術，使井下煤炭生產處于自動化控制狀態，尤其是以皮帶傳輸為核心應用自動化控制技術，建立科學合理的皮帶傳輸自動化控制系統，通過系統既能提高井下煤炭生產效率，還能降低運行成本，并且在自動化系統控制下，井下煤炭生產處于在安全穩定的環境中進行。

1 皮帶運輸自動化控制系統的概述

應用自動化控制技術，構建皮帶傳輸自動化控制系統，通過系統可以監控皮帶的傳輸、采集等過程，并且系統會自動分析皮帶運輸時相關設備的狀態，一旦發現設備出現問題，針對出現的問題及時實施有效的措施，使皮帶保持在正常的運行狀態。在分析皮帶系統的運行狀態時，自動化控制技術具備較高的精準檢測能力，可以精準檢測出皮帶系統每個環節產生的信息，根據信息優化皮帶運行系統，從而提高皮帶運輸的效率。

2 煤礦井下皮帶運輸自動化控制的必要性

我國許多煤礦采用傳統的生產模式，無法進一步提高生產效率，在激烈的市場環境中，煤炭企業的競爭能力不斷下降，許多煤炭企業處于停滯狀態。為提高煤炭企業的生產效率，煤炭企業應積極應用自動化控制技術，利用自動化控制技術構建自動化皮帶傳輸系統，一方面降低生產成本，另一方面推動煤炭企業創新發展能力。在煤炭井下生產過程中，皮帶是重要的傳輸裝置，在傳統的生產模式中，皮帶傳輸效率低、能耗高，并且極易出現故障，企業在生產中會消耗較高的成本維持運行。在新形勢背景下，提高煤炭企業的生產能力，應利用自動化控制技術構建自動化皮帶傳輸系統，同時利用自動化控制技術實時監測系統的運行狀態，以便發現問題及時處理，保證井下煤炭生產正常的進行。

3 皮帶運輸自動化控制系統的特點

在皮帶運輸自動化控制系統中，會在不同的位置配置監控設備，將監控設備進行連接形成網絡節點，以便對皮帶運行自動化系統進行全面的檢測。在構建網絡監控系統過程中，將光纜作為總線，通過光纜連接監控設備，最終形成完整的監控網絡。在自動化控制系統內借助網絡通訊技術，配合使用攝影技術控制和分析皮帶的運行情況，通過對皮帶進行圖像化處理，有助于工作人員分析自動化控制系統存在的問題。為增強系統的監控能力，將工業化電視網絡監控系統配置在皮帶傳輸系統中，監控設備會全程監控皮帶的不同裝置，包括皮帶機頭、機尾等。在自動化控制系統中采用語音通訊的方式進行實時交流，通過地面指揮中心進行自動化操控，通訊設備會向皮帶發出運行指令，皮帶按照指令完成相關的傳輸任務。利用計算機控制技術建立遠程控制中心，工作人員在遠程操作系統中，控制皮帶的運行狀態。為提高系統運行的安全性以及可靠性，利用冗余控制技術，在地面配置兩臺計算機作操井下的皮帶運輸過程。由于自動化控制流程較為復雜，采用多重控制方法使皮帶運輸按照設定的流程運行。工作人員使用組態軟件，在畫面的狀態下分析系統的運行情況，以人機互聯的方式提高系統的可操作性。基于煤礦井下皮帶運輸安全性要求，在井下配置傳感設備，通過傳感器接收的信號，提高皮帶傳輸效率。皮帶運行自動化控制系統具備完善的數據存儲、采集以及傳輸功能，通過自動化控制技術建立數據分析平臺，可以全面分析皮帶的運行狀態，通過調整皮帶的運輸狀態，在復雜的井下采煤環境中提高皮帶的運輸效率。

4 煤礦皮帶運輸自動化控制系統存在的問題

現階段煤礦皮帶運輸自動化控制系統存在三個方面的問題：一，自動化系統應用存在的問題。由于皮帶系統由多個轉載點連接，需要將每個轉載點保持在良好的連接狀態，但是系統未能使轉載點建立流暢的連接關系，不利于皮帶安全穩定的運行;二，控制邏輯啟停時間存在的問題。控制皮帶的啟停時間，可以使皮帶運行更加流暢。但是在皮帶啟動過程中，由于啟動時會產生較大的電流，極易出現跳閘情況。系統未能合理控制啟停時間，導致皮帶運行時會出現故障，需要工作人員進行不斷的檢查，保證皮帶處于連續的工作狀態，所以應提高系統控制啟停時間的能力;三，傳統皮帶運輸存在的問題。在傳統皮帶運輸中應用自動化控制技術，由于傳統皮帶傳動能力低、耗能高以及啟動產生較大電流等因素，無法充分發揮自動化控制技術的檢測、調整以及控制能力。

5 自動化控制在皮帶運輸應用中的運行原理

針對皮帶運輸自動化控制系統存在的問題，應基于自動化控制技術的運行原理，需要在系統內配置不同的設備，使系統更加完善，一方面增強電力能源的供應能力，以此滿足自動化設備對電力能源的需求，另一方面使電子設備在控制系統內可以自主控制信號的傳輸和收集。

在自動化控制系統內應用電子技術時，通過傳感器接收和傳輸信號，經由線路傳輸至CPU，CPU會分析獲得信號，根據信號做出相應的預測，從而調整皮帶傳輸的狀態。在調整皮帶傳輸狀態過程中，直流電動機會根據指令調節皮帶的速度，使皮帶承受的負荷控制在合理的范圍內，避免皮帶處于低負荷狀態，導致運行成本不斷提高。

自動化控制技術建立皮帶運輸系統，系統由計算機和傳感器相互配合，共同完成皮帶的傳輸操作。為增加煤礦井下皮帶檢測能力以及數據維護功能，可以配置不同傳感器，使井下傳感系統更加完備，有助于提高系統的控制能力。

6 煤礦井下皮帶自動化控制系統功能

6.1 控制功能

建立皮帶自動化控制系統，在井內的不同位置形成獨立的調度體系，井上控制中心向調度體系發出指令，每個調度體系可以進行相應的傳輸、檢測等工作，使皮帶傳輸處于一體化的生產狀態，包括順煤流停、逆煤流開。在每個生產流程都會提高生產效率，有助于皮帶系統在自動化管理狀態下降低運行成本[1]。