淺析煤礦接力運(yùn)行強(qiáng)力皮帶集中聯(lián)動控制方式

陳其暉

(福建省永安煤業(yè)有限責(zé)任公司仙亭煤礦，福建 大田 366102）

仙亭煤礦現(xiàn)有1號強(qiáng)力皮帶機(jī)、2號強(qiáng)力皮帶機(jī)兩條運(yùn)煤皮帶，井下二水平生產(chǎn)的原煤由2號皮帶機(jī)運(yùn)送至一水平，通過轉(zhuǎn)載系統(tǒng)轉(zhuǎn)載后，由1號皮帶機(jī)運(yùn)送至地面。1號皮帶機(jī)機(jī)頭及控制室設(shè)置在地面主皮帶機(jī)房，2號皮帶機(jī)設(shè)置在井下，設(shè)置獨(dú)立電控硐室。兩條皮帶機(jī)每班各設(shè)1名司機(jī)，通過電話、信號鈴聯(lián)系，存在效率低、皮帶空轉(zhuǎn)時間長、故障時容易造成堵倉等問題。遂對兩條皮帶進(jìn)行聯(lián)動改造，達(dá)到皮帶聯(lián)動、減人提效、節(jié)約能耗的目的。

1 煤礦強(qiáng)力皮帶機(jī)控制系統(tǒng)組成

煤礦強(qiáng)力皮帶機(jī)控制系統(tǒng)，主要由集中控制操作臺，就地綜保控制箱，遠(yuǎn)程分站箱，溫度監(jiān)測、煙霧監(jiān)測、自動灑水、防打滑、跑偏、堆煤、撕裂保護(hù)等保護(hù)裝置，電流電壓監(jiān)測裝置，軟啟動器組成。其中集中控制操作臺主機(jī)集成了PLC、變送器、耦合器、通訊裝置等，就地控制臺安裝了各類儀表、顯示屏、繼電器、就地啟停按鈕等。1號皮帶機(jī)控制主機(jī)采用歐姆龍CPM2AE-60CDR-A處理器，無通訊裝置；2號皮帶機(jī)主機(jī)采用匯川H2U-2416MR處理器，有RS485通訊接口。

2 主皮帶機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

二水平的煤經(jīng)過2號皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至1號皮帶機(jī)后提出地面。在正常運(yùn)行情況下，由于轉(zhuǎn)載煤倉容積只有30m3，1號皮帶機(jī)未運(yùn)行時，2號皮帶機(jī)不得運(yùn)行。1號皮帶機(jī)運(yùn)行后，發(fā)出2號皮帶機(jī)運(yùn)行信號，2號皮帶機(jī)方能運(yùn)行，同時轉(zhuǎn)載給煤機(jī)開啟運(yùn)行。停機(jī)時，2號皮帶機(jī)先行停機(jī)，發(fā)出信號后，1號皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載給煤機(jī)方能停機(jī)。為了改善兩條皮帶機(jī)運(yùn)行效率，同時保證強(qiáng)力皮帶機(jī)安全運(yùn)行，在1號皮帶機(jī)頭設(shè)置上位集中控制操作臺，內(nèi)置PLC，與2號皮帶機(jī)通信，讀取2號皮帶機(jī)相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，通過繼電器與1號皮帶機(jī)形成互鎖。

3 主皮帶機(jī)聯(lián)動運(yùn)行控制原理

在1號機(jī)頭安裝聯(lián)動集中控制操作臺，帶有匯川H2U-2416MR主機(jī)，與2號皮帶機(jī)就地綜保控制箱通過光纖進(jìn)行通信，并通過RS485通信方式讀取1號皮帶機(jī)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)2條強(qiáng)力皮帶機(jī)聯(lián)動控制。聯(lián)動控制示意圖如圖1所示。設(shè)置1號、2號皮帶機(jī)啟停控制、預(yù)警、故障報警、灑水、張緊控制等輸出繼電器接點(diǎn)，帶有手動、自動、就地、檢修、集控、閉鎖切換功能，帶有各類狀態(tài)、儀表、故障指示，手動模式時，接收開停、灑水、給煤機(jī)開停等手動控制信號。該集中控制操作臺可以手動順序開停1號皮帶機(jī)、2號皮帶機(jī)，也可通過自動模式，在井底煤倉發(fā)出信號后，一鍵實(shí)現(xiàn)1號皮帶、2號皮帶、2號皮帶給煤機(jī)、轉(zhuǎn)載給煤機(jī)自動順序運(yùn)行。在發(fā)生皮帶機(jī)故障、1號皮帶頭、轉(zhuǎn)載煤倉堵倉時，自動順序停機(jī)，實(shí)現(xiàn)1號機(jī)、2號機(jī)聯(lián)動控制。集中控制箱面板布置如圖2所示。

圖1 接力皮帶聯(lián)動控制示意圖

圖2 集中控制箱面板布置圖

4 聯(lián)動運(yùn)行順序及時間設(shè)置

兩條強(qiáng)力皮帶機(jī)的開停，應(yīng)該按照一定的順序操作，否則會造成堵倉、空轉(zhuǎn)時間長等問題。正常開機(jī)、停機(jī)順序如下：

開機(jī)：1號皮帶機(jī)開啟→2號皮帶機(jī)開啟→2號皮帶機(jī)給煤機(jī)開啟→轉(zhuǎn)載給煤機(jī)開啟。

停機(jī)：2號皮帶給煤機(jī)停機(jī)→2號皮帶機(jī)停機(jī)→轉(zhuǎn)載給煤機(jī)停機(jī)→1號皮帶機(jī)停機(jī)。

但是以上開機(jī)順序，會導(dǎo)致1號皮帶機(jī)有大量的空轉(zhuǎn)時間。因此設(shè)置好兩條強(qiáng)力皮帶機(jī)的開停時間，可以減少堵倉、空轉(zhuǎn)時間長等問題的發(fā)生，長期運(yùn)行可節(jié)約大量電能，因此應(yīng)不斷優(yōu)化開機(jī)、停機(jī)時間。

開機(jī)時間，主要考慮減少1號皮帶機(jī)的空轉(zhuǎn)時間，因此設(shè)置待2號皮帶機(jī)原煤即將到轉(zhuǎn)載煤倉時，才分別開啟轉(zhuǎn)載給煤機(jī)、1號皮帶機(jī)。開機(jī)設(shè)置如下：

開機(jī)：2號皮帶機(jī)開啟→2號皮帶機(jī)給煤機(jī)開啟→0.9個2號皮帶機(jī)周期后，1號皮帶機(jī)開啟→1個2號皮帶機(jī)周期后，轉(zhuǎn)載給煤機(jī)開啟。

停機(jī)主要考慮減少1號皮帶機(jī)、2號皮帶機(jī)給煤機(jī)、2號皮帶機(jī)的空轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)載給煤機(jī)需比2號皮帶機(jī)多運(yùn)行10min，為下一次運(yùn)煤騰出儲煤空間。設(shè)置如下：

2號皮帶給煤機(jī)停機(jī)→1個2號皮帶機(jī)周期后，2號皮帶機(jī)停機(jī)→10min后，轉(zhuǎn)載給煤機(jī)停機(jī)→1個1號皮帶機(jī)運(yùn)行周期后，1號皮帶機(jī)停機(jī)。

開機(jī)順序、開機(jī)時間的設(shè)置在PLC程序中通過相應(yīng)的遞增計數(shù)器實(shí)現(xiàn)，停機(jī)清零。開機(jī)順序、開機(jī)時間可在集中控制箱人機(jī)交換界面進(jìn)行調(diào)整，如圖3所示。

圖3 人機(jī)界面示意圖

5 其他注意事項

轉(zhuǎn)載煤倉處，除了滿倉保護(hù)傳感器外，還應(yīng)該裝設(shè)高清攝像頭，在倉位異常時，及時停止2號皮帶給煤機(jī)給煤。

設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)該排除故障后開機(jī)，程序里應(yīng)做故障閉鎖。

6 結(jié)語

聯(lián)動控制系統(tǒng)改造完成后，實(shí)現(xiàn)了較好的安全、經(jīng)濟(jì)效益。一是通過優(yōu)化1號皮帶、2號皮帶、轉(zhuǎn)載給煤機(jī)、2號皮帶給煤機(jī)開停順序，減少了設(shè)備空轉(zhuǎn)時間，提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，長期運(yùn)行可節(jié)約大量電能；二是1號皮帶、2號皮帶遠(yuǎn)程聯(lián)動集中控制運(yùn)行，2號皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)無人值守，可減少配備人員3人，降低運(yùn)行成本；三是兩條皮帶機(jī)的故障信息傳遞至集中控制操作臺，兩條皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)故障互鎖，任何一條皮帶機(jī)故障未解除，2條皮帶機(jī)均無法運(yùn)行，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。