帶式輸送機集中控制系統改造思考

摘要：本文以礦井皮帶機集中控制系統改造項目為例，簡要分析某中型礦井控制系統的改造原因，針對系統改造方案與技術參數設計思路進行分析，并針對改造后集中控制系統的實際應用效果進行評價。實際應用結果表明，系統改造后可實現集中就地操作，且安全性與可靠程度均明顯提升，具備良好的應用推廣價值。

關鍵詞：帶式輸送機;集中控制;系統改造

引言：帶式輸送機是礦井作業中執行物料運輸的主要工具，具有能耗小、可靠性強、操作便捷、支持長距離運輸等應用優勢。在礦井作業中由于運輸系統分布狀況較為復雜，為保障實現物料的同步、可靠運輸，需針對原有控制系統進行改造，依托集中控制系統實現對各帶式輸送機的統一管理，更好地滿足實際運輸需求。

1系統改造原因分析

某中型礦井3212工作面設有聯絡巷、材料道、運輸巷三部皮帶機，均采用人工控制方式，以3人為一班執行早、中、晚三班作業。考慮到3212材料道與運輸巷掘進工作面巷道均為炮掘工作面，且執行同步作業、皮帶司機崗點布局分散，各工作組每班出勤7人，分配至掘進工作面僅為3～4人，無法保障實際作業效率、實現機械化作業，因此對于集中控制系統的改造提出了迫切要求[1]。

2改造方案設計與應用效果評價

2.1系統改造方案

采用集中控制方式進行系統改造方案設計，以聯絡巷皮帶集中控制箱為基準針對三部帶式輸送機綜合保護裝置進行集成管理，利用繼電器進行多點控制與集中控制，借助XJ127型多媒體中心、語音電鈴分別提供視頻采集與通訊功能，由集中控制箱對三部皮帶實行閉鎖和聯鎖控制，且還可提供信號集中控制、自動灑水降塵等功能。改造后的帶式輸送機集中控制系統主要包含集中控制箱、通訊系統、監控網絡與保護裝置傳感器等組成部分，操作人員可通過人機界面獲取到現場設備信息，并且發送控制指令，實現對現場設備的集中控制。

在改造要點設計上，其一是保留原帶式輸送機的綜合保護裝置，選取16芯控制線與集中控制箱將各皮帶機控制箱進行集中控制（如圖1所示），并在各皮帶機機頭部位安裝礦井專用攝像儀，供操作人員在作業過程中進行實時觀察;其二是在執行集中控制作業的過程中，操作人員通過攝像儀觀察皮帶機頭部位的狀態，操作1部皮帶啟動并發出啟動信號，隨后依次進行2部、3部皮帶的啟動，基于安全因素考量嚴格依照順序進行皮帶啟動，由電磁閥接收到三部皮帶機的啟動信號后，自動執行噴水降塵作業;其三是在1部皮帶執行保護動作后，控制1部皮帶自動停車并發出停車信號，待2部、3部皮帶接收到停車信號后執行閉鎖;其四是在因保護裝置故障導致1部皮帶停車后，將自動向其余兩部皮帶機尾發送長點停車信號;其五是利用繼電器實行多點控制，可通過一鍵操作控制1部皮帶停車，并且向其余兩部皮帶發送緊急停止信號。

2.2技術參數設計

在視頻采集主站設計上，選用防爆型計算機與網口、串口、USB等多種通信接口，操作人員可通過彩色液晶屏顯示器的人機界面執行具體操作，支持遠動、就地、檢修、電動控制等功能，實現對工作面及多部帶式輸送機的同時控制，并將攝像機畫面上傳至多媒體中心，還支持播放本地及遠程視頻。在電控主站設計上，在防爆計算機上配置亞控組態軟件，主控計算機與礦井監控系統相連，可依托單控制器實現對工作面與多部帶式輸送機的同時控制[2]。

2.3應用效果評價

經由本次改造設計后，帶式輸送機集中控制系統新增以下功能：其一是閉鎖功能，當位于工作面聯絡巷的皮帶機未啟動時，材料道與運輸巷的皮帶機也無法啟動，用于實現對運煤環節的科學控制，保障集控系統安全;其二是聯鎖功能，在1部皮帶執行保護動作后，其余2部皮帶均可實現自動停車并發送信號，有效防范工作面出現機尾於煤問題;其三是實時檢測功能，由集中控制系統將布設在現場的各保護裝置傳感器數據進行匯總，用于保障帶式輸送機的安全可靠運行、提高運輸效率，防止出現皮帶撕裂、煙霧、拉線急停等問題;其四是手動功能，操作人員可在顯示器人機界面執行任意皮帶的單獨啟停作業;其五是自動噴灑防塵功能，在皮帶機啟動5s后，由綜合保護裝置自動控制電磁閥啟動，執行噴淋作業;其六是一鍵停車功能，操作人員可在緊急狀況下操縱急停按鈕，由繼電器控制各皮帶機實現同步停車，并且向2、3部皮帶機車尾發送信號，避免造成機尾於煤問題。

將改造后的集中控制系統投入實際使用中，在改造后每班僅需留1人執行操作，使得每日作業人數減至3人，有效緩解掘進工作面存在的人員緊張問題，為作業進度與效率提供保障;在成本方面，以每人月工資5000元計，每年可減少人員開支36萬元。

結論：針對帶式輸送機集中控制系統進行改造后，可實現閉鎖、控制與監控等功能，節約勞動力與成本、降低勞動強度，使得礦井作業效率大幅提升，并且也為作業安全提供保障，有效滿足礦井運輸作業需求，具備良好應用價值。

參考文獻：

[1]王繼東，孫建延，胡美玲.帶式輸送機智能控制系統的設計與研究[J].機械強度，2019，（03）：243-247.

[2]師維俊.帶式輸送機自動控制系統卸料方式改造[J].礦山機械，2019，（10）：80-82.

作者簡介：牛胡振（1988-）男：安徽省界首人 ?學歷：本科 ?目前職稱：助理工程師 ? 專業方向：電氣工程及其自動化