井下帶式輸送機遠程集中控制系統的技術研究應用

張麗娜

（山西安信建設工程檢測有限公司，山西 晉城 048006）

岳城礦原煤提升運輸系統主要以皮帶輸送機運輸，井上、下共10條皮帶。岳城礦主運系統的皮帶運輸機控制目前均采用PROMOS皮帶保護控制器進行就地操作控制，未實現遠程集中控制。因此有必要根據井上、下帶式輸送機的運行情況，設計一套帶式輸送機集中控制系統，實現系統的實時監測與自動化集中控制。

1 集控系統功能描述

岳城礦設計的皮帶集控系統是一集地面集控監測、語音通訊以及視頻上墻和遠程診斷于一體的綜合自動化控制系統[1-2]，主要包括以下四個部分：皮帶集中控制系統網絡傳輸技術研究、語音擴播系統的建立、視頻監控系統、地面監控組態軟件設計。整個皮帶集中控制系統能夠實現井上、下皮帶集中控制，并與語音擴播系統、視頻監控系統進行聯動，在皮帶出現故障時，準確、可靠、迅速地做出反應，及時報警或停機。

2 皮帶集控、數據網絡傳輸及系統整合技術研究

皮帶集控系統能夠與數據指令傳輸系統相結合，實現集中控制和手動控制的同步運行。其硬件設備的基本架構如圖1。

如圖1，系統主要由上位機、交換機、皮帶主控制器、通訊擴音電話、傳感器、攝像儀、電源、電視墻、IP電話等設備組成。硬件結構可分為管理層、傳輸層和控制層三層結構。

圖1 皮帶集控網絡結構圖

（1）管理層是以安設在運行隊集控室的皮帶集控上位機為核心，實時跟蹤現場設備的工況參數，并通過指令實現全系統的集中控制。

（2）傳輸層是基于井下千兆環網和交換機等傳輸設備，將地面調度室各類指令信息與井下各盤區變電所內的控制設備實時互聯，保證各種控制指令的有效傳達和現在狀態信息的及時反饋。

（3）控制層是通過基于PLC的皮帶主控制器，對一盤區皮帶巷和各工作面順槽皮帶進行實時控制，并針對系統的運行動作進行狀態監控，實現各條皮帶所有保護的在線狀態監測和實時上傳。

3 視頻監控系統

皮帶集控系統視頻監控系統將采用數字攝像儀，解決以往采用的模擬攝像儀清晰度低、布線不靈活、升級改造困難的問題，主要實現兩個方面的內容：顯示屏設計以及數字視頻傳輸網絡的設計。

分別在帶式輸送機機頭、機尾、除鐵器處安設高清網絡攝像儀19臺，每條皮帶安裝一臺礦用本安型網絡交換機，帶式輸送機頭本安型網絡交換機作為以太環網的分支延伸使用，利用礦上工業以太環網，視頻信號通過光纖連接到以太網環網交換機，實現視頻信號的上傳。如圖2。

圖2 岳城礦視頻傳輸網絡結構圖

4 語音子系統技術研究

語音系統是集井下各皮帶巷擴播電話、調度電話、帶式輸送機頭電話和皮帶控制系統于一體的實時廣播系統，能夠結合各皮帶的運行狀態參數進行自動聲音報警，實現調度應急信息的及時下達。具體連接方式為：在帶式輸送機頭將皮帶控制器中的音頻信號接入擴播報警電話，通過耦合器，再接入原有井下電話系統中，就可以完成擴播、報警、調度電話三合一功能。

如圖3所示，程控交換機PBX通過耦合器和本安型電話機相連接，程控交換機的振鈴信號經過耦合器傳給話機，當話機聽到振鈴聲時，摘下耳機，和呼叫方建立通話鏈路。本安型電話機通過鍵盤發出雙音頻呼叫信號，通過耦合器及程控交換機呼叫所選需要通話電話，當被選電話聽到振鈴聲，摘機后，建立通話鏈路。廣播報警通過地面指揮中心的報警計算機，實現分組話機或全部話機的廣播報警。

圖3 語音子系統結構示意圖

5 組態軟件地面控制技術研究

根據岳城礦目前皮帶布置情況和運行維護狀態，皮帶控制系統、工業視頻系統等子系統對上位機程序的特定要求，設計開發出一套皮帶集控上位機軟件。軟件程序界面美觀、易操作，數據傳輸穩定、安全；具備監測和查詢功能、視頻顯示和集中控制功能。組態軟件監控畫面如圖4。

圖4 組態軟件監控畫面示意圖

6 應用效果及結論

該系統于2017年12月在岳城煤礦井上、西翼、南翼皮帶巷對10條皮帶進行了工業性試驗。試驗結果表明：集控系統安裝后，集控系統能夠實現井上、下10條皮帶的實時監測和自動化集中控制，過載、堆煤等各類保護能夠迅速反饋，系統運轉正常，系統后臺能夠及時傳輸到集控室并自動記錄報警事件，便于進一步統計分析，說明該系統能夠滿足礦方帶式輸送機集中控制的需求，實現無人值守、減員增效的目的。