帶式輸送機集中控制系統開發與應用

劉永強 陳偉 涂業專 何兵

摘 要：近些年，伴隨著帶式輸送機的不斷發展，其逐漸趨于完善性。在社會經濟水平提升的背景下，有關于機械制造、冶金技術和化工技術等均得到了一定程度的創新以及改進，因此，在應用帶式運輸機期間也面臨著有關的改變，此種變化延伸到了各項企業中。在物料輸送系統內應用帶式輸送機有著極高的作用，該種類型的輸送機除了自動化效果良好之外，而且性能極高，基于此種優勢，所以被普遍應用到了各項行業內。在文章中，重點分析和探討了煤礦帶式輸送機集中控制系統的設計及應用現象。

關鍵詞：煤礦帶式輸送機;集中控制系統;應用

引言

由于煤礦井下運輸系統分布較為分散，崗位冗雜、效率相對低下，運輸系統機電故障率頻發，開機率不高，而且存在極大安全隱患等情況，為提高煤礦生產自動化、智能化和數字化水平，實現煤炭高效清潔生產，基于工業4.0發展理念，以及“中國制造2025”總體規劃，神東煤炭公司率先在全國建設區域中央自動化控制項目[1__3]。2016年大柳塔煤礦通過搭建工業自動化環網，對井下現有設備進行自動化改造升級，構建井下與地面工業環網，引進德國魯爾工業園區PSI公司開發的一款自動化控制軟件PSI Ming系統，其采用管控一體化的三級SCADA平臺，將綜采、連采、主運、分選、裝車等各種孤立的系統結合成一個有機的整體，通過不同部門監控，將各子系統數據集成在統一的PSI平臺上，進行關聯計算、智能分析、分級報警和集中控制，實現了連采帶式輸送機集控設備地面遠程監測和控制，帶式輸送機控制系統數據上傳，數據智能分析，實現了帶式輸送機無人值守，提高了開機率，降低了機電事故發生率，有效保障了安全生產， 達到了減員增效、節能降耗的功效，具有良好的社會和經濟效益[1]。

1帶式輸送機集中控制系統

濟寧二號煤礦機電工區帶式輸送機集中控制系統主要由主井基站（主機站）、主站及分站防爆箱、系統操作臺、分站操作臺、視頻采集器、通訊裝置、人員保護裝置及各種保護傳感器等組成。

（1）將主站操作臺和主防爆箱均放置在皮帶機頭可以方便實時對設備維護，主站操作臺采用接地式箱體，控制方式分為集中控制、手動控制及檢修3種。操作臺側邊有轉換開關，通過控制轉換開關可以切換控制模式。只能在集控模式下，主站控制系統才能起到作用。當主站在集控模式下，若分站之間沒有聯鎖啟動皮帶時系統聲光報警60 s內設備未啟動，系統默認為啟動失敗，取消啟動命令。若在60 s內設備自檢正常時設備各部件依次啟動，同時系統自動分配啟動時間，按皮帶相反方向依次啟動，當前一段皮帶傳感器監測設備一切正常，后一段皮帶依次啟動，停機順序與開機方向相反。

（2）本系統防爆箱內部主要由主板、接線盒、保護器、保險、指示燈、電源模塊、數據采集器等部分組成。操作臺由顯示器、按鈕、集成模塊、手柄、喇叭、電話等組成，可對皮帶機進行啟動、停止、預警、顯示、通話、復位、查詢動作。操作臺顯示器能夠將各分路機傳感器上的數據實時傳遞到顯示器上，同時顯示器防爆蓋里面還備有三個USB接口，可方便地與電腦連接，可以滿足整部皮帶機及各部位的控制，并可與地面以太網進行數據交換，實時監控礦井該系統[2]。

（3）分站防爆箱放在各皮帶機頭附近的搭接配電點內，采用集中控制、手動控制及檢修等三種控制方法。整個系統可設多個分站，各分站均設有獨立的控制系統，可分別控制本段輸送機啟停。當輸送機定位系統發現皮帶跑偏或其他故障時，通過操作臺查詢，可以通過查看故障點來快速確定故障位置，從而方便維修及地面操作人員及時進行事故處理，減少事故影響時間。

（4）本系統各分站均配備跑偏、打滑、速度、堆煤、超溫、煙霧、灑水等故障保護功能的傳感器。當各分站有故障時會有相應的提示聲，同時在主、分站操作臺上均會有各保護信號的提示燈閃爍[3]。

（5）集中控制功能。在構建集中控制自動化系統期間，主要是基于工業以太網、網絡使用千兆工業環形以太網，將三層千兆核心交換機設置到集控中心中，組合形成環網結構，以此達到地面生產系統和監督系統就近接入的目的。同時在井下還可以設置以太環網交換機，布置一個主環網以及多項子環網，落實到井下各項系統內。礦井地面和井下的前兆工業環網和集控中心核心交換機相互連接到一起，組合成冗余千兆主干環形網。完成系統構建工作以后，能夠符合全礦井各項分散的控制單元聯網要求，對于分散類型的子系統來講，包含了兩種方式，分別是集中和分布兩種，調度指揮中心對礦井各項控制層設備進行統一指揮，為礦井管理系統提供準確地數據，以此綜合性控制礦井管控一體化。

2傳統帶式輸送機應用現狀

隨著連采工作面的不斷推進，帶式輸送機需要逐步增加，傳統情況， 每部輸送帶都需要配備1名崗位工，負責帶式輸送機的巡視和啟停工作， 由于長期環境影響，崗位工出現職業病概率加大，減少人員崗位冗余是必然趨勢。

3帶式輸送機集控系統運行結果

帶式輸送機集控系統可以實規上位遠/近控權限切換功能，具備對設備主要運行數據電流、電壓、溫度等進行實時顯示、存儲、導出等功能，對設備運行、啟停、故障信息進冇顯示、監測、存儲、導出等功能。帶式輸送機正在運行界面，可提取各個驅動部溫度和電動機電流、電壓、功率等歷史運符曲線，對設備參數作智能分析，便于及時發現問題并及時處理，有針對性做檢修安排，若有故障征兆時，可以將故障消滅在萌芽狀態，大幅降低了設備的故障率提高了設備的有效開機率。

4經濟效益

濟二礦主膠帶控制系統實現了帶式輸送機、配電點、等區域集中遠程監控后，以機電工區5部帶式輸送機每天早班、夜班需10名帶式輸送機司機，實現集中控制后每去中班、夜班巡視人員2名，減少崗位3個，減少崗位人員6人集中控制系統也解決了個別配電點距離主膠帶輸送機距離遠， 出現局部通風機停風或電源跳閘情況后送電啟動帶式輸送機等設備時間長的問題，紿安全生產提供了保障，帶式輸送機開機率大幅提升和故障率下降明顯，控制中心可隨時掌握帶式輸送機運行情況，給有關部門帶式輸送機管理考核提供支持。

結語：帶式輸送機集中控制系統有效降低了輸送機管理維護勞動強度及輸送機事故率，保證了礦用帶式輸送機安全高效運轉，取得了顯著應用效果。

參考文獻：

[1]范懂理.本質安全型帶式輸送機集中控制系統在興源礦的應用[J].能源技術與管理，2009，（3）：119-120.

[2]趙瑋燁. 煤礦帶式輸送機集中控制系統的設計及應用[J]. 煤礦機電， 2018，（1）：23-25.

[3]賈國棟.帶式輸送機集中控制系統改造[J].機械管理開發，2016，（5）：71-73.