談煤礦主井提升系統(tǒng)的集中控制

俞能環(huán) 淮浙煤電有限公司顧北煤礦分公司 232151

談煤礦主井提升系統(tǒng)的集中控制

俞能環(huán) 淮浙煤電有限公司顧北煤礦分公司 232151

將主井提升作業(yè)系統(tǒng)，采取過程控制，利用ProfiBus現(xiàn)場總線來實現(xiàn)各PLC之間的通訊，較好地實現(xiàn)了集中控制。

提升機;可編程控制器（PLC）;傳感器;現(xiàn)場總線;ProfiBus

1 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，對于現(xiàn)代化礦井的要求也越來越高，不僅要具有很高的自動化水平，而且要有極高的準確性和可靠性，從而降低事故率，減少礦井災害的發(fā)生。在礦井生產(chǎn)過程中，主井提升系統(tǒng)是一個多任務流程化的作業(yè)系統(tǒng)；合理管理和控制這個系統(tǒng),能夠減少故障率，確保提升時間,這直接關(guān)系到整個礦井的經(jīng)濟效益,是煤礦生產(chǎn)的重要保障。

主井提升系統(tǒng)主要分為裝載站、卸載站、提升機三大部分。整個系統(tǒng)是一級一級逐步完成的。我們可采取過程控制來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的全自動化，提升的全過程不需要有人的參與，實現(xiàn)無人值守。從而大大減少了人力資源，減輕了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。

實現(xiàn)提升系統(tǒng)自動控制,可編程控制器是一個不可缺少的裝置。可編程控制器（簡稱PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，在其內(nèi)部存儲人們用軟件語言按一定的要求編輯的邏輯運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并且通過I/O接口，控制各種機械的生產(chǎn)過程。同時具有很強的抗干擾能力，可以在環(huán)境惡劣的井下環(huán)境中長時間、穩(wěn)定地工作。PLC在應用中是采用軟件編程來實現(xiàn)各種各樣功能的，因此省去了大量的硬接線和繼電器，大大減低了事故率，給提升設(shè)備的控制和維修帶來很大方便。也是目前礦井提升系統(tǒng)最多采用的一種電控裝置。

2 集中控制系統(tǒng)的組成

主井集中控制系統(tǒng)就是將裝載站、卸載站、提升機三部分的控制合理連接起來。三大部分實現(xiàn)全系統(tǒng)的自動控制首先是裝載系統(tǒng)，用一臺PLC(裝載PLC)來處理裝載流程的一切控制。使用料位傳感器來反映煤在煤倉里的高低位置,可根據(jù)煤位的情況來控制皮帶機和給煤機。當煤位到了一定的高度,系統(tǒng)會先啟動皮帶機，再啟動給煤機向計量斗里裝煤，由安裝在計量斗上的稱重傳感器檢測煤的重量，當煤裝載達到設(shè)定值時，系統(tǒng)會停止給煤機，同時PLC發(fā)出裝煤指令，溜嘴的舌板伸出，計量斗的閘門打開向箕斗里裝煤，結(jié)束后計量斗的閘門關(guān)閉、舌板收回并發(fā)出開車指令，提升機會自動運行起來，依靠著提升機的行程控制PLC對井筒深度的精確計算，配合井筒開關(guān)即時監(jiān)測，提升機沿著提升曲線高速運行，當箕斗到達地面的時候提升機會自動減速并能準確地停在卸載站卸煤，完成一次提升過程。各種傳感器采集來的信號通過I/O接口送入裝載PLC，PLC根據(jù)各種信號的狀態(tài)進行處理，做出邏輯判斷，發(fā)出相應的指令，控制相應的設(shè)備來實現(xiàn)各種操作功能。再單獨采用一臺PLC（主控PLC）對來自裝卸載站、提升信號、數(shù)控調(diào)速、行程控制、液壓站等各獨立功能系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)集中進行處理，根據(jù)各系統(tǒng)的運行情況和要實現(xiàn)的設(shè)計功能來控制各類設(shè)備，完成各種操作。各設(shè)備的控制繼電器和開關(guān)通過其輔助觸點將工作狀態(tài)反饋到PLC，PLC以確認執(zhí)行是否正確,從而確定是否繼續(xù)執(zhí)行下一步操作。整個提升過程采用冗余控制和閉環(huán)控制來確保系統(tǒng)操作的可靠性和準確性。

除此之外，為實現(xiàn)無人值守，可以在裝載站、卸載站、提升機房等關(guān)鍵的位置和關(guān)鍵設(shè)備附近裝設(shè)視頻監(jiān)視系統(tǒng)，利用視頻攝像頭將現(xiàn)場的畫面送到集控室，讓監(jiān)控人員隨時了解到現(xiàn)場的一切情況。一旦出現(xiàn)什么問題，方便監(jiān)控人員根據(jù)具體情況采取相應的措施。

3 系統(tǒng)的實現(xiàn)

分布式多PLC的提升系統(tǒng)要實現(xiàn)一系列復雜的控制，各PLC相互之間通訊可靠至關(guān)重要。為滿足PLC之間大量數(shù)據(jù)交換的需要，現(xiàn)多采用現(xiàn)場總線來實現(xiàn)PLC之間的通訊。PROFIBUS總線是現(xiàn)場總線中最穩(wěn)定、兼容性最好、應用最多的一種非常先進的總線技術(shù)。以我礦主井為例（通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示），整個主井提升系統(tǒng)的主要PLC雖然是不同廠家、不同功能的產(chǎn)品，但都支持PROFIBUS總線，只要一條兩芯線的通訊電纜就能將各PLC連接起來，而且通訊速度非常快（速率可達12M bits/ s）。如果是采用光纜搭建的PROFIBUS總線會將信息傳送得更遠，可以將井下、井上甚至更遠的PLC系統(tǒng)連接構(gòu)成一個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，在不需要增加設(shè)備的情況下就完全能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的集中控制。可以說在集控室的一臺電腦上就可以監(jiān)視和控制整個提升系統(tǒng)的各種設(shè)備。

不僅如此，如果通過集控的上位機，還能夠?qū)⒃O(shè)備系統(tǒng)的信息送上互聯(lián)網(wǎng)Internet。一旦提升系統(tǒng)出現(xiàn)一些嚴重的故障，現(xiàn)場人員無法排除的時候，就可以利用網(wǎng)絡(luò)和廠家聯(lián)系，讓廠家人員足不出戶就能了解到現(xiàn)場的詳細情況，還可以通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場設(shè)備進行監(jiān)控，幫助現(xiàn)場人員分析和查明故障原因，盡早排除故障。

4 結(jié)語

總之，隨著科技的日新月異，會推動煤礦生產(chǎn)技術(shù)不斷向前發(fā)展，可以說，未來的煤礦提升系統(tǒng)的控制技術(shù)會向集成化，智能化的方向發(fā)展，同時其準確性和可靠性也會更高，以實現(xiàn)現(xiàn)代化礦井的“高產(chǎn)、高效、高度安全”。

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.15.022