井下皮帶運輸機遠程監控系統的在煤礦中的應用

胡斌

(兗州煤業股份有限公司東灘煤礦,山東鄒城 273500)

井下皮帶運輸機遠程監控系統的在煤礦中的應用

胡斌

(兗州煤業股份有限公司東灘煤礦,山東鄒城 273500)

皮帶運輸機是一種連續皮帶運輸機械,被廣泛應用在礦井、電廠、港口、鋼鐵企業以及輕工業的生產線,即可以運送散狀物料,也可以運送成件物品。在煤礦的開采過程中,皮帶運輸機的作用至關重要。煤礦井下的環境比較惡劣,這就對皮帶運輸機控制系統的要求比較高,其性能的好壞直接影響到煤礦行業的發展和效益。本論文是針對目前煤礦在皮帶運輸機控制方面仍采用現場人為控制,隱患故障較多以及檢測不穩定等問題,研發了一種功能完善的礦井皮帶運輸機遠程監控系統。主要是以皮帶控制系統、工業以太環網為核心,詳細闡述井下皮帶運輸機遠程監控系統設計方案。皮帶運輸機控制系統通過礦井工業以太光纖網向地面控制計算機傳輸數據,實現地面對井下皮帶運輸機的各種保護,皮帶電機電流、電壓等參數的實時監測,對井下主要運輸皮帶機進行遠程控制。

皮帶控制 工業以太環網

井下皮帶運輸機監控系統是集皮帶保護監測、電機監測、遠程控制、通信于一體的皮帶監控系統。目前，煤礦行業已經進入信息化、數字化、自動化時代，井下皮帶機崗點的無人值守和井下皮帶的遠程控制是原煤運輸系統的發展方向，井下皮帶運輸機監控系統的建立有效的提高了礦井現場生產的安全系數，用數據對井下皮帶設備的運轉狀況進行科學分析，使井下皮帶的管理和控制更加科學化、高效化。

東灘煤礦井下皮帶運輸機的電控系統有P L C控制系統和KTC101控制系統兩種，利用智能分站、串口服務器分別將兩種皮帶運輸機電控系統接入工業以太環網交換機，地面監控中心的計算機通過工業以太環網對井下膠帶運輸機進行監控。

1 系統結構及工作原理

井下皮帶運輸機監控系統主要監測井下皮帶運輸機運行狀況，在地面控制室實現井下皮帶運輸機生產過程的監測和控制。皮帶運輸機監控系統分為三層：現場控制層、通信層、信息管理層。

現場控制層主要是皮帶運輸機電控系統，皮帶運輸機電控系統負責就地開停膠帶運輸機，采集膠帶運輸機各種運行參數，顯示在膠帶運輸機操控臺及液晶屏幕上，并通過PLC通訊接口、KTC101通訊串口向地面控制計算機實時傳輸數據。通信層主要由智能分站、串口服務器、工業以太環網組成，智能分站負責采集各種開關量和模擬量信號，并將其轉換成數字信號傳輸至工業以太環網。串口服務器將KTC101控制系統的RS-485信號轉換成數字信號傳輸至工業以太環網。信息管理層主要起到集成監控管理作用，工作站通過工業以太環網接收井下各條皮帶運輸機電控系統上傳的信息，完成數據采集、傳輸、遠程集中控制功能。

2 通信數據鏈接方式

數據傳輸；采集數據的準確性、高效性、時效性取決于通信質量。根據皮帶運輸機電控系統提供的通信接口、通信距離，主要采用了以下通信連接方式；

KTC101控制系統提供的是RS485通信接口，RS485信號質量取決于數據傳輸距離的長短，通信距離＜500m，采用RS485通信線路，屏蔽通信電纜，通過串口服務器接入工業網交換機。通信距離＞500m，采用光纖通信線路，使用串口服務器和光纖收發器接入工業交換機。

PLC控制系統采用光纖通信線路，使用智能分站、光纖收發器接入工業交換機。(如圖1)

圖1

3 軟件集成

井下皮帶運輸機集成軟件系統采用FactorySuite A2。通過對皮帶運輸機遠程監控系統的數據采集，將監測信息集成，存儲于統一設計的工業數據庫中。

利用OPC Server軟件與I/O Server進行通訊，實現數據采集，通過IAS模版和測點實例開發，以及Intouch實時組態畫面，實現在地面控制中心進行實施監控。

4 主要技術指標

(1)通訊協議接口：包括RS485、TCP/IP。(2)膠帶運輸機監控系統的控制方式，主要有集控方式、就地控制方式，正常生產采用集控方式、檢修期間采用就地控制方式，符合現場實際生產要求。(3)皮帶控制系統集成軟件平臺采用FactorySuite A2。(4)數據傳輸以1000M工業以太光纖網、現場總線為基礎。

5 井下皮帶運輸機遠程監控系統主要特點

(1)完成井下所有主要膠帶運輸機生產全過程的實時監測、遠程集中控制，對膠帶運輸機的開停、各種保護狀態、帶速進行監測。(2)地面控制室監控計算機界面友好、功能齊全、逼真的動態畫面和全中文顯示，實時顯示井下膠帶運輸機運行狀態，安全確認機制，操作嚴謹且簡單，易于對操作人員培訓。(3)生產數據存入數據硬盤，可由信息管理系統按需調用。(4)網絡診斷，監控計算機工控軟件監測通訊是否正常，提高故障排查效率。(5)通訊網絡速度快，距離遠，可靠性高。

6 結語

井下皮帶運輸機遠程監控系統的建立，大大促進了礦井信息自動化的建設步伐，使井下膠帶運輸機崗點達到無人值守水平，提高了現場人身安全系數。通過現場監測監控設備對膠帶運輸機的實時監控，用科學數據顯示其運行狀態，提高了井下現場設備的安全系數。地面監控室的建立，大大提升了礦井安全管理，生產管理水平。同時，該系統的建立，打破了以往的工作模式，不僅提高了工作效率，提升了工作質量，增強礦井原煤運輸系統的安全性、穩定性，為礦井的高產高效做出應有的貢獻。

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胡斌(1995-),助理工程師,本科。