帶式輸送機自動化系統在錦丘煤礦的應用

2015-03-16 01:27:53滕州郭莊礦業有限責任公司錦丘煤礦山東滕州277517

山東工業技術 2015年1期

盧　峰（滕州郭莊礦業有限責任公司錦丘煤礦,山東　滕州　277517）

帶式輸送機自動化系統在錦丘煤礦的應用

盧峰
（滕州郭莊礦業有限責任公司錦丘煤礦,山東滕州277517）

摘要：隨著科學技術的不斷發展，錦丘煤礦基于千兆工業以太網基礎上構建了礦井自動化系統，本文詳細介紹了帶式輸送機自動化系統的基本功能及相關方案設計，對今后煤炭行業創建數字化礦井具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：數字化系統；帶式輸送機；方案

0　引言

為建設礦井數字化系統，錦丘煤礦本著節約可行、簡易可靠的原則構建了基于千兆工業以太網基礎上的礦井自動化系統，在現有子系統接入前提下，新建了礦井主排水泵房、井下中央變電所、單水平主運皮帶、主扇風系統在線監測等四項自動化子系統，本文將詳細介紹帶式輸送機自動化系統。

錦丘煤礦井下有兩個水平的兩條運輸皮帶，已實現在線保護。皮帶自動化控制需要通過防爆兼本安PLC主站和本安型集控臺將皮帶的控制及保護納入礦井環形工業以太網之中。系統預留多條皮帶集控接口。皮帶自動化系統設計靈活，組網方便，工作可靠，操作方便、靈活，保護功能齊全，現實信息豐富，并具有相關設備之間的聯鎖保護功能。

1　系統基本功能

（1）控制功能。該系統既可從井上調度室對井下皮帶運輸進行實時監控，也可從井下操作臺、觸摸屏、就地分站箱對皮帶運輸進行實時監控。既可對一條皮帶、一條生產線實現一鍵起停（順煤流停、逆煤流開），也可對多條生產線的整個系統實現一鍵起停。在自動狀態下每條皮帶還可實現有煤即開、無煤即停的全自動控制。

（2）保護功能。該系統具有煤倉高、低煤位保護，機頭下煤位保護，斷帶（斷鏈）保護，打滑低速保護，跑偏保護，橫向撕裂保護，溫度保護，煙霧保護等多種保護功能。故障時產生報警，故障嚴重時自動停車（可根據現場情況和礦方要求更改）。故障停車可實現逆煤流方向立即停止，順煤流方向每條皮帶乃煤運完時自動停車。

（3）監測功能。該系統可在調度室主控計算機和井下觸摸屏對皮帶進行動態監測。各種實時數據的在線監測、歷史數據的查尋。故障時產生聲光報警并彈出報警詳情和時間。還可在工控機動態界面上指出報警位置。員工在處理問題時更準確、迅速、簡單。

（4）擴展功能。該系統擁有多路擴展通訊模塊（達8路），每個分站其DI/DO點數可擴展至80點；通訊物理接口形式多樣（RS-232、RS-485、CAN和以太網等）；特有的專利技術，通訊距離遠（達10km）、抗干擾能力強。可以方便的組成多級遠程通訊網。今后可以很方便添加新設備和皮帶控制。從而避免了以前上一套設備需更換一套控制設備的弊端，節省了大量人力和財力。

2　系統特點

（1）系統采用開放式、數字化、多點通訊的現場總線形式，可按照用戶需求實現其所需的所有控制，并配置標準的RS485接口以保證與井下以太網對接進行數據、信號傳輸或遠控。

（2）控制系統和各種保護運行性能穩定，可靠。具備抗干擾能力，電源與信號、輸出信號與輸入信號之間均采用可靠的隔離方式。

（3）系統可以對運輸路線的設備實現地面監視監控、井下自動控制和現場就地控制外，還具有現場編程等功能。

（4）系統中的所有設備能夠滿足煤礦井下現場的使用環境。

（5）采用現場總線形式，利用集中皮帶所設的監控主站采集其數據并與以太網連接。

3　系統方案設計

該系統的操作方式的轉換通過設在集控臺上的轉換開關完成。操作方式分為就地控制、遠程控制、集中控制。

就地控制即在就地控制箱上通過按鈕對相應設備的控制，此控制方式不受任何閉鎖的限制，只在應急及檢修時使用。

集控+手動方式，即對每臺設備的控制通過集中控制臺上的相應按鈕操作來完成。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。電機啟動過程中出現故障自動停止啟動。

集控+自動方式，即通過操作集中控制臺上的相應電機的起停按鈕，來完成該電機所對應的各設備的起停控制。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。地面集控+手動方式，即對每臺設備的控制通過地面集中控制室內上位機的相應按鍵來操作完成。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+手動方式”類似，按鈕為點擊上位機界面上的按鍵。

地面集控+自動方式，在上位機上又分為半自動和全自動兩種方式，半自動方式下即通過操作地面控制室內上位機相應電機的起停按鍵，來完成該電機所對應的各設備的起停控制。每臺設備的起停順序受閉鎖條件的限制。操作方式與“集控+自動方式”類似，按鈕為點擊上位機界面上的按鍵。全自動方式下，設備是按照工藝流程來起停。

在設備啟動前首先要選擇設備控制方式，就地/遠程控制/集中控制。

4　系統硬件組成

皮帶機控制系統是基于可編程控制器的皮帶運輸機的自動化控制系統。該系統為礦用隔爆兼本質安全型，是一種適用于在煤塵、瓦斯等危險環境中使用的皮帶機順序控制及保護的智能控制系統，其通用性、適應性強，能完成各種傳感器工作狀態的監測、皮帶機起停控制、通訊、現場管理、集中監控。以世界名牌德國西門子PLC為核心的皮帶機綜保裝置組成井下皮帶機控制系統和數據傳輸網絡，即可以組成不同的控制規模實現多條皮帶機集控，又可以單獨使用控制一臺皮帶機實現單臺控制。該系統是以光纖為介質組成的以太網網絡，可以迅速把相應的數據集中送往地面調度室的上位機上，實現井下皮帶機的井上監控管理，減少了解現場的時間，提高了生產效率。

整個系統由現場控制設備(檢測傳感器、皮帶機綜保裝置、防爆本安型就地分站控制箱、本安型操作臺、嵌入式觸摸計算機（Windons CE操作系統）、網絡交換機、西門子PLC和井上監控中心的上位機監控軟件等組成。現場另安裝4臺防爆攝像儀（KBA120），形成監視系統。