煤礦膠帶輸送機中的PLC集中控制系統應用實例

周 游

（北方重工集團有限公司電控液壓設備分公司，遼寧 沈陽 110141）

我國是一個以煤炭為主要能源的國家，每年都有大量的煤炭被從地下開采出來，在整個礦井中需要使用強力煤炭輸送機來對開采出來的煤炭進行輸送，但是隨著礦層的不斷開采，需要使各個開采區的煤炭輸送機不斷進行延長，從而造成各個煤炭輸送機的管理較為分散，需要使用一種集中控制系統來對各個不同的煤炭輸送機進行控制，從而達到煤炭輸送機的安全可靠運行以及降低操作人員提高工作效率的目的。

1 煤炭輸送機集中控制系統簡介

在我國的很多大型煤礦中，由于開采時間長，造成礦采區不斷的進行延伸，而作為井下的主要輸煤工具——強力膠帶輸送機和各個延伸井的膠帶輸送機則不斷的進行延長，其中開采下的煤炭的90%轉載是通過使用膠帶輸送機直接轉載到礦井中的主膠帶輸送機上的，從而造成井下的輸送系統線路長、崗位較多而且聯絡環節多的弊端，對輸送機的管理造成一定的困難，煤炭輸送機集中控制系統則是針對以上這些弊端而專門進行設計的，通過使用PLC作為主控單元并結合工業電視機從而達到對井下的主煤炭輸送帶和振動給煤機及煤倉煤位計等進行監測，從而達到對于井下煤炭輸送機的集中控制，節省了人力資源和提高了效率。

2 煤炭輸送機集中控制系統的組成

整個煤炭輸送機集中控制系統是由地面監測控制中心、輸送機沿線監測傳感器、煤礦井下控制分站以及一些輸送機的安全保護裝置等組成，由于井下監控設備的接入點較多，從監控量、成本以及運算速度等方面進行考慮選用西門子S7-300系列的PLC作為主要控制單元，通過在井下各條膠帶說輸送機和煤倉安裝PLC控制系統，從而將各個輸送機和煤倉構成了一個小的局部閉環回路，而對于煤倉中煤炭位置的高低可以通過使用傳感器來進行控制，當煤倉中的煤炭的位置高于或者是低于設定的傳感器的高度時則需要使煤炭輸送機立即停止，而本著逆煤流開、順煤流停的設計理念，可以在膠帶和膠帶機之間設定有聯鎖和單機啟動模式，安裝在輸送機的安全保護裝置主要有：膠帶機的堆煤檢測裝置、溫度傳感器、煙霧傳感器、膠帶機的速度傳感器以及跑偏檢測裝置和自動灑水裝置，同時，對于膠帶機的各個電機的速度、電壓、電流以及溫度的都有所檢測，確保膠帶機能夠正常工作，同時在各個膠帶輸送機的落煤點通過加裝視頻監測視頻頭，其中該視頻頭采用的是點對點的光纖模擬量傳輸方式，從而能夠確保監測探頭所拍攝視頻的實時性，從而方便地面控制人員查看。

地面控制中心其主要用途是通過控制系統對膠帶機進行集中控制和對各個由傳感器發送來的膠帶機的運行狀態進行監控，并通過視頻監控系統對膠帶機之間的落煤點之間進行監控，其中整個控制系統采用的是雙機熱備用的模式，能夠保證總有一臺計算機對其進行控制。

傳輸線路采用的是以Profibus為主要技術的傳輸線路，從而實現對輸送機實現遠程操控。

而對于井下分站則是采用的是以PLC為主的控制裝置，通過接入Profibus網絡從而實現井上井下的數據共享。

3 煤炭輸送機集中控制系統的控制模式

集中控制系統的工作原理如下：整個系統采用PLC作為控制中心，通過使用串行通信方式來實現對于煤炭輸送機運行情況的實時狀態監測，通過使用傳感器對傳感器傳回的數據進行處理。在使用傳感器對膠帶機進行狀態監控時，需要使用24V的電壓作為主要的供電電源。根據PLC的具體的控制方式將整個控制方式分為：地面自動集中控制、地面遠控集中控制以及人工控制等方式。其中地面控制方式是通過在每條膠帶輸送機的兩端安裝有工業視頻裝置，同時在膠帶機上加裝有基于PLC開發的集控裝置，當這個裝置的遠程控制功能啟動后可以確保操作人員能夠在控制中心通過使用控制端從而完成對于膠帶輸送機的地面遠程啟動操作。這種啟動操作可以完成對于其中單一一條膠帶機的控制也可以同時完成對于多條膠帶輸送機的遠程啟動操作，同時在地面進行遠程單機操作的基礎上能夠使膠帶輸送機與膠帶輸送機之間實現聯合閉鎖，從而使膠帶輸送機能夠按照逆煤流、順煤流停的原則開停。而人工控制則是通過井下操作人員進行井下根據實際需要進行膠帶輸送機的啟停操作，同時還可以方便膠帶輸送機的維護人員在每條膠帶輸送機的機頭以及其他設備的機頭控制膠帶輸送機的啟動。同時需要完成人工控制和地面控制之間的互鎖，在進行人工井下控制時不能完成由于地面集中控制的的操作。

4 系統輔助安全功能

4.1 系統自我檢測及診斷功能

在整個集中控制系統的主體部分之外需要添加一部分的自診斷和報警程序，從而可以方便操作人員和維修人員對于設備故障的診斷，其中將這些診斷及報警寫入到PLC的程序中，通過對傳感器采集來的信號進行處理，從而對運行中的膠帶輸送機的運行狀態進行對比分析，從而在膠帶輸送機發生異常狀況時及時進行報警并切斷輸送機的電源。同時，設備維護人員可以根據報警信息及時的對發生故障的部分進行快速診斷。

4.2 系統的其他輔助功能

通過在屏幕上的頁面中對各個皮帶輸送機的系統工況等一些參數進行動態顯示，從而使地面控制中心的監控人員對設備的運行情況有直觀的了解，同時對這些運行數據進行存儲，方便以后查詢，還可以添加一些語音通話、故障屏蔽以及打印功能等方便系統運用。

結語

在膠帶傳輸機上進行集中控制可以有效的減少井下作業人員的數量，提高膠帶機的控制效率和作業效率，通過對整個集中控制系統的使用功能使用后發現，整個系統中的各個網絡以及控制性能較為良好，同時在惡劣的環境條件下仍能正常保證工作，從而實現了輸送機的可靠高效運行。

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