煤礦井下通訊控制類電氣設備自動化平臺探討

張強

摘要：使用控制保護系統主機和沿線電纜、拉線急停電話，分布控制每條皮帶，再通過環網通訊至調度室，調度室可以系統控制每條皮帶啟停，讀取數據，實現順煤流啟動皮帶，從而最大程度節能降耗，并且能夠傳輸至網絡集中自動化控制平臺，外部人員可以通過獲取進入權限密碼，進入網絡集中自動化控制平臺，觀察設備運行情況。

關鍵詞：煤礦自動化；井下通訊控制；電氣自動化；音頻一體化；節能降耗；順煤流起車 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD654 文章編號：1009-2374（2015）35-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.069

我國雖然經濟發展迅速，但是在經濟發展中依然面臨非常多的問題，其中經濟的發展依然離不開較高能源的消耗，這樣會帶來更多能源的消耗，不僅加大生產成本，更造成了環境的污染。對于化工企業而言更是如此，因此工業中節能技術是目前研究的重點，而電氣設備的節能技術管理因此存在較大的問題，必須得到企業和相關部門的重視。

1 概述

本文針對煤礦主運輸皮帶的運輸設備的改造，改造目的是：使用控制保護系統主機和沿線電纜、拉線急停電話，分布控制每條皮帶，再通過環網通訊至調度室，調度室作為局域控制中心，可以系統控制每條皮帶啟停，數據讀取，實現順煤流啟動皮帶，從而最大程度地節能降耗，并且能夠傳輸至網絡集中自動化控制平臺，外部人員可以通過獲取進入權限密碼，進入網絡集中自動化控制平臺，觀察設備運行情況。網絡集中自動化控制平臺——數據、音頻一體化平臺。

2 設計改造

本文對煤礦主運輸皮帶的運輸設備的現代化高效率運輸管理形式（集中自動化控制——數據、音頻一體化）進行改造和配置，示意圖如圖1所示：

2.1 KTC101+通訊控制保護系統介紹

KTC101+通訊控制保護系統顧名思義就是在井下操作中，可以綜合運用該系統發揮控制、通訊、報警以及保護等多方面的功能和作用，尤其是對于工作面、輸送機的保護效果最為明顯，而又能夠在較大程度上提升其對于通話系統以及相應的故障檢測系統的保護，促使整個井下操作的順利進行。對于當前我國現行的井下操作系統來說，其復雜程度越來越高，尤其是相對于輸送機的設置來說，其類型也越來越多樣化，已經遠遠不止局限于頭尾搭接這一單線型設計，并且在具體的控制方式上也越來越多樣化，這也就要求對于這些相應變化的控制必須要進行創新，促使其能夠適應這些新的變化，尤其是對于這些變化的控制和保護更應該加強關注，綜合運用各種通訊控制保護手段，這也是KTC101+所能夠提供的服務，其在這些方面具備著較好的適應性，值得進行推廣使用。

2.2 設計理念

2.2.1 地面控制中心通過計算機和工業電視對膠帶運輸機監視和集中控制，緊急情況可直接向井下發布命令。

2.2.2 具有冗余功能。地面控制中心采用主、從計算機實現雙機熱備，當其中一臺計算機出現故障時，可自動切換到另一臺計算機，數據、控制不中斷和丟失。

2.2.3 地面控制中心及井下操作臺可設置相應操作人員權限，不同的權限對應不同的操作和控制。

2.2.4 能實時顯示各膠帶運輸機、相關設施及所有信號狀況，并能方便地進行多畫面切換。

2.2.5 系統啟動前自動通過視頻巡檢，發現有問題人工干預停止本次啟動；運行過程工況參數異常自動彈出視頻（有視頻支持）及相關參數文本框進行觀察判斷；可隨時調出視頻觀看。

2.2.6 系統啟動前、運行中、檢修狀態、故障狀態、保護動作、工況異常時，給出相應語音、警報提示音。

2.2.7 數據綜合處理功能。自動生成操作記錄、故障記錄等班、日、月、年報表，并可通過關鍵字、日期等方式對生產報表進行數據的查詢與統計等功能，滿足統計、報表要求。

2.2.8 具有打印功能。實時或按時間段打印各膠帶運輸機和相關設備的運行參數（如運行時間、電機電流等）和運行狀態（如膠帶機開停狀態、故障類型、故障發生時間等）。

2.2.9 系統在停電的情況，UPS電源能夠為系統提供不低于2小時連續供電。

2.2.10 控制模式：（1）遠控功能，即采用地面控制中心進行直接控制；（2）集中控制，即采用井下頭部集中控制臺進行集中控制；（3）就地控制，即針對具體的設備故障或者檢修進行具體的即時操作控制，主要就是指單機的啟、停等控制；（4）控制方式切換功能，即針對不同的控制方式進行轉變，使這些控制方式能夠互為備用、互相閉鎖；（5）針對遭遇的突然故障可以采取緊急停車、故障復位功能；（6）后部閉鎖功能，即逆煤流起車、順煤流停車。

2.2.11 顯示功能：（1）工況顯示，動態、實時顯示整個系統所有膠帶運輸機工況，包括膠帶輸送機運行狀態、控制模式、給煤機開/停狀態、檢修狀態及運行速度、拖動電機電壓、電流、變頻器頻率、開機時間、停機時間等參數以及保護狀態、煤倉煤位、電動機溫度、減速器油溫油位、設備振動等相關信息、參數；（2）故障及保護顯示，實時顯示膠帶運輸機和各種保護傳感器的工作狀態，顯示膠帶運輸機的故障類型，分站之間通信是否異常；（3）系統保護具有尋址功能，顯示故障對應地址位置；（4）歷史查詢，可按時間段查詢各類數據，數據存儲時間不得小于30天。

2.2.12 保護功能：（1）系統具有膠帶機驅動滾筒防滑、堆煤，溫度保護、煙霧保護和自動灑水裝置、防跑偏保護、張緊力下降保護、防撕裂保護；（2）利用現有保護傳感器，增加、更換必要的傳感器，實現膠帶機及相關設施的集中控制；（3）鋼絲繩芯膠帶在線監測系統接入控制系統內，并能進行分析、顯示；（4）煤倉配備雷達料位儀；（5）膠帶輸送機沿線每100m設置急停保護裝置。

2.2.13 視頻、通訊：（1）通訊傳輸系統用光纖進行連接；（2）各裝（卸）載點配備攝像儀；（3）膠帶輸送機巷根據現場工況每100m或50m設置一臺擴音警示裝置，實現語音加警報音預警，實現各點通話功能。井下各區域實現視頻集中顯示功能。

2.2.14 系統采用節能降耗設計思路，具有順煤流起車功能，運輸皮帶及刮板運輸機配備變頻啟動裝置。

控制方式：（1）集中控制方式（可由通信接口通過環網連接至井上調度主控計算機對系統進行遠程邏輯控制）；（2）就地控制方式（由井下系統進行設備自身集中加分布式控制）；（3）檢修控制方式（由系統進行設備自身單獨控制，打消設備之間的連鎖關系）；（4）點動控制方式（由系統進行單臺電機點動控制）；（5）皮帶沿線控制器、擴音電話及閉鎖開關帶有急停按鈕，按下按鈕實現就地急停。

3 結語

綜上所述，目前化工企業在電氣設備的使用上雖然已經有了長遠的進步，在電氣設備的利用率上有了較大程度的提高，但是由于化工企業基礎較差以及很多化工企業存在較多管理漏洞，在電氣設備的管理上存在人員不足或者是意識跟不上等現象，因此電氣設備的節能技術的實施不僅僅是設備的改良問題，同時也需要全體員工共同參與。我國對于在工業中能源的消耗一直都比較重視，因此節能減排在我國很早就有人提出，這意味著很多工程在生產的過程中對能源的消耗以及利用率非常重視。為了完成節能減排的硬性指標，工廠不得不提高節能技術，以滿足節能減排的要求。目前很多化工企業的結構有很大一部分在進行調整，這是因為很多電氣設備不得不進行節能技術的運用。同時對于很多化工企業而言，采用電氣設備節能技術同樣受到國家的支持和鼓勵，使得目前很多工廠在節能技術的推廣上已經取得了一系列的進展。工廠的節能問題已經有了進一步的提高，未來工廠在能源的利用效率以及在工作效率上也將會有一個較大的提高。

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（責任編輯：蔣建華）