地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用

劉士偉（河南平寶煤業(yè)有限公司,河南　襄城　452670）

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地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)設計與應用

劉士偉
（河南平寶煤業(yè)有限公司,河南襄城452670）

摘 要：介紹了由調度語音、工業(yè)電視、控制主站和地面分站及PLC綜合控制箱組成的地面運輸監(jiān)控系統(tǒng)的結構和功能。具有操作簡單、維護方便等特點，為礦井地面運輸?shù)陌踩透咝н\行提供了可靠的保證。

關鍵詞：組態(tài)監(jiān)視；遠程控制；簡單操作

平寶公司地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、調度大屏監(jiān)控系統(tǒng)、井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)一起，組成一個完整的監(jiān)控、操作、調度、指揮、控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了礦井在運輸系統(tǒng)上的高產高效，降低勞動強度，節(jié)約了勞動成本，提高了公司的經濟效益，實現(xiàn)了礦井的安全生產。

1　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式

該系統(tǒng)采用全——分布式控制，由地面調度室控制中心站和集控操作臺構成。控制中心站位于地面調度室。控制中心站與現(xiàn)場分站之間采用半開式的網絡光纖結構，現(xiàn)場分站與各部皮帶機上的傳感器采用矩陣連接，控制中心站與集控操作臺的監(jiān)控機實行總線網絡連接。現(xiàn)場分站負責現(xiàn)場皮帶機數(shù)據(jù)采取和控制，通過監(jiān)控系統(tǒng)，可對地面膠帶運輸進行監(jiān)控和遠程控制。

2　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的布置方式

地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)在地面調度室機房設控制中心站，為保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，設備的控制和信號采集采用雙絞線和光纜結合的布線方法，且傳輸?shù)囊纛l、視頻數(shù)據(jù)和相關遙測控制數(shù)據(jù)有光纜完成。現(xiàn)場分站負責地面皮帶機的各種信號采取與遠程控制。

地面生產系統(tǒng)主控PLC需通過以太網通訊接口，以Ethernet/IP協(xié)議，RJ45接口，與操作監(jiān)控站計算機、調度室和礦井生產調度網絡（地面環(huán)網）連接。能提供完整的控制變量表，控制系統(tǒng)能夠在線診斷，并且其控制程序可在調度室中心機房主機在線下載。

3　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的功能介紹

地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)為實時光纖監(jiān)控，具有完整的生產監(jiān)控操作指揮一體化管理功能，對地面膠帶運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)實行數(shù)據(jù)采取、輸送、反饋、顯示、分析、查詢、打印等，實現(xiàn)了集控操作人員遠程集控操作地面膠帶運輸系統(tǒng)，同時通過調度大屏、井下視頻等系統(tǒng)對現(xiàn)場的安全運輸情況進行確認運行，確保地面膠帶運輸系統(tǒng)及現(xiàn)場維護人員安全。

地面膠帶運輸系統(tǒng)實施后，集控員可以在調度室集控操作臺上遠程控制地面膠帶運輸生產全過程，完成地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的“三遙”功能，即遙測、要信、遙控，實現(xiàn)地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的礦井輔助運輸系統(tǒng)的綜合自動化。

4　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的工藝流程和工況顯示

為了實現(xiàn)工藝控制功能，系統(tǒng)均采用SIEMENS公司S7系列PLC進行控制，PLC應配有以態(tài)網通訊模塊。同時通過Ethernet/IP工業(yè)以太網接口，與生產指揮中心集控室計算機聯(lián)接，實現(xiàn)整個地面生產系統(tǒng)的集中控制，最終要達到安全高效的功能。

一是地面膠帶運輸系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程、就地、手動、檢修四種控制方式，就地時在PLC柜觸摸屏操作，遠程時可以通過網絡在集中控制中心實現(xiàn)集中控制，手動時在現(xiàn)場可直接開啟各設備，檢修時其他控制無法實現(xiàn)。

二是遠程控制時采用逆煤流方向延時啟車和順煤流方向延時停車。操作人員在發(fā)出啟車信號之前，整個生產系統(tǒng)沿線應發(fā)預告信號，預告信號采用燈光指示、聲響信號裝置，并保持20～30秒鐘(可調)后，沿線設備方可按逆煤流依次啟動。各設備之間相互閉鎖，故障時自動發(fā)出聲光報警。

三是膠帶輸送機所需裝設的主要保護：防跑偏裝置、打滑保護、縱裂保護、堆煤保護、煙霧保護、急停裝置、電機溫度保護等，所有保護裝置運行信號均應返回到調度室集控操作臺上。

四是啟動聯(lián)鎖順序：膠帶啟動時，自系統(tǒng)的終端開始，按逆物料輸送方向順序依次開始啟動。系統(tǒng)停機時，自系統(tǒng)始端的供料設備開始，按順物料輸送方向順序待料運完后依次停車。若發(fā)生故障時，其來料方向所有設備同時停機，后面的設備運轉至物料全部排空即停機。

五是系統(tǒng)轉換：在運輸系統(tǒng)中，可由系統(tǒng)轉換設備-可逆帶式輸送機或溜槽閘門來實現(xiàn)。通過可逆帶式輸送機正、逆轉或溜槽閘門的切換，實現(xiàn)系統(tǒng)的轉換。可逆帶式輸送機、閘門的切換，需在其上無料的情況下進行。

5　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)故障報警顯示

該運輸系統(tǒng)中某一帶式輸送機故障停機（故障包括：兩級跑偏、打滑、縱向撕裂、過負荷、其它事故），其來料方向所有設備同時停機，后面的設備繼續(xù)運轉，至物料全部排空立即停機。緊急停車:在每條帶式輸送機旁設置一急停開關,并在帶式輸送機沿線設置事故拉繩開關,當現(xiàn)場發(fā)生事故時,現(xiàn)場可拉動緊急停車的拉繩開關或操作箱上的急停開關,料線全線立即停車。

6　地面膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)特點

一是畫面簡單，操作方便，各項保護功能齊全。人機界面通俗易懂，還有實時監(jiān)控畫面、語音報警、安全確認與事故數(shù)據(jù)記錄。

二是界面易編輯，現(xiàn)場分站及I/O模塊均采用插件模式維護方便，系統(tǒng)出現(xiàn)軟件或硬件故障時，調度室操作臺發(fā)出聲光報警，操作臺直觀反映，維修人員能及時判斷處理故障。

三是系統(tǒng)擴展方便，現(xiàn)場需要增加或減少膠帶機數(shù)量，可以方便的加入節(jié)點，通過調度室中心機房在線修改控制程序。

四是維護方便，減少人工支出費用。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，節(jié)約大量膠帶操作人員，降低企業(yè)勞動成本。

7　結語

綜上所述，地面煤樓膠帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)的建立，是實現(xiàn)煤礦安全生產、節(jié)能、高產、高效的重要保障，是企業(yè)生產發(fā)展的方向，是煤礦安全生產發(fā)展的基礎。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.190