地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)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(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)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(diào)度語(yǔ)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(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，為礦井地面運(yùn)輸?shù)陌踩透咝н\(yùn)行提供了可靠的保證。

關(guān)鍵詞：組態(tài)監(jiān)視；遠(yuǎn)程控制；簡(jiǎn)單操作

平寶公司地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)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(gè)完整的監(jiān)控、操作、調(diào)度、指揮、控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了礦井在運(yùn)輸系統(tǒng)上的高產(chǎn)高效，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了勞動(dòng)成本，提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全生產(chǎn)。

1　地面膠帶運(yùn)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(diào)度室控制中心站和集控操作臺(tái)構(gòu)成。控制中心站位于地面調(diào)度室。控制中心站與現(xiàn)場(chǎng)分站之間采用半開(kāi)式的網(wǎng)絡(luò)光纖結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)分站與各部皮帶機(jī)上的傳感器采用矩陣連接，控制中心站與集控操作臺(tái)的監(jiān)控機(jī)實(shí)行總線網(wǎng)絡(luò)連接。現(xiàn)場(chǎng)分站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)皮帶機(jī)數(shù)據(jù)采取和控制，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)地面膠帶運(yùn)輸進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

2　地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的布置方式

地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)在地面調(diào)度室機(jī)房設(shè)控制中心站，為保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，設(shè)備的控制和信號(hào)采集采用雙絞線和光纜結(jié)合的布線方法，且傳輸?shù)囊纛l、視頻數(shù)據(jù)和相關(guān)遙測(cè)控制數(shù)據(jù)有光纜完成。現(xiàn)場(chǎng)分站負(fù)責(zé)地面皮帶機(jī)的各種信號(hào)采取與遠(yuǎn)程控制。

地面生產(chǎn)系統(tǒng)主控PLC需通過(guò)以太網(wǎng)通訊接口，以Ethernet/IP協(xié)議，RJ45接口，與操作監(jiān)控站計(jì)算機(jī)、調(diào)度室和礦井生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)（地面環(huán)網(wǎng)）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(diào)度室中心機(jī)房主機(jī)在線下載。

3　地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的功能介紹

地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)為實(shí)時(shí)光纖監(jiān)控，具有完整的生產(chǎn)監(jiān)控操作指揮一體化管理功能，對(duì)地面膠帶運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行數(shù)據(jù)采取、輸送、反饋、顯示、分析、查詢、打印等，實(shí)現(xiàn)了集控操作人員遠(yuǎn)程集控操作地面膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)調(diào)度大屏、井下視頻等系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全運(yùn)輸情況進(jìn)行確認(rèn)運(yùn)行，確保地面膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員安全。

地面膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)施后，集控員可以在調(diào)度室集控操作臺(tái)上遠(yuǎn)程控制地面膠帶運(yùn)輸生產(chǎn)全過(guò)程，完成地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的“三遙”功能，即遙測(cè)、要信、遙控，實(shí)現(xiàn)地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化。

4　地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的工藝流程和工況顯示

為了實(shí)現(xiàn)工藝控制功能，系統(tǒng)均采用SIEMENS公司S7系列PLC進(jìn)行控制，PLC應(yīng)配有以態(tài)網(wǎng)通訊模塊。同時(shí)通過(guò)Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)接口，與生產(chǎn)指揮中心集控室計(jì)算機(jī)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)地面生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制，最終要達(dá)到安全高效的功能。

一是地面膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、就地、手動(dòng)、檢修四種控制方式，就地時(shí)在PLC柜觸摸屏操作，遠(yuǎn)程時(shí)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在集中控制中心實(shí)現(xiàn)集中控制，手動(dòng)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)可直接開(kāi)啟各設(shè)備，檢修時(shí)其他控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

二是遠(yuǎn)程控制時(shí)采用逆煤流方向延時(shí)啟車和順煤流方向延時(shí)停車。操作人員在發(fā)出啟車信號(hào)之前，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)沿線應(yīng)發(fā)預(yù)告信號(hào)，預(yù)告信號(hào)采用燈光指示、聲響信號(hào)裝置，并保持20～30秒鐘(可調(diào))后，沿線設(shè)備方可按逆煤流依次啟動(dòng)。各設(shè)備之間相互閉鎖，故障時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。

三是膠帶輸送機(jī)所需裝設(shè)的主要保護(hù)：防跑偏裝置、打滑保護(hù)、縱裂保護(hù)、堆煤保護(hù)、煙霧保護(hù)、急停裝置、電機(jī)溫度保護(hù)等，所有保護(hù)裝置運(yùn)行信號(hào)均應(yīng)返回到調(diào)度室集控操作臺(tái)上。

四是啟動(dòng)聯(lián)鎖順序：膠帶啟動(dòng)時(shí)，自系統(tǒng)的終端開(kāi)始，按逆物料輸送方向順序依次開(kāi)始啟動(dòng)。系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，自系統(tǒng)始端的供料設(shè)備開(kāi)始，按順物料輸送方向順序待料運(yùn)完后依次停車。若發(fā)生故障時(shí)，其來(lái)料方向所有設(shè)備同時(shí)停機(jī)，后面的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)至物料全部排空即停機(jī)。

五是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換：在運(yùn)輸系統(tǒng)中，可由系統(tǒng)轉(zhuǎn)換設(shè)備-可逆帶式輸送機(jī)或溜槽閘門來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)可逆帶式輸送機(jī)正、逆轉(zhuǎn)或溜槽閘門的切換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。可逆帶式輸送機(jī)、閘門的切換，需在其上無(wú)料的情況下進(jìn)行。

5　地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)故障報(bào)警顯示

該運(yùn)輸系統(tǒng)中某一帶式輸送機(jī)故障停機(jī)（故障包括：兩級(jí)跑偏、打滑、縱向撕裂、過(guò)負(fù)荷、其它事故），其來(lái)料方向所有設(shè)備同時(shí)停機(jī)，后面的設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，至物料全部排空立即停機(jī)。緊急停車:在每條帶式輸送機(jī)旁設(shè)置一急停開(kāi)關(guān),并在帶式輸送機(jī)沿線設(shè)置事故拉繩開(kāi)關(guān),當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生事故時(shí),現(xiàn)場(chǎng)可拉動(dòng)緊急停車的拉繩開(kāi)關(guān)或操作箱上的急停開(kāi)關(guān),料線全線立即停車。

6　地面膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)

一是畫面簡(jiǎn)單，操作方便，各項(xiàng)保護(hù)功能齊全。人機(jī)界面通俗易懂，還有實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面、語(yǔ)音報(bào)警、安全確認(rèn)與事故數(shù)據(jù)記錄。

二是界面易編輯，現(xiàn)場(chǎng)分站及I/O模塊均采用插件模式維護(hù)方便，系統(tǒng)出現(xiàn)軟件或硬件故障時(shí)，調(diào)度室操作臺(tái)發(fā)出聲光報(bào)警，操作臺(tái)直觀反映，維修人員能及時(shí)判斷處理故障。

三是系統(tǒng)擴(kuò)展方便，現(xiàn)場(chǎng)需要增加或減少膠帶機(jī)數(shù)量，可以方便的加入節(jié)點(diǎn)，通過(guò)調(diào)度室中心機(jī)房在線修改控制程序。

四是維護(hù)方便，減少人工支出費(fèi)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(dòng)成本。

7　結(jié)語(yǔ)

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

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