現代礦井帶式輸送機集中監控系統應用

張玉民

(龍煤安全監察部，哈爾濱 150000)

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現代礦井帶式輸送機集中監控系統應用

張玉民

(龍煤安全監察部，哈爾濱 150000)

本文以A礦為例，研究了地面控制中心工業控制計算機(IPC)的功能特點、控制方式等技術的應用，闡述了礦用隔爆兼本安型帶式輸送機控制分站、集中控制系統的網絡技術及主要功能等問題。A煤礦“主煤流自動化運輸系統”通過主控系統的改造與完善，加上軟啟動系統及自動拉緊裝置的實現，提高了帶式輸送機運行的可靠性。

礦井；帶式輸送機；集中監控系統；IPC；應用

由于高產高效礦井在設計初期基本采用一井多采區(工作面)的開采方法，形成了井下多煤流運輸模式。A煤礦井下原煤采用強力帶式輸送機為主要運輸工具，其帶式輸送機主系統由東、西及中翼幾個煤流系統組成。隨著礦井生產能力的不斷提高，工作面產量不斷增加，對膠帶運輸系統安全、經濟運行的要求也日趨提高。礦井下帶式輸送機集控系統，由地面控制中心、KJD15A井下控制分站、KJD15A-2遠程控制分站、KJK5就地操作顯示屏和相關的保護傳感器組成。膠帶輸送機監測監控系統采用了數據通信、容錯技術操作控制和圖形顯示等先進技術，這是一套在地面實現對井下機電設備遠程控制的自動化系統，保證了主煤流膠帶運輸自動化系統的安全性。帶式機監控系統結構如圖1所示。

圖1 帶式輸送機監控系統結構圖Fig.1 Ribbon conveyer monitoring system structure diagram

1 地面控制中心

地面集中監控管理中心設置在職能管理區(隊)，通過工業控制計算機對井下各輸煤系統和帶式輸送機運行狀態進行遠程監控。主要由主控制臺、工業控制計算機、大屏幕顯示器、觸摸屏、電視監視器、不間斷電源等設備構成。采用控制計算機(IPC)使得控制方式更加靈活，系統畫面非常完善，它不僅能動態模擬顯示帶式輸送機運行狀況，還能顯示各種保護的工作狀態及設備運行情況，發出聲光報警和語音提示信號。礦井上計算機實時顯示帶式輸送機運行狀況，定時打印各種數據報表，可與全礦計算機網匯接，顯示切換到不同位置的畫面圖像，為科學有效的管理提供必要手段。

1.1 工業控制計算機(IPC)的功能特點

A.對煤礦井下各煤流方向帶式輸送機實現集中自動控制。B.通過光纖通信獲取并存儲井下運輸系統的運行數據，由顯示器動態顯示各分站模擬各帶式輸送機的運行狀態。C.進行數據綜合處理，提供各種數據和工作狀態，如:電機電壓、電流值、帶式輸送機運行狀況、傳感器工作狀態等，并對其進行綜合處理。D.管理礦井下各帶式輸送機的可編程控制分站。E.具有語音報警和故障處理方法提示功能。F.進行生產管理，各膠帶機累計運行時間、次數統計，原煤提升產量，各煤倉的滿倉、空倉記錄等項工作。G.鍵盤不直接用于控制膠帶開停，只用于程序修改和屏幕切換。

1.2 圖像顯示

通過分屏卡控制，在多臺大屏幕顯示器上分別實時顯示井下各帶式輸送機的模擬工況圖及參數的動態值、平均值、實時曲線等，并可通過鍵盤、控制臺操作按鈕或鼠標翻閱和切換畫面。

1.3 控制方式

在屏幕上(通過觸摸或鼠標)可實現對井下各帶式輸送機的開、停、急停、打點、手(自)動控制等，實現帶式輸送機分流程的急停和信號聯系，并可實現所需信號的聲光報警。在不停止帶式輸送機運煤的條件下，通過配煤膠帶的機尾自動移動、位置監視控制，實現了在本煤倉滿倉時自動將煤流方向轉到另一煤倉的自動配煤功能，以保證采煤面的連續生產。

1.4 信號傳輸

采用光纖收發器用于整個系統的通信，可把光信號轉換成電信號或將電信號轉換成光信號。實現井上與井下的遠程通信，采用光纖雙路備用方式。

1.5 數據網絡

建立計算機數據網絡，將運輸監控系統與職能管理區(隊)乃至全礦計算機網絡聯網，以實現遠程對每條帶式輸送機的數據進行修改。

2 礦用隔爆兼本安型帶式輸送機控制分站

井下控制分站由可編程控制器(PLC)構成。PLC的功能是輸入各種控制信號、保護信號及聯絡信號，輸出設備開停信號及各種聲光信號并通過通信模塊與各分站、上位機進行通信，把各種信息向上位機傳輸?？刂品终镜目刂品绞接?自動控制、流程監控分系統、就地自動監控和就地手動控制。各種控制方式全部具有與帶式輸送機間閉鎖、防滑保護和防跑偏裝置，急停、自動滅火、灑水斷電等保護功能。

3 集中控制系統的網絡技術

由單臺控制計算機組成的系統，其功能有限，借助于通信技術可把地理位置分散的多臺控制裝置聯結成網，使系統由于資源分散而實行分散控制的同時，還能實現系統集中監控、信息統一管理、系統資源共享。A礦主煤流自動化運輸系統采用的是現場總線技術。整個系統由上位機、KJD15A主站、從站及其現場設備組成?？偩€把所有設備連接起來。

4 集中控制系統主要功能

4.1 控制功能

A.計算機集中控制。操作人員只需在地面遠程監控中心操作按鈕，通過計算機分別自動控制全礦井下所有帶式輸送機的啟停。B.人工控制。操作人員分別在各條帶式輸送機頭控制每條帶式輸送機的啟停。C.計算機/人工控制方式轉換。只要使用地面計算機發出啟動指令，井下分站立即自動轉換到遠程控制摸式，停機后默認方式為人工控制方式，兩種控制方式互為備用、互相閉鎖。D.單一采區流程控制?？稍谥骺叵到y部分異常或主控系統需要的條件下對本煤流方向的帶式輸送機進行監控。E.同煤流方向相互閉鎖。實現順煤流停，逆煤流開，具有開車前預警功能。

4.2 顯示功能

A.電視圖像顯示。在電視屏幕上可隨時定點或自動循環觀看井下各條帶式輸送機機頭和轉載點的圖像。B.監視器圖像顯示。

4.3 保護功能

系統具有防膠帶低速打滑、沿線急停車、堆煤保護、防滿倉、灑水和防跑偏等多種保護功能。

4.4 沿線呼叫功能

每臺帶式輸送機沿線都設有擴音電話，便于維護檢修人員與集中控制室操作員或相鄰帶式輸送機巡檢人員通話，保證生產工作正常進行和人員安全。

4.5 冗余功能

A.地面多機切換。B.地面與井下切換。在井下與井上的通信發生故障時，會由地面集中監控切換到井下主站進行控制。C.人工選擇。可通過計算機操作來人為選擇任意一臺微機進行控制。

5 應用效果

A煤礦“主煤流自動化運輸系統”自投入運行以來，節約工資費用66萬元。如果考慮其他福利因素，每年還可以節約55萬元。主控系統的改造與完善，加上軟啟動系統及自動拉緊裝置的實現，使帶式輸送機運行的可靠性得到提高。由于監控系統功能完善、性能可靠，開機率明顯提高，減少了各類事故隱患以及事故造成的損失。

[1] 蔣衛良.高可靠性帶式輸送、提升及控制[M].徐州:中國礦業大學出版社，2008.

[2] 孫繼平.煤礦安全生產綜合監控[M].徐州:中國礦業大學出版社，2008.

[3] 王崇林，李長錄，譚國俊.煤礦供電與電氣控制[M].徐州:中國礦業大學出版社，2008.

Application of centralized monitoring system of ribbon conveyer in modern mine

ZHANG Yu-min

(Longmei Safety Supervision Department,Harbin 150000,China)

This paper takes the A mine as an example,the technology application in functional feature and control mode of IPC was studied,and issues on ribbon conveyer control station and network technology of centralized monitoring system were expounded. Control system of network technology and the main functions and other issues. Through the transformation and improvement of master control system of the A mine “main coal flow automatic transportation system”,the operation reliability of ribbon conveyer has been enhanced combined with the achievement of soft start system and automatic tensioning device.

Mine; Ribbon conveyer; Centralized monitoring system; IPC; Application

2017-01-16

張玉民(1958-)，男，工程師。

TP277

B

1674-8646(2017)06-0078-02