膠帶遠程集控系統在煤礦中的應用

袁峰++趙金升++韓偉++李升

摘 要：目前大多數煤礦的膠帶運輸控制方式為單條皮帶就地控制，需要大量的人力，本項目是建立一套膠帶遠程控制系統，配備語音系統及視頻系統，達到精簡人員，提高效率，降低安全風險的目的。

關鍵詞：遠程控制系統；語音系統；視頻系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.050

1 引言

膠帶運輸集控系統涉及地面集控平臺井下皮帶以及給煤機集控，集控大屏幕建設，系統細分為三個部分：1）控制系統，2）語音系統，3）視頻系統。控制系統通過井下沿線設置控制主站和分站、操作臺，利用安裝的相關傳感器完成就地集控控制以及遠程控制。同時在皮帶沿線輔以擴音電話、關鍵點安裝攝像儀確保系統的良好運行。

近幾年煤炭企業頻繁發生重特大 安全生產事故，因此政府和企業共同將煤礦安全生產的信息化工作提上空前的高度，建立膠帶運輸遠程集控系統，是非常必要的。

2 系統結構及原理

控制系統：每條皮帶機頭放置一臺KJ82-F監控分站采集現場數據，采集的模擬量有電機電壓、電機電流、溫度。開關量包括跑偏、煙霧、堆煤、拉繩急停等信號。頻率脈沖信號：帶速。并將每條皮帶采集到的信號傳輸到操作臺，操作臺安裝圖形化觸摸屏集中顯示每條皮帶的運行參數，同時利用操作臺實現每條皮帶的集中控制功能，通過操作臺的轉換開關實現遠程就地控制轉換，操作臺的觸摸屏結合礦用隔爆兼本安型音箱實現各條皮帶的語音報警。

語音系統：皮帶機頭設置礦用隔爆兼本安型綜合接入網關以及高級話機各一臺用于控制沿線電話與地面控制主機實現互聯互通，該設備通過網線接入到監控主站內以太網接口。同時通過操作臺的音頻輸出接入到話機與網關之間的音頻線內，實現對膠帶運輸沿線之間的語音運行報警，增加皮帶遠程控制的安全性。

視頻系統：在皮帶的機頭機尾及各個卸載點安裝攝像儀，對皮帶運輸過程中各個關鍵點進行可視監控，降低安全風險。

3 系統設計

3.1 地面控制中心

由兩臺工業控制計算機（集控）、一臺應急救援廣播與擴音通信系統主機、視頻監控顯示系統等組成，配備UPS不間斷電源一臺。在地面調度中心定制集控操作臺，分布井下皮帶集控系統、視頻監控系統、擴播系統等。井下集控信號、視頻信號、擴播系統等通過光纜傳輸至地面皮帶集控中心。在地面設置完整的電視墻，將相關信號投放到電視墻上進行實時監控。

3.2 井下集控系統

通過在井下皮帶沿線設置控制主站和控制分站、操作臺、并利用礦上先前已經安裝完好的傳感器，同時結合我方配置的電壓、電流、速度堆煤等傳感器完成就地集中控制和遠程控制。同時在皮帶沿線輔以擴音電話、關鍵點安裝攝像儀確保系統的良好運行。

4 系統功能

通過建設膠帶運輸遠程集控系統，可以實現以下功能：

4.1 控制系統

（1）起車預警。起車前有語音或信號預警，預警信號可由操作臺解除，預告時間可調。

（2）順序起停。系統可按擬定的正常生產程序，逆煤流起車，順煤流停車。

正常起車時實現逆煤流方向設備逐臺閉鎖，延時順序起車。各臺設備的起車時間可根據現場設定。（甲方可自行調整起車時間，但需要設備權限）。

起車過程中有禁起功能，現場按下禁起按鈕可自動停止起車。已起車設備照常運行，禁起后有燈光顯示。

運行過程中有緊急停車功能，按緊急停車按鈕時所有設備瞬間停車。

運行過程中有事故停車功能，某臺設備故障停車，則從故障點開始逆煤流依次停到首臺設備。

（3）單機起停。系統可單獨控制某臺設備的起停。

（4）故障保護和報警。當出現膠帶機打滑、煙霧、跑偏、撕裂、超溫等各種故障時，系統可立即進行報警和語音提示。

（5）保護功能。按照招標要求在膠帶輸送機、煤倉等設施上安裝相應傳感器，實現設備的保護功能。能夠在地面監控主機上反映出具體的跑偏位置，以便地面人員指揮檢修人員前去維護。

系統采集設備各類故障信號，運行中一旦發生故障，能夠及時準確地采集到故障信號，使故障設備及順煤流方向的其他設備停止運行，并進行報警，并能自動顯示、記錄故障時間等。

（6）聯網功能。系統預留以太網等通信接口，可與全礦井監控系統無縫連接。

（7）電力監測。系統軟件具有通過對井下原煤運輸線主要設備的電壓電流和時間監測，計算出設備的電度計量功能。

4.2 本地監測

系統可實時監測顯示各種運轉參數和數據，如設備運行狀態、膠帶速度、煤位高度或狀態、運轉時間等等。

4.3 信號聯絡和通訊

系統具有信號聯絡（打點）和語音通訊功能，語音具有歷史記錄。通過配置信號通訊裝置，實現膠帶輸送機沿線語音預警、打點信號聯絡和語音擴播對講通訊等功能。

4.4 視頻監視

井下部分由礦用攝像儀和礦用隔爆型視頻服務器等組成。通過在運輸線關鍵點位安裝視頻攝像儀，實現現場各關鍵點位的視頻工況的實時監視，便于上位機操作人員及時了解現場工況。

5 結束語

煤礦井下膠帶運輸系統遠程集中控制建設注重的是不斷貼近井下實際應用，利用不斷發展的先進通信技術服務于煤礦安全管理。系統的投入使用，不僅最大程度減少井下人員數量，提高了礦井的運輸效率，減少了安全隱患，而且極大的方便了操作員的操作與管理，減輕了勞動強度，使其真正有效的服務于安全生產。此外，該系統安裝拆除方便，重復使用率高，具有較高的研究價值。

參考文獻：

[1]陳斯.淺析通信系統在礦井上的應用[J].信息通信，2015（02）：188.

作者簡介：袁峰（1983-），主要從事礦山安全監控監測、綜合信息化等工程的項目建設。