煤礦自動化控制技術(shù)在皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

李 濤

(中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院，山西 大同 037000)

1 煤礦皮帶運(yùn)輸自動化控制概述

PLC指的是可編程邏輯控制器，屬于英文Porgarmmahleo Lgic Contorller 的簡稱。PLC在設(shè)計方面，指的是將工業(yè)環(huán)境作為基礎(chǔ)，通過數(shù)字運(yùn)算對電子控制系統(tǒng)進(jìn)行操作[1]。就煤礦自動化控制技術(shù)而言，正是將PLC作為基礎(chǔ)，主要包含井下皮帶運(yùn)輸分站以及地面控制中心。其中，地面控制中心的作用在于對整個系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，分為自動與手動控制2種方式。自動控制指的是運(yùn)用操作臺向控制器傳輸控制信號，然后控制器發(fā)出相應(yīng)指令，再由皮帶運(yùn)輸機(jī)開展具體的操作，諸如開機(jī)、運(yùn)行和停機(jī)等。并且，此種方式還能夠?qū)γ旱V井下設(shè)備出現(xiàn)的動態(tài)變化狀況予以監(jiān)控，如功率、瓦斯?jié)舛纫约半姍C(jī)三相電流等，同時能夠?qū)⒏黝愒O(shè)備在運(yùn)行方面的資料發(fā)送到控制中心，以便于及時將故障找出，保障煤礦礦井生產(chǎn)安全。另外，手動控制的作用在于對自動控制進(jìn)行補(bǔ)充，當(dāng)自動控制產(chǎn)生問題之后，通過手動的方式操作各類設(shè)備，進(jìn)而有效應(yīng)對突發(fā)情況。作為終端控制器，煤礦井下皮帶運(yùn)輸控制分站的職責(zé)為執(zhí)行控制中心發(fā)出的各類指令，在獲取到相應(yīng)指令后，根據(jù)指令要求開展具體的操作，順利實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸工作。一般情況下，煤礦井下會安裝與控制網(wǎng)進(jìn)行連接的皮帶運(yùn)輸機(jī)，主要憑借PLC控制系統(tǒng)之中的通信接口實(shí)現(xiàn)，控制中心能夠憑借控制網(wǎng)掌握所有運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際工作情況，并對收集到的各類信息予以處理，實(shí)現(xiàn)對礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的自動化控制。

2 煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動化控制的必要性

現(xiàn)階段，我國煤炭行業(yè)發(fā)展進(jìn)入了瓶頸期，部分煤炭企業(yè)面對較大的生產(chǎn)壓力。為了能夠讓傳統(tǒng)煤炭工業(yè)維持良好的活力，就需要對各類高新技術(shù)進(jìn)行使用，全面優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，進(jìn)而促進(jìn)生產(chǎn)質(zhì)量與效率的提高，減少運(yùn)營成本，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益[2]。在煤礦生產(chǎn)作業(yè)的過程中，皮帶傳輸裝置發(fā)揮著不可替代的作用。當(dāng)前，傳統(tǒng)皮帶運(yùn)輸設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行時，存在著功率不平衡、傳統(tǒng)效率低以及啟動電流大等相關(guān)情況，且設(shè)備容易出現(xiàn)老化，一定程度上提高了生產(chǎn)成本，同時極易產(chǎn)生各類安全問題。對此，傳統(tǒng)皮帶傳輸設(shè)備已經(jīng)難以滿足煤礦企業(yè)發(fā)展需求，應(yīng)對自動化控制技術(shù)進(jìn)行科學(xué)地運(yùn)用，使之向著智能化的方向發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制的目標(biāo)，進(jìn)而提高煤礦開采效率。

3 自動化控制技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

3.1 保護(hù)運(yùn)輸過程

科學(xué)使用自動化控制系統(tǒng)，能夠保護(hù)皮帶運(yùn)輸設(shè)備。一般狀況下，距離較長的皮帶運(yùn)輸會被井下環(huán)境干擾，進(jìn)而產(chǎn)生故障問題。就自動控制系統(tǒng)而言，涉及傳感器與保護(hù)開關(guān)，可以對開關(guān)動作進(jìn)行保護(hù)，并識別閉鎖和跑偏，然后將各類信息向控制中心予以反饋，以便于立足于具體的故障信息作出相應(yīng)的處理。皮帶運(yùn)輸時，溫度問題十分常見，運(yùn)輸機(jī)長期運(yùn)載負(fù)荷，會形成熱量，導(dǎo)致電機(jī)溫度升高。若溫度高出臨界值，就會對傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生影響。對此，自動化控制系統(tǒng)會在電機(jī)內(nèi)部安裝熱電阻裝置，以此來實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時監(jiān)控。如果電機(jī)局部出現(xiàn)溫度異常升高的狀況，那么控制中心就會第一時間做出響應(yīng)，防止電機(jī)由于持續(xù)高溫而無法正常進(jìn)行工作。另外，自動化控制系統(tǒng)中還涉及電流變速器，可以體現(xiàn)出電機(jī)電流信號。若實(shí)際電流超過額定電流，控制中心會及時停車，進(jìn)而對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)[3]。

3.2 控制運(yùn)輸過程

在煤礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)倪^程中運(yùn)用自動化控制技術(shù)，主要涉及自動與手動控制2個方面。如果煤礦井下皮帶運(yùn)輸設(shè)備維持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，那么工作人員只需將電控開關(guān)啟動，在自動化控制技術(shù)的作用下，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定好的程序?qū)ζн\(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行控制，即自動化控制。若皮帶運(yùn)輸設(shè)備存在故障和問題，傳感器就會將信息傳輸?shù)较到y(tǒng)中，控制器分析結(jié)束后，會立即發(fā)出反饋指令，讓設(shè)備停止運(yùn)行，各類故障信息也會傳送到控制中心。設(shè)備故障排除后，控制器會重新向設(shè)備發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令，防止設(shè)備在故障的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，確保運(yùn)行過程穩(wěn)定、安全[4]。

3.3 皮帶自動化控制改造狀況

其一，皮帶自動化控制需要將現(xiàn)存設(shè)備作為基礎(chǔ)，開展調(diào)整與改造。立足于對原有平臺資源的運(yùn)用，構(gòu)建新的運(yùn)行方式，并全面優(yōu)化資源配置，達(dá)到節(jié)約資源的目的。對自動化控制進(jìn)行具體改造的過程中，應(yīng)立足于施工環(huán)境，建立多元系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。相關(guān)管理人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況將記錄工作做好，并考慮實(shí)際情況建立各類報表，然后深入分析報表內(nèi)容。全面控制操作站，展現(xiàn)出協(xié)同作用[5]。進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)時，應(yīng)在生產(chǎn)調(diào)度室構(gòu)建集控中心，以便于控制與監(jiān)管皮帶運(yùn)輸機(jī)，系統(tǒng)統(tǒng)計現(xiàn)場數(shù)據(jù)。對集控中心配備電源，防止由于斷電而產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情況。

其二，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，每隔一定的間隙就需要對信號擴(kuò)音通訊電話進(jìn)行安裝，確保可以及時安全地進(jìn)行通話聯(lián)系，以便于更好地反饋煤礦工作各類情況，并對故障報警系統(tǒng)進(jìn)行安裝，讓工作人員可以及時將故障問題找到。

其三，在煤礦中設(shè)置超聲波煤位儀，確保能夠在超過預(yù)警值的狀況下，實(shí)現(xiàn)自動報警。

4 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，使自動化控制技術(shù)在煤礦開采作業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用，并且正在向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。在煤礦生產(chǎn)和運(yùn)輸作業(yè)中，皮帶自動化控制技術(shù)的作用與意義重大，除了能夠促進(jìn)生產(chǎn)效率與安全性提高之外，還可以讓煤礦運(yùn)輸變得更加可靠。同時，從長遠(yuǎn)角度進(jìn)行分析，在煤礦開采作業(yè)中運(yùn)用自動化控制技術(shù)，能夠使煤礦開采向著智能化的方向快速發(fā)展。