自動化控制技術(shù)在煤礦井下皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用

雷永強(qiáng) 李東東

摘 要：煤炭作為我國各領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)的主要能源，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動化控制技術(shù)在不斷的應(yīng)用于煤炭企業(yè)，不僅可以降低工作人員的勞動強(qiáng)度還可以很大程度上減少生產(chǎn)過程中造成的人員傷害。本文圍繞自動化控制技術(shù)在煤礦井下皮帶傳輸中的應(yīng)用展開討論，為煤礦井下皮帶運(yùn)輸生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：自動化控制技術(shù);煤礦井下;皮帶運(yùn)輸;應(yīng)用

0 引言

在社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，其中自動化控制技術(shù)成為各領(lǐng)域發(fā)展重要的載體。我國煤炭領(lǐng)域正在積極的應(yīng)用自動化控制技術(shù)，使井下煤炭生產(chǎn)處于自動化控制狀態(tài)，尤其是以皮帶傳輸為核心應(yīng)用自動化控制技術(shù)，建立科學(xué)合理的皮帶傳輸自動化控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)既能提高井下煤炭生產(chǎn)效率，還能降低運(yùn)行成本，并且在自動化系統(tǒng)控制下，井下煤炭生產(chǎn)處于在安全穩(wěn)定的環(huán)境中進(jìn)行。

1 皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)的概述

應(yīng)用自動化控制技術(shù)，構(gòu)建皮帶傳輸自動化控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)可以監(jiān)控皮帶的傳輸、采集等過程，并且系統(tǒng)會自動分析皮帶運(yùn)輸時相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)問題，針對出現(xiàn)的問題及時實(shí)施有效的措施，使皮帶保持在正常的運(yùn)行狀態(tài)。在分析皮帶系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)時，自動化控制技術(shù)具備較高的精準(zhǔn)檢測能力，可以精準(zhǔn)檢測出皮帶系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息，根據(jù)信息優(yōu)化皮帶運(yùn)行系統(tǒng)，從而提高皮帶運(yùn)輸?shù)男省?/p>

2 煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動化控制的必要性

我國許多煤礦采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，無法進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，在激烈的市場環(huán)境中，煤炭企業(yè)的競爭能力不斷下降，許多煤炭企業(yè)處于停滯狀態(tài)。為提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，煤炭企業(yè)應(yīng)積極應(yīng)用自動化控制技術(shù)，利用自動化控制技術(shù)構(gòu)建自動化皮帶傳輸系統(tǒng)，一方面降低生產(chǎn)成本，另一方面推動煤炭企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力。在煤炭井下生產(chǎn)過程中，皮帶是重要的傳輸裝置，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式中，皮帶傳輸效率低、能耗高，并且極易出現(xiàn)故障，企業(yè)在生產(chǎn)中會消耗較高的成本維持運(yùn)行。在新形勢背景下，提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)能力，應(yīng)利用自動化控制技術(shù)構(gòu)建自動化皮帶傳輸系統(tǒng)，同時利用自動化控制技術(shù)實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證井下煤炭生產(chǎn)正常的進(jìn)行。

3 皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

在皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)中，會在不同的位置配置監(jiān)控設(shè)備，將監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行連接形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以便對皮帶運(yùn)行自動化系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢測。在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)過程中，將光纜作為總線，通過光纜連接監(jiān)控設(shè)備，最終形成完整的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在自動化控制系統(tǒng)內(nèi)借助網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，配合使用攝影技術(shù)控制和分析皮帶的運(yùn)行情況，通過對皮帶進(jìn)行圖像化處理，有助于工作人員分析自動化控制系統(tǒng)存在的問題。為增強(qiáng)系統(tǒng)的監(jiān)控能力，將工業(yè)化電視網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)配置在皮帶傳輸系統(tǒng)中，監(jiān)控設(shè)備會全程監(jiān)控皮帶的不同裝置，包括皮帶機(jī)頭、機(jī)尾等。在自動化控制系統(tǒng)中采用語音通訊的方式進(jìn)行實(shí)時交流，通過地面指揮中心進(jìn)行自動化操控，通訊設(shè)備會向皮帶發(fā)出運(yùn)行指令，皮帶按照指令完成相關(guān)的傳輸任務(wù)。利用計算機(jī)控制技術(shù)建立遠(yuǎn)程控制中心，工作人員在遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)中，控制皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性以及可靠性，利用冗余控制技術(shù)，在地面配置兩臺計算機(jī)作操井下的皮帶運(yùn)輸過程。由于自動化控制流程較為復(fù)雜，采用多重控制方法使皮帶運(yùn)輸按照設(shè)定的流程運(yùn)行。工作人員使用組態(tài)軟件，在畫面的狀態(tài)下分析系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以人機(jī)互聯(lián)的方式提高系統(tǒng)的可操作性。基于煤礦井下皮帶運(yùn)輸安全性要求，在井下配置傳感設(shè)備，通過傳感器接收的信號，提高皮帶傳輸效率。皮帶運(yùn)行自動化控制系統(tǒng)具備完善的數(shù)據(jù)存儲、采集以及傳輸功能，通過自動化控制技術(shù)建立數(shù)據(jù)分析平臺，可以全面分析皮帶的運(yùn)行狀態(tài)，通過調(diào)整皮帶的運(yùn)輸狀態(tài)，在復(fù)雜的井下采煤環(huán)境中提高皮帶的運(yùn)輸效率。

4 煤礦皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)階段煤礦皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)存在三個方面的問題：一，自動化系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題。由于皮帶系統(tǒng)由多個轉(zhuǎn)載點(diǎn)連接，需要將每個轉(zhuǎn)載點(diǎn)保持在良好的連接狀態(tài)，但是系統(tǒng)未能使轉(zhuǎn)載點(diǎn)建立流暢的連接關(guān)系，不利于皮帶安全穩(wěn)定的運(yùn)行;二，控制邏輯啟停時間存在的問題。控制皮帶的啟停時間，可以使皮帶運(yùn)行更加流暢。但是在皮帶啟動過程中，由于啟動時會產(chǎn)生較大的電流，極易出現(xiàn)跳閘情況。系統(tǒng)未能合理控制啟停時間，導(dǎo)致皮帶運(yùn)行時會出現(xiàn)故障，需要工作人員進(jìn)行不斷的檢查，保證皮帶處于連續(xù)的工作狀態(tài)，所以應(yīng)提高系統(tǒng)控制啟停時間的能力;三，傳統(tǒng)皮帶運(yùn)輸存在的問題。在傳統(tǒng)皮帶運(yùn)輸中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，由于傳統(tǒng)皮帶傳動能力低、耗能高以及啟動產(chǎn)生較大電流等因素，無法充分發(fā)揮自動化控制技術(shù)的檢測、調(diào)整以及控制能力。

5 自動化控制在皮帶運(yùn)輸應(yīng)用中的運(yùn)行原理

針對皮帶運(yùn)輸自動化控制系統(tǒng)存在的問題，應(yīng)基于自動化控制技術(shù)的運(yùn)行原理，需要在系統(tǒng)內(nèi)配置不同的設(shè)備，使系統(tǒng)更加完善，一方面增強(qiáng)電力能源的供應(yīng)能力，以此滿足自動化設(shè)備對電力能源的需求，另一方面使電子設(shè)備在控制系統(tǒng)內(nèi)可以自主控制信號的傳輸和收集。

在自動化控制系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用電子技術(shù)時，通過傳感器接收和傳輸信號，經(jīng)由線路傳輸至CPU，CPU會分析獲得信號，根據(jù)信號做出相應(yīng)的預(yù)測，從而調(diào)整皮帶傳輸?shù)臓顟B(tài)。在調(diào)整皮帶傳輸狀態(tài)過程中，直流電動機(jī)會根據(jù)指令調(diào)節(jié)皮帶的速度，使皮帶承受的負(fù)荷控制在合理的范圍內(nèi)，避免皮帶處于低負(fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致運(yùn)行成本不斷提高。

自動化控制技術(shù)建立皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，系統(tǒng)由計算機(jī)和傳感器相互配合，共同完成皮帶的傳輸操作。為增加煤礦井下皮帶檢測能力以及數(shù)據(jù)維護(hù)功能，可以配置不同傳感器，使井下傳感系統(tǒng)更加完備，有助于提高系統(tǒng)的控制能力。

6 煤礦井下皮帶自動化控制系統(tǒng)功能

6.1 控制功能

建立皮帶自動化控制系統(tǒng)，在井內(nèi)的不同位置形成獨(dú)立的調(diào)度體系，井上控制中心向調(diào)度體系發(fā)出指令，每個調(diào)度體系可以進(jìn)行相應(yīng)的傳輸、檢測等工作，使皮帶傳輸處于一體化的生產(chǎn)狀態(tài)，包括順煤流停、逆煤流開。在每個生產(chǎn)流程都會提高生產(chǎn)效率，有助于皮帶系統(tǒng)在自動化管理狀態(tài)下降低運(yùn)行成本[1]。