淺析煤礦接力運行強力皮帶集中聯動控制方式

陳其暉

(福建省永安煤業有限責任公司仙亭煤礦，福建 大田 366102）

仙亭煤礦現有1號強力皮帶機、2號強力皮帶機兩條運煤皮帶，井下二水平生產的原煤由2號皮帶機運送至一水平，通過轉載系統轉載后，由1號皮帶機運送至地面。1號皮帶機機頭及控制室設置在地面主皮帶機房，2號皮帶機設置在井下，設置獨立電控硐室。兩條皮帶機每班各設1名司機，通過電話、信號鈴聯系，存在效率低、皮帶空轉時間長、故障時容易造成堵倉等問題。遂對兩條皮帶進行聯動改造，達到皮帶聯動、減人提效、節約能耗的目的。

1 煤礦強力皮帶機控制系統組成

煤礦強力皮帶機控制系統，主要由集中控制操作臺，就地綜保控制箱，遠程分站箱，溫度監測、煙霧監測、自動灑水、防打滑、跑偏、堆煤、撕裂保護等保護裝置，電流電壓監測裝置，軟啟動器組成。其中集中控制操作臺主機集成了PLC、變送器、耦合器、通訊裝置等，就地控制臺安裝了各類儀表、顯示屏、繼電器、就地啟停按鈕等。1號皮帶機控制主機采用歐姆龍CPM2AE-60CDR-A處理器，無通訊裝置；2號皮帶機主機采用匯川H2U-2416MR處理器，有RS485通訊接口。

2 主皮帶機運行現狀

二水平的煤經過2號皮帶機轉運至1號皮帶機后提出地面。在正常運行情況下，由于轉載煤倉容積只有30m3，1號皮帶機未運行時，2號皮帶機不得運行。1號皮帶機運行后，發出2號皮帶機運行信號，2號皮帶機方能運行，同時轉載給煤機開啟運行。停機時，2號皮帶機先行停機，發出信號后，1號皮帶機、轉載給煤機方能停機。為了改善兩條皮帶機運行效率，同時保證強力皮帶機安全運行，在1號皮帶機頭設置上位集中控制操作臺，內置PLC，與2號皮帶機通信，讀取2號皮帶機相關運行參數，通過繼電器與1號皮帶機形成互鎖。

3 主皮帶機聯動運行控制原理

在1號機頭安裝聯動集中控制操作臺，帶有匯川H2U-2416MR主機，與2號皮帶機就地綜保控制箱通過光纖進行通信，并通過RS485通信方式讀取1號皮帶機運行參數，實現2條強力皮帶機聯動控制。聯動控制示意圖如圖1所示。設置1號、2號皮帶機啟停控制、預警、故障報警、灑水、張緊控制等輸出繼電器接點，帶有手動、自動、就地、檢修、集控、閉鎖切換功能，帶有各類狀態、儀表、故障指示，手動模式時，接收開停、灑水、給煤機開停等手動控制信號。該集中控制操作臺可以手動順序開停1號皮帶機、2號皮帶機，也可通過自動模式，在井底煤倉發出信號后，一鍵實現1號皮帶、2號皮帶、2號皮帶給煤機、轉載給煤機自動順序運行。在發生皮帶機故障、1號皮帶頭、轉載煤倉堵倉時，自動順序停機，實現1號機、2號機聯動控制。集中控制箱面板布置如圖2所示。

圖1 接力皮帶聯動控制示意圖

圖2 集中控制箱面板布置圖

4 聯動運行順序及時間設置

兩條強力皮帶機的開停，應該按照一定的順序操作，否則會造成堵倉、空轉時間長等問題。正常開機、停機順序如下：

開機：1號皮帶機開啟→2號皮帶機開啟→2號皮帶機給煤機開啟→轉載給煤機開啟。

停機：2號皮帶給煤機停機→2號皮帶機停機→轉載給煤機停機→1號皮帶機停機。

但是以上開機順序，會導致1號皮帶機有大量的空轉時間。因此設置好兩條強力皮帶機的開停時間，可以減少堵倉、空轉時間長等問題的發生，長期運行可節約大量電能，因此應不斷優化開機、停機時間。

開機時間，主要考慮減少1號皮帶機的空轉時間，因此設置待2號皮帶機原煤即將到轉載煤倉時，才分別開啟轉載給煤機、1號皮帶機。開機設置如下：

開機：2號皮帶機開啟→2號皮帶機給煤機開啟→0.9個2號皮帶機周期后，1號皮帶機開啟→1個2號皮帶機周期后，轉載給煤機開啟。

停機主要考慮減少1號皮帶機、2號皮帶機給煤機、2號皮帶機的空轉，轉載給煤機需比2號皮帶機多運行10min，為下一次運煤騰出儲煤空間。設置如下：

2號皮帶給煤機停機→1個2號皮帶機周期后，2號皮帶機停機→10min后，轉載給煤機停機→1個1號皮帶機運行周期后，1號皮帶機停機。

開機順序、開機時間的設置在PLC程序中通過相應的遞增計數器實現，停機清零。開機順序、開機時間可在集中控制箱人機交換界面進行調整，如圖3所示。

圖3 人機界面示意圖

5 其他注意事項

轉載煤倉處，除了滿倉保護傳感器外，還應該裝設高清攝像頭，在倉位異常時，及時停止2號皮帶給煤機給煤。

設備發生故障時，應該排除故障后開機，程序里應做故障閉鎖。

6 結語

聯動控制系統改造完成后，實現了較好的安全、經濟效益。一是通過優化1號皮帶、2號皮帶、轉載給煤機、2號皮帶給煤機開停順序，減少了設備空轉時間，提高了系統運行效率，長期運行可節約大量電能；二是1號皮帶、2號皮帶遠程聯動集中控制運行，2號皮帶機實現無人值守，可減少配備人員3人，降低運行成本；三是兩條皮帶機的故障信息傳遞至集中控制操作臺，兩條皮帶機實現故障互鎖，任何一條皮帶機故障未解除，2條皮帶機均無法運行，提升了系統運行的安全性、可靠性。