煤礦井下緩沖倉自動監控系統

張自強 丁俊美

摘 要：針對山西昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉設計的一套自動監控系統，通過下位機實時采集緩沖倉煤位，結合緩沖倉煤位及通過上位機參數設置，實現對供煤皮帶、給煤機自動控制，提高設備安全運行。

關鍵詞：緩沖倉;物位儀;PLC;給煤機

1 引 言

針對山西嵐縣昌恒煤焦有限公司井下緩沖倉的供煤皮帶、給煤機均為人工操作控制，且煤倉煤位需要人工現場查看，給煤機司機在煤倉下口，不能及時獲得煤倉上口的情況，只能由上口人員通過電話聯系通知，但也不能確定煤倉內的具體情況。實際監控、操作過程中勞動強度大，而且極易出現誤判誤操作，造成滿倉溢出煤倉后需人工和時間清理;也容易出現煤倉空倉，造成煤流直接沖擊煤倉底部，損壞給煤機。出現空倉和滿倉等情況對輸煤系統的正常運行造成影響，從而影響生產。因此，為了確保井下緩沖倉運煤系統安全應及時了解井下煤倉的煤位，同時減少人工操作上的失誤，設計開發了一套煤礦井下緩沖倉自動監控系統，實現了實時顯示煤倉煤位、自動控制給煤機及轉載皮帶、提高設備安全運行。

2 系統組成及工作原理

2.1 系統組成

系統主要由物位儀、可編程控制箱、環網及上位機組成。

數據采集利用雷達物位傳感器采集緩沖倉煤位信號，探頭發出高頻脈沖，當脈沖遇到煤倉煤表面時反射回來被儀表內的接收器接收，并將脈沖信號轉化為緩沖倉煤位信號。

可編程控制箱核心部件采用西門子200系列的S7-226PLC及EM231模擬量輸入模塊，用來接入傳感器信號及控制給煤機和轉載皮帶機。

系統顯示包括井下觸摸屏顯示及集控中心上位機界面顯示，井下觸摸屏顯示采用昆侖通態TPC1061Ti觸摸屏和報警裝置作為輸出原件，實現煤倉煤位、給煤機及轉載皮帶機的實時顯示，并按設定發出報警信號。

信號傳輸采用工業環網進行傳輸，上位機通過工業環網和可編程控制箱進行通信，實現上位機運程監控。

2.2 工作原理

煤倉出現滿倉時供煤皮帶機自動停車，不影響給煤機放煤;煤倉即將放空前，給煤機自動停車，停止放煤，不影響供煤皮帶機運行;同時為滿足提醒需要，在滿倉、空倉設備動作前要有報警功能。通過監測點實測，煤倉煤位高度h，滿足h=x1，即將滿足，設為供煤皮帶停車煤位;h=y1時，可減少煤流對煤倉底部沖擊，可以保護底部設備，設為給煤機停車煤位;y2

3 硬件電路設計

系統核心部件主要采用西門子S7-200系列的226、EM231模擬量輸入模塊、CP243通信模塊。輸出控制如圖1所示。

4 軟件設計

軟件設計包括三部分，分別為下位機軟件設計、觸摸屏界面顯示設計。

4.1 下位機軟件設計

利用西門子s7-200編程軟件對下位機軟件進行設計，程序主要由主程序、初始化程序及子程序構成，其中子程序又包括煤位報警程序、給煤機控制程序和皮帶機控制程序。

4.2 觸摸屏界面顯示設計

利用MCGS組態軟件進行觸摸屏顯示界面設計，顯示畫面中包括：煤位實際采集量、煤位實際輸出值、給煤機運行狀態、供煤皮帶運行狀態、煤位高報警、煤位低報警、煤位實時數據和動態畫面、年月日時分秒時間顯示、設定煤位參數及在煤位低于設定值時，屏蔽開機的煤位屏蔽指示。

當給煤機運行時，畫面中皮帶機動態的運行狀態。皮帶機動態畫面制作，是利用兩副重疊畫面根據計數1=1和計數1=0進行隱現產生的視覺效果，使的皮帶機畫面出現轉動的效果。具體如圖2所示：

5 結語

煤礦井下緩沖倉自動監控系統的已投入使用，效果良好，達到了減員增效、降低生產成本的目的，從根本上解決了緩沖倉運行存在的各種隱患，同時該系統抗干擾能力強、畫面簡潔美觀、參數設置方便、運行穩定。

參考文獻

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作者簡介：張自強，1980年12月，男，漢，安徽省宿州市，碩士研究生，工程師;

智能控制，丁俊美，1982年1月，男，漢，安徽省安慶市，本科，講師;物聯網工程