工業以太網在帶式輸送機集控保護系統的應用

（福建省永安煤業有限責任公司仙亭煤礦，福建 大田 366102）

前言

現有的1#皮帶運輸系統操作方式為人工就地控制的操作方式，造成勞動強度大，2#皮帶的投入使用，勢必會投入更大的人力物力。采用工業以太網實現1#和2#皮帶運輸機聯動能夠實現遠程無人值守，2#皮帶集控箱和遠程分站通訊采用工業以太網技術減少布線的麻煩，且減少故障點判斷的時間，降低檢修人員查找故障難度，提高設備檢修的效率和系統運行效率。采用工業以太網通訊技術TCP/IP，保證通信速率高，通信穩定、抗干擾能力強。

一、工業以太網TCP/IP

工業以太網是一款基于工業物聯網架構設計的工業嵌入式軟件一體化設備。可實現工業現場多種設備的數據接入和轉發推送功能，且工業以太網具有開放性好、軟硬件資源廣泛支持、成本低廉、使用方便等優點。

工業以太網技術能夠實現以下功能：

①實現遠程控制工業現場設備；②實現工業現場PLC 遠程修改程序；③實現工業現場設備受人機界面遠程控制；④實現工業現場組態畫面遠程映射，在工業電腦上模擬現場運行環境；⑤可靈活接入以太網口視頻監控系統，將工業現場環境實時傳遞至地面調度中心。

二、工業以太網皮帶控制系統組成

2#皮帶運輸系統長度為850m，現場原有1#皮帶長度約為670 米。為實現遠距離可靠通訊，并將2#皮帶運行狀態及數據實時傳輸到1#皮帶機操作室。在2#皮帶運輸系統機頭部位安裝一臺KXJ1-127（就地綜合保護控制PLC 箱），2#皮帶運輸系統操作臺配置10.4 寸昆侖通態人機界面，可顯示2 條皮帶運輸系統的運行、故障信息、并可對皮帶運輸系統啟停控制。2#皮帶運輸系統沿線安裝3 臺DXJ-2/127 遠程分站保護箱。為實現2#皮帶運輸系統無人值守集控要求，在1#皮帶運輸系統操作室內新安裝一套DXJ-2/127 集控箱（內置PLC 和人機界面）。將1#皮帶運輸機各類保護傳感器（打滑、跑偏、堆煤、撕裂斷帶、溫度、煙霧監測裝置、自動灑水裝置、沿線急停閉鎖）全部接入DXJ-2/127 集控箱。在1#皮帶機操作臺配置10.4 寸昆侖通態人機界面，可同時顯示兩條皮帶的運行、故障信息，而且能夠實現對2#皮帶運輸機沿線各傳感器信號的采集和故障點定位。在不影響皮帶運輸機安全情況可通過人機界面把某個故障保護屏蔽。

三、工業以太網TCP/IP 皮帶控制系統工作原理

2 條皮帶運輸機數據交換是通過工業級以太網交換機，利用以太網交換機把+500m 就地綜?？刂芇LC 箱、+500m 操作臺內人機界面MCGS、沿線3 臺DXJ-2/127 礦用隔爆兼本質安全型遠程分站箱通過網線和光纖連接在一處。在1#皮帶運輸機控制室內的集控箱安裝光電收發器A 端，在2#皮帶機頭KXJ1-127 礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱安裝光電收發器B 端。通過工業級以太網交換機數據互換，采集3 臺DXJ-2/127 礦用隔爆兼本質安全型遠程分站箱內PLC狀態值實時上傳至2#皮帶機頭KXJ1-127 可編程控制箱；DXJ-2/127 遠程分站箱還可完成2#皮帶運輸機KXJ1-127 可編程控制箱系統控制功能，還可實現遠程啟停給煤機。

實現帶式輸送機集控保護條件如下

1、必須保證每臺PLC 自帶以太網網口功能；2、所有PLC 和人機界面IP地址設置必須是唯一性；3、所設置的IP 地址必須處在同一個網段內。

四、工業以太網TCP/IP 的優勢

采用工業以太網TCP/IP 技術，能夠有效減少布線。

采用工業以太網TCP/IP 技術，能夠接入視頻監控系統，能夠異地實施監控查看皮帶運行狀態。

采用工業以太網TCP/IP 技術，能夠實現遠程啟動給煤機。

采用工業以太網TCP/IP 技術，使用西門子WinCC 組態技術，模擬皮帶運輸系統和實時監控皮帶集中控制系統設備運行狀態。

采用工業以太網TCP/IP 技術，突發情況下某個保護故障導致皮帶運輸系統停機，屏蔽當前保護即可應急運行又不影響提升運輸，提高礦車周轉率。

采用工業以太網TCP/IP 技術，若當前多個遠程分站中的一個PLC 通訊故障，只需帶筆記本電腦快速排除故障。

五、結語

工業以太網在皮帶集控中心應用有五個優勢：

1.選擇先進的以太網交換機，實時性好、可靠性高、數據處理速度快。

2.采用分布式控制結構，具有較高的安全性。當1#皮帶運輸系統通訊故障時，可采用就地手動控制皮帶運輸機。

3.通信網絡速度快、距離遠、可靠性高。當網絡發生掉線或傳輸故障時，人機界面自動偵測到并發出報警。

4.減少布線的成本，由于采用遠距離通信網絡，只需布設網線或光纖將更加方便快捷高效，減少控制線用量，減輕工作量，降低接線失誤概率。

工業以太網TCP/IP 技術要比其它現場總線（modbus 協議、CAN 通信協議）更容易上手，無需花大量時間和資金，且以太網交換機即插即用無需二次開發，還支持多種傳輸介質、多種傳輸速率、滿足各種應用需求。工業局域網接入以太網后，可遠程診斷或編程PLC 設備，而無需深入現場檢修設備，有效減少故障影響時間，采用以太網技術對設備檢修有很大的高效性。

工業以太網技術在自動化領域，未來工業以太網技術將會是工業自動化領域的引領者。