皮帶運輸系統綜合自動化探析

羅海安

摘 要：輸送系統是礦山生產的主干線，一旦發生故障，將嚴重制約和影響生產。煤礦皮帶運輸系統綜合自動化控制改造項目，按照數字化礦井建設總體規劃進行設計施工，通過技術升級使皮帶運輸系統實現遠程現監測監控、集中控制，滿足系統先進性、 可靠性、實用性、經濟性的要求。

關鍵詞：皮帶運輸系統;自動化;探析

1 基本情況

礦井皮帶運輸系統共有8臺皮帶機和1部簡易設備（篩選籠），分別為地面1#皮帶機、手選矸1號皮帶機、手選矸2號皮帶機、篩選籠，2#大傾角皮帶機和3#皮帶機，以及井下綜采系統的4#、5#、6#皮帶機。為提高礦井的生產率和自動化水平，保障生產的安全性，將9臺皮帶機設備全部納入集控，結合已有的視頻系統，在礦調度中心實現集中顯示、集中操作、集中控制，構成管控一體化監控系統，使整個運輸系統實現自動化控制與監視，達到了智能性、高安全性的目的。

2 設計原則

控制系統的設計選型遵循技術先進，配置優化，性能可靠，經濟合理的原則，完全滿足現場環境條件，以保證系統長期穩定運行為目的，控制網穩定可靠，具有一定的抗干擾能力。具備應急安全措施，防止網絡癱瘓。在計算機上對系統的重要過程參數、設備狀態等進行在線集中監控，對重要設備進行在線分散控制。

它既可以在井口皮帶機監控室，又可以在礦調度中心“一鍵式”實現對整個運輸系統的操作控制和數據監控。不僅能實現集中控制，還能在現場單機控制。停止任何一臺皮帶機將導致隨后的皮帶機停止運行。

3 礦井皮帶運輸集控系統設計方案

保留現有的皮帶機電控、保護（除急停），重新配置電控分站、通訊電纜及KHP352礦用帶式輸送機保護裝置、KTC186礦用工作面通信控制裝置組成多條皮帶機集控系統，在調度中心設一臺研華IPC610工控機、以太網光交換機、視頻錄像機DS-8616N-K8，井下數據由光纖接入光交換機，通過以太網電口接入工控機。操作臺上工控機組態畫面采用組態軟件，采用主畫面及多個子畫面方式顯示全系統工況、主要參數。并具有數據存儲功能，實現井下皮帶機的集中控制;通過地面集控室的IP 話臺實現對皮帶全部沿線的呼叫、通話。井口皮帶機監控室與調度中心之間通過光纜組成冗余以太網，在井口皮帶機監控室及調度中心均可實現集中控制。圖一為皮帶集控系統設備布置圖：

4皮帶運輸系統自動化控制及效果

4.1皮帶運輸自動化控制系統功能

經過上述改造，可在調度中心實現遙控皮帶機單開單停，也可實現皮帶機的順序啟停，保證緊急情況下的急停。各皮帶相關數據（電機電流、速度、保護動作）實時顯示，統計報表輸出，各種報警提示，歷史存儲。這些數據同時被傳送到礦調度中心，實現了信息共享。

該系統還可以對各種煤流流程進行編程和選擇，單機設備（如篩選籠）可以聯機/單機啟動，煤流選擇具有閉鎖保護功能，在遙控下實現逆啟順停，設備出現故障時，將設備（皮帶）全部關閉。并通過 WEB發布有關數據，實現遠程查詢和管理。

4.1.1啟動控制

在所選過程中，皮帶和設備均處于正常待機狀態，煤倉煤位在適當范圍內，選擇自動控制模式，按下系統啟動命令，系統按所選過程反向啟動相應的皮帶或設備，也可按閉鎖狀態，逐個在調度中心啟動各皮帶或設備。或者在手動控制狀態下可以對任意設備單獨啟動。

4.1.2停止控制

停機控制有三種方式。①自動泊車。按照煤倉的設定時間或堆煤高度，設定系統自動停止順停;②人工停止。當遙控或就地按下停止按鈕時，系統自動啟停或立即停止;③故障停車。如果發生堆煤、嚴重跑偏、皮帶撕裂等故障，系統會自動啟停或立即停止。皮帶機在拉下開關時，應立即停止在前面選定的過程中所用的設備。

4.1.3故障自診斷及保護功能

皮帶運輸自動化控制系統功能精確判斷故障類型，故障位置，并能對圖像和語音進行提示，實況資料及時報告管理：記錄并儲存傳送帶故障狀況。通過系統實時記錄，自動生成運行日志報告和生產報告，并能記錄每臺帶機和設備的累計運行時間、啟動/停止時間等，實時記錄模擬量和開關量。

4.2項目實施效果

4.2.1安全性能高

系統保護功能完善，運行時如有保護動作，系統均可實現故障停機保護。該系統通過設定控制參數，既可避免瞬間動作引起的停機，又可及時發現故障點。與此同時，當某一傳感器損壞，導致保護誤動時，可在觸摸屏頭部，對各條皮帶進行各種防護，以便在現場不能及時處理時，屏蔽后復位繼續啟動，等檢修正常后將屏蔽保護移除，為生產贏得時間。

4.2.2改善工作環境

系統安裝后實現遠距離控制，操作人員在控制室內完成對各皮帶機的開停控制，崗位操作工在控制室內操作隔離噪音和煤塵污染，改善了工作環境。

4.2.3減員提效

原9臺皮帶機設備需要6人操作，系統安裝完成后，在控制室中可以實現對整個運輸系統的一人控制，改變了傳統一人一崗的操作方式，從而減少了崗位人員，達到機械化換人、自動化減人目的，經濟效益提高83%。與此同時，減少作業人員，為推進成本管理起到積極作用。

4.2.4減少開機啟動時間、節約電費

原系統9臺皮帶機設備，首先由綜采工作面順槽皮帶機（6號）啟動運行，然后打鈴通知，依次運行前一臺皮帶機，直至運行1號皮帶機，皮帶機由里至外運行，整個過程耗時約12分鐘。采用集控系統后，整個啟動運行過程耗時約2分鐘，工作效率提高95%。同時，1-6號機及地面的破碎篩選系統，每次可節約運行時間10分鐘，按每班啟動2次，三班制計算，每月可節約電費1176KW*1h*0.5411元/KWh*30天=19089元。

4.2.5提高經濟效益

該系統所具有的智能性、高安全性，設備故障清晰的顯示在操作系統屏幕上，可為日常檢修工作提供可靠的參考;同時及時發現事故征兆，為做好事故的預防起到積極作用，從而減少機電事故和成本投入。 集控系統安裝前，皮帶機發生故障，需要檢修人員巡檢皮帶機，根據現場情況及經驗判斷出故障點，再進行處理，往往耗時1-2個小時。系統安裝后，故障點清晰的顯示在操作系統屏幕上，小故障10分鐘內就可以處理完畢，為原煤生產創造了時間，每次故障處理可多出原煤124噸，相當于創造了經濟效益。

5結語

該文通過對礦山皮帶運輸系統綜合自動化控制技術的改造，將皮帶運輸系統集成于統一的綜合自動化監控平臺上，進行集中調度管理，實現對皮帶運輸系統的遠程集中監控。為實現企業減員提質增效，提高生產自動化水平和綜合管理水平，取得了顯著的社會效益和經濟效益。

參考文獻：

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