礦井自動化控制技術在皮帶運輸中的應用

＊張星波

（山西華陽集團新能股份有限公司一礦 山西 045008）

引言

對于礦井工程建設而言，皮帶運輸系統是其生產流程中最為關鍵的能耗環節，皮帶運輸系統的質量和效率直接影響礦井生產的經濟效益和社會效益，因而與企業在市場中的形象和競爭力密切相關。為減少能源消耗和成本支出、提升礦井工程的安全系數、確保整體建設的高效、順利推進，企業和施工人員務必推動礦井工程中皮帶運輸系統的優化，將自動化控制技術引用于其中。通過實現自動化控制技術在皮帶運輸中的應用目標，將有助于大大降低施工人員的工作量和施工難度，提高其安全系數。不僅如此，礦井自動化控制技術在皮帶運輸中的應用還有利于創造良好的社會價值和經濟價值，為維護施工企業良好形象并強化其于市場中的競爭力提供了堅強且有力的保障。

1.礦井自動化控制技術的具體概述

(1)礦井自動化控制技術的內涵

一般而言，在礦井工程建設中所用的自動化控制技術是以可編程邏輯控制器為基礎的技術，所用的皮帶運輸機通過可編程邏輯控制系統的通信接口連接控制網，使控制中心能夠掌握所有皮帶運輸機的動態作業情況，并在此基礎上對其進行處理和分析，最終達成對礦井皮帶運輸系統的自動化控制。而所謂的可編程邏輯控制器（簡稱PLC），是指以工業環境為立足點，采用數字運算的方式操控電子控制系統。具體說來，地面控制中心的主要作用表現為對于系統的整體性操作和控制，并可以細分為自動控制與手動控制這兩種方式[1]。前者主要體現為利用操作臺向控制器輸送控制信號，待控制器發出相應指令后再通過皮帶運輸機進行下一步具體操作。不僅如此，該方式還有助于實時監控礦井下各類設備的動態變化情況，同時有助于在掌握設備動態運行資料的基礎上將其傳輸至控制中心，使得控制中心能夠以此為依據快速找出故障所在并及時整修，從而確保礦井施工的安全性。而手動控制的功能則可用“補缺”二字概括，具體體現在彌補自動控制所不能實現的目標。也就是說，當自動控制出現問題時，就可以采用手動控制的方式操控設備，從而在突發狀況發生的情形下也能及時且順利地采取應對措施。相對于地面控制中心，控制分站則主要以執行指令為任務。當控制中心將各類指令發送至控制分站時，后者將需要按照指示進行具體的操作，最終順利完成運輸任務。

圖1

(2)礦井自動化控制技術的特點與功能

在礦井工程建設中，自動化控制技術在皮帶運輸中的應用主要是通過電力電子技術控制設備參數實現的。具體說來，自動化控制技術能夠利用分散在輸送帶上的傳感器收集負荷信息，再將其輸送至控制中心并加以分析，而后向調節系統傳輸動作指令，從而控制皮帶運行的速度，實現對于皮帶運輸系統的自動化控制。而自動化控制技術的應用不僅有助于及時調整負載以使其最大程度地適應實際情況，在減少能源消耗的同時延長相關設備和部件的使用壽命，還有利于顯著提升設備運行的穩定性和安全系數，保障施工人員的人身安全和施工工程的順利推進。具體說來，礦井自動化控制技術的特點主要囊括以下幾個方面。

①通過網絡傳輸信息，自動化程度高。在礦井施工過程中，施工人員可以通過自動化控制技術實現遠距離訪問、控制分站機、維護和管理設備并且采集和分析數據信息[2]。在該技術的應用過程中，通過網絡進行的實時動態監控是其中的重要組成部分，對于優化生產監控的性能發揮著不容忽視的積極作用。不僅如此，在生產流程的全環節中，數據采集、傳遞、分析等工作同樣具有實時性和動態性，以促進自動化控制技術系統和皮帶運輸系統之間的數據共享。

②操作技術人性化。在皮帶運輸系統中，礦井自動化控制技術下的界面設置合理，操作科學且具有人性化的特征，界面呈現的圖畫也十分清晰、生動，便于操作人員加以識別和控制。另外，操作系統的功能較為齊全，并且能夠及時呈現諸如故障、運行工況等動態信息，從而為施工人員帶來極大的便利。

③維護工作完備化。相關人員利用礦井自動化控制技術將符合安全標準的傳感器與相關裝置植入皮帶運輸設備的維護系統中，從而全面收集皮帶運輸設備的運行信息。另外，礦井自動化控制技術在皮帶運輸中的應用還體現在對皮帶運輸設備運行的各個環節設置語音提醒和報警系統等方面。從上述層面上看，礦井自動化控制技術在維護環節中具有完備化的特征。

2.礦井自動化控制技術在皮帶運輸中的應用路徑

(1)在保護運輸時的應用

從保護運輸過程上看，利用礦井自動化控制技術有利于對皮帶運輸設備進行強有力的保護。一般情況下，皮帶運輸設備往往由于長距離且長時間的使用而導致使用壽命不斷減少。加之受環境因素或其他自然條件的影響，皮帶運輸設備也會不可避免地產生一定程度的故障。而自動化控制技術則能夠根據傳感器傳輸的信息自動調整負載以使其最大程度地適應實際情況，延長皮帶運輸設備的使用壽命并減少故障情況的發生率，提升設備運行的穩定性和安全系數。除此之外，由于皮帶運輸設備的長時間與長距離使用，其往往容易造成電機溫度過高的問題，為礦井施工和皮帶運輸帶來巨大的安全隱患。為解決這一問題，自動化控制技術的應用就顯得極為重要。施工人員可設置溫度檢測系統，植入熱電阻裝置[3]，使高溫信號自動傳遞至控制中心，而控制中心通過識別和分析信息后馬上停止工作，避免相關設備因高溫受損并產生安全問題，從而實現對皮帶運輸設備的保護。

(2)在遠程操作時的運用

礦井自動化控制技術在皮帶運輸中的應用也體現在遠程操作的流程中。在礦井施工過程中，施工人員不必到達現場便可以通過自動化控制技術實現遠距離訪問、控制分站機、快速收集和分析乃至共享數據等各項操作，便于提高施工人員的工作效率，使其在單位時間中完成更多的任務，也能夠在一定程度上節省人力資源成本。鑒于此，現階段的礦井自動化技術普遍運用于遠程操作皮帶運輸設備的過程中。

(3)在檢修操作時的使用

在生產領域普遍機械化的大背景下，對于設備的檢查和維修工作早已成為工程建設中不可避免的一項工作任務。在現階段的礦井工程建設中，自動化控制技術還廣泛應用在對于皮帶運輸設備的檢修操作過程中。具體說來，在對皮帶運輸設備進行常規的檢查和維修時，需要在人工檢測的同時利用自動化控制技術提高檢修的精確程度，并對此進行調試，直至故障的全面清除。

圖2

3.結束語

總而言之，在以信息技術的開發和應用為主要特征的新時代下，自動化技術在生產領域中得到了普遍運用。在此前提下，礦井運輸方式發展為皮帶運輸機輸送，并且在皮帶運輸過程中已廣泛采用礦井自動化控制技術。具體說來，該項技術具有網絡化和自動化程度高、操作技術人性化以及維護工作完備化等特點與功能，并主要運用在保護運輸、遠程操作以及檢修操作的過程中。