煤礦井下皮帶機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

趙建勇

冀中能源股份有限公司東龐礦西龐井原煤線 河北邢臺 054000

1 煤礦皮帶輸送機概述

煤礦皮帶輸送機是一種在煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中對材料、煤炭等進(jìn)行輸送的設(shè)備，能夠有效完成煤礦各個作業(yè)區(qū)之間的運輸任務(wù)。隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，皮帶輸送機在我國河南、山西等多個產(chǎn)煤地區(qū)得到大量的應(yīng)用，成為煤礦機械自動化系統(tǒng)中不可或缺的一部分。皮帶輸送機在煤礦生產(chǎn)活動中的應(yīng)用，具有穩(wěn)定性好、效率高、承載能力強等方面的優(yōu)點[1]。具體來講，由于煤礦生產(chǎn)活動多于地下進(jìn)行，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，傳統(tǒng)的材料、煤礦輸送方式效率低、穩(wěn)定性差、輸送距離有限。而皮帶輸送機能夠覆蓋煤礦系統(tǒng)中的多個位置，并將各個空間連接起來。通過皮帶輸送機系統(tǒng)，可以實現(xiàn)相關(guān)材料的遠(yuǎn)距離、高效率、持續(xù)性運輸。如今，在我國各個地區(qū)的煤礦當(dāng)中，應(yīng)用得比較多的皮帶輸送機為DT Ⅱ型，這種基于前代系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)出來的設(shè)備系統(tǒng)。該皮帶輸送機在目前我國多種大型煤礦中都得到了應(yīng)用，是具有完善統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)皮帶輸送設(shè)備。雖然皮帶輸送機作為一種電子機械自動化系統(tǒng)在我國煤礦領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用，但是其作為一種融合了電氣、機械化、信息技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，依然可能出現(xiàn)各類故障。導(dǎo)致皮帶輸送機出現(xiàn)故障的因素主要來自于系統(tǒng)設(shè)備本身、操作維護團隊以及外部環(huán)境，需要進(jìn)行全方位的分析。

2 皮帶機自動控制系統(tǒng)的特征

2.1 實現(xiàn)自動化控制

在進(jìn)行皮帶機的自動控制系統(tǒng)的調(diào)整時，相關(guān)工作人員可以采用遠(yuǎn)程防范和近地調(diào)整的兩個方式，如此一來，就可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行分類整理，確保信息能夠及時地被收集起來。互聯(lián)網(wǎng)自動化技術(shù)也對自動化控制體系起到了一定的支撐作用，不僅可以對整個系統(tǒng)采取實時監(jiān)控，還可以對所面臨的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和打印。在對整個自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控時，還可以利用具體的機器設(shè)備對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，如此一來就可以最大程度地保障整個工作環(huán)境的安全性，還可以延長器械的使用年限，提高機器的使用率。

2.2 體現(xiàn)出人性化操作

皮帶機的自動控制系統(tǒng)具有人性化的特點，為了更好的滿足人們的使用需求和操作需求，在對其進(jìn)行具體的設(shè)計時，進(jìn)行了全面的調(diào)查和調(diào)整。該人性化操作模式主要為了保護人們的安全性，在對井下的工作場景做出的虛擬化模擬，而該模式主要使用的機械設(shè)備就是井下的許多攝像頭，而且為了滿足井上人們的具體要求，在攝像頭接收到信息之后，每隔一段時間都會向上傳輸，中央控制系統(tǒng)還會對其進(jìn)行處理，使其成為具體的圖像，從而可以幫助自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程模擬。皮帶機的人性化操作不僅可以幫助井上人員對井下進(jìn)行及時的掌控，還可以滿足人們的正常監(jiān)控需求，并以一種極其簡便的方式來使監(jiān)測工作變得更加方便[2]。

2.3 運行成本大幅降低

運行成本低也是自動化控制體系的一大最主要特征，這主要是由于自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛使用在皮帶機的自動化控制體系里，不僅可以對皮帶機本身做出一定的維護，還可以盡可能降低各項危險事故的發(fā)生概率，從而保證整個工作能夠順利完成。不僅如此，在對皮帶機機械設(shè)備進(jìn)行更好的參數(shù)調(diào)節(jié)時，不僅需要考慮工作人員的正常需求，還需要為工人提供一個舒適的工作強度，還要在整個設(shè)備投入使用之前，進(jìn)行詳盡的調(diào)試，確保其無法發(fā)生任何問題，之后再將其投入到正常的使用中。

3 煤礦皮帶輸送機常見故障的解決策略

3.1 皮帶停轉(zhuǎn)打滑問題的處理

針對皮帶輸送機皮帶停轉(zhuǎn)打滑的問題，技術(shù)檢修人員應(yīng)當(dāng)先檢查皮帶與滾筒之間的密實度，再檢查滾筒軸承的安裝質(zhì)量。如果是皮帶和滾筒之間密實度的問題，可以在滾筒外部進(jìn)行包膠，進(jìn)而提升皮帶與滾筒之間的密實度，進(jìn)而增加摩擦力。同時，可以在皮帶輸送機可以承受的最大重量范圍之內(nèi)，對皮帶機拉緊裝置進(jìn)行調(diào)試，直到達(dá)到日常運行要求。最后，技術(shù)維護及管理人員應(yīng)當(dāng)定期檢查清理皮帶機，并對皮帶、滾筒、托輥等裝置進(jìn)行檢修保養(yǎng)，確保其處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.2 皮帶偏移問題的處理

首先，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)先對托輥結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試處理，并調(diào)整滾筒水平度、平衡度。然后，對滾筒圓軸在機頭、機尾進(jìn)行調(diào)試，確保其達(dá)到規(guī)范安裝標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，要定期對皮帶機接頭、滾筒軸承進(jìn)行檢查，評估磨損狀況，對磨損過度的元件進(jìn)行更換。最后，調(diào)試好上料速率和角度，確保皮帶機上的原煤重量保持相對平衡。

3.3 皮帶斷裂問題的處理

為了有效避免皮帶輸送機皮帶斷裂的問題，首先在皮帶安裝及更換的時候，對新的皮帶廠商、合格證等進(jìn)行檢查，再進(jìn)行拉力試驗，確保其達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，要做好皮帶機的規(guī)范安裝，調(diào)試好皮帶松緊度。在皮帶輸送機的日常使用管理中，要密切關(guān)注皮帶使用年限，制定合理的皮帶更換機制。最后，要定期對皮帶輸送機的皮帶、各個接頭進(jìn)行檢查，對異常情況進(jìn)行原因分析和有效處理[3]。

3.4 撒料及異常抖動問題的處理

首先，對皮帶輸送機溜煤裝置進(jìn)行檢查，排查破損、安裝不規(guī)范的問題。然后，對溜煤裝置及其與皮帶連接部位的凹槽尺寸、型號進(jìn)行對比檢查，看是否相匹配。如果存在問題，要及時更換元件，做好連接安裝。

4 結(jié)語

在生產(chǎn)實踐中設(shè)計了帶式輸送機自動控制系統(tǒng)，根據(jù)有關(guān)保護需要應(yīng)用各種傳感器，引入了S7-300PLC，確定使用的PLC 的型號與功能模塊，在此基礎(chǔ)上，還對控制流程圖進(jìn)行設(shè)計，通過PLC 語言進(jìn)行了自動控制程序編寫。此外，還配置了inTouch 來負(fù)責(zé)實現(xiàn)顯示功能，從而實現(xiàn)對機械設(shè)備的自動化操控。