采煤工作面轉載機遠程監控系統研究

賈藝棟

（山西汾西礦業（集團）有限責任公司雙柳煤礦，山西 柳林 033300）

引言

轉載機是礦井采煤工作面運輸系統重要組成設備，轉載機若具備自動控制、故障診斷以及運行監測等功能，在一定程度上提升了設備運行可靠性[1-2]。在采煤工作面正常回采推進過程中，需要頻繁啟動或者關閉刮板輸送機、轉載機等設備，但是受到采煤工作面環境惡劣、作業人員勞動強度大等因素影響，當出現緊急情況需要轉載機立即停止運行時，往往停機效率較低[3-4]。同時現階段國內關于采煤工作面轉載機監控研究處于初級階段，僅能實現轉載機電機冷卻水流量、溫度，減速器油溫、油位等監測，具備的功能不夠完備[5]。為此，提出一種轉載機遠程監控系統。

1 采煤工作面轉載機結構及特征分析

在采煤工作面布置的轉載機常被安裝在采面與運輸巷交匯位置，主要功能是實現原煤、矸石等轉載及運輸。轉載機主要結構包括有機頭、機尾、緊鏈裝置、刮板鏈以及溜槽等。轉載機機頭主要結構包括擋板、傳動裝置、液壓系統、機頭鏈輪軸、卡箍等構成，機頭是轉載機運行的動力來源；緊連裝置結構主要包括有阻鏈器、輔助緊鏈等構成；刮板鏈主要有連接環、螺母、圓環鏈、橫梁以及刮板等構成，刮板鏈在運行中可承受較大的動、靜載荷，本身具備有較強的抗腐蝕以及抗摩擦能力；溜槽結構主要有槽體、電纜槽以及蓋板等構成；機尾主要由機尾鏈輪組件、油箱、機尾架以及擋板等構成。文中以山西某礦3306采煤工作面機頭位置布置的SZZ900/315轉載機為工程實例，對轉載機遠程監控系統進行研究。

2 遠程監控系統結構

2.1 總體結構

具體采煤工作面轉載機遠程監控系統結構包括有機載監控系統、巷道遠程監控系統、地面遠程監控系統等構成，具體結構見圖1所示。

圖1 轉載機遠程監控系統結構圖

2.2 地面遠程監控系統結構

地面遠程監控系統基于SIMATIC WinCC平臺構建，可實現轉載機以及附屬設備的停機、運行等功能控制，也可實現轉載機運行狀態的遠程監控。

為了實時掌握、分析轉載機上布置的各類傳感器監測數據，系統應具可與巷道監控裝置間進行數據通信，具體監控系統遠程信息傳輸通信結構見下頁圖2。

圖2 監控系統遠程信息傳輸通信結構

為實現轉載機以及巷道監控裝置間的數據的遠程監控，基于SIMATIC WinCC以及S7-300PLC實現數據通信，具體數據通信步驟為：采用SIMATIC S7 Protocol Suite.chn通信程序作信息交互的驅動程序；在對通道單位選擇時應選用驅動程序下的TCP/IP通道；通過構建信息通信通道，與巷道監控裝置核心S7-300PLC進行數據通信，并對相關參數進行設計。

2.3 巷道遠程監控系統結構

巷道遠程監控系統的應用可實現轉載機附屬機電設備上布置的傳感器檢測參數實時監測，并將監測數據傳輸給地面遠程監控系統。機載監控系統主要結構模塊包括有數字量、模擬量信號采集，隨后通過人機交互界面實時顯示監測數據，并根據監測數據對轉載機是否出現故障進行判定，并可實現轉載機的啟動、停止以及緊急停止等功能。

巷道遠程監控系統結構主要包括有變壓器、工業計算機、交換機、HMI顯示屏、光電轉換模塊以及S7-300PLC等構成。監控系統內部結構主要有內部接線腔、變壓器腔、外部信息接線腔等構成。具體轉載機巷道遠程監控裝置具體功能為：對供配點系統運行情況進行監控；對轉載機運行工況進行監控；實現遠程監控供能。巷道監控主機主要是為了實現轉載機的遠程集中控制以及故障診斷，具體功能包括有：對監測獲取到傳感器數據進行分析以及運行故障的遠程診斷；對轉載機設備運行情況進行集中控制，具體功能包括有設備的順序啟動、正常啟動以及急停等；實時顯示組合開關控制器、移動變電站以及機載監控裝置等設備運行基本情況。

2.4 機載監控系統結構

為了實現轉載機運行參數的遠程監控，需要在轉載機上布置各類傳感器，具體布置的傳感器型號、功能見表2所示。

表2 轉載機機載傳感器型號、功能表

將上述各傳感器安裝在轉載機機身腔體內，通過傳感器監測獲取到轉載機運行物理參數以及組合開關運行狀態。用以實時采集、分析傳感器監測數據的核心組件為S7-300PLC。

3 結語

轉載機是采煤工作面重要的運輸以及轉載設備，其運行效率以及運行可靠性直接關系到采煤生產。本文提出的轉載機遠程監控系統，主要結構包括地面遠程監控系統、巷道遠程監控系統以及機載監控系統等，各系統通過轉載機上機載傳感器實現轉載機運行參數的遠程監控。