煤礦皮帶輸送機集中控制系統(tǒng)分析

張文

摘 ?要：文章系統(tǒng)研究了皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)。首先簡要分析了礦井（尤其是礦井深處）采用遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的必要性，簡單解析了皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的機能，從多個方面闡述了系統(tǒng)的使用，在結尾處點評了系統(tǒng)在現(xiàn)實使用中帶來的經濟價值，借由此文可以給其他礦業(yè)集團同類型作業(yè)的進行提供范例和參照。

關鍵詞：煤礦;皮帶式礦用輸送機;遠距離和統(tǒng)一操控;結構分析

中圖分類號：TD528 ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）20-0054-02

Abstract： This paper systematically studies the long-distance and unified control system of belt mine conveyor. First of all， this paper briefly analyzes the necessity of adopting the long-distance and unified control system in the mine （especially in the depths of the mine）， simply analyzes the functions of the long-distance and unified control system of the belt mine conveyor， and expounds the use of the system from many aspects. at the end， it comments on the economic value brought by the practical use of the system， and this paper can provide examples and references for other mining groups to carry out the same type of operations.

Keywords： coal mine; belt mine conveyor; long-distance and unified control; structure analysis

引言

皮帶式礦用輸送機是一種復合性的自動化礦井內部輸送裝備，在礦山生產作業(yè)中扮演著重要的角色。輸送機的運行狀態(tài)將會影響礦業(yè)公司的生產量。根據皮帶式礦用輸送機的工作機理分析礦井內輸送機的組織，搭建集中的輸送機系統(tǒng)，對系統(tǒng)內的各個設備進行統(tǒng)一調配，自動控制相關設備的動作，通過采用這樣的系統(tǒng)，對降低成本，提高效率，延長設備的壽命具有重要的意義。采用高科技解決方案，搭建適用于礦井下皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)，達到對皮帶式礦用輸送機工作效率的提高，該系統(tǒng)對于提升礦井內部工作總體效率，推進礦業(yè)公司經濟利潤總體提高產生有益的影響，成為礦業(yè)公司現(xiàn)代化改革的必由之路。

1 采用皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的優(yōu)勢

面對礦井內部作業(yè)需要搭建礦井下皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的重要性在于以下幾點：（1）礦井內部開采加工過程情況繁雜，關于各種作業(yè)解決方案的實施有非常高的要求，礦石開采加工的時候存有大量不確定因素，有嚴重的安全隱患;（2）煤炭遠距離輸送過程牽扯大量煤礦機械，常規(guī)開采加工時通常需要受過專業(yè)培訓的技術員工對這些煤礦機械采取全程監(jiān)控，保證煤礦機械可以一直維持平穩(wěn)的使用狀態(tài)，這種情況下勢必給礦業(yè)公司產生額外的成本;（3）礦井內部常規(guī)皮帶式運輸開采具有

產量不足、作業(yè)問題明顯等缺陷，尤其是某些煤礦機械沒有得到合理利用，存在諸多生產不調配的毛病[1-2]。由于存在上述缺陷，礦山企業(yè)需要引入高效的解決方案應對以上困難，提高皮帶式礦用輸送機的工作能效，搭建礦井下皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)即為功效顯著的解決方案。

2 皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的簡介

皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)根據礦井內部作業(yè)開采的特性配備了一整套完備的自動控制功能和問題報警功能，能夠為開采計劃的順利開展和安全進行提供大力支持，極大限度避免開采礦石過程中出現(xiàn)危險的情形，而遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)自動化控制與問題報警功能的表現(xiàn)在皮帶式礦用輸送機使用中著重體現(xiàn)在如下幾點：依靠遠程監(jiān)控中心的偵測系統(tǒng)達到對礦井內部皮帶式礦用輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)工作的整個過程即時監(jiān)控，并對開采工作相關數(shù)據采取實時采集;采樣所獲得的參數(shù)由系統(tǒng)軟件自動解析，所得到的數(shù)據與預先設定的初始參數(shù)，便于以最快的速度捕捉到錯誤報警，并可以將問題出現(xiàn)的位置、詳細說明、可能出現(xiàn)的源頭等信息展現(xiàn)給數(shù)據監(jiān)控人員，有利于數(shù)據監(jiān)控人員采用有效的防范手段[3]。與此同時，皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)還具有自動存儲上述信息的功能，方便售后服務人員調取記錄，進而為今后出現(xiàn)類似故障的順利排除提供信息和范例。

3 遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)使用解析

3.1 地表遠距離監(jiān)測

礦業(yè)集團的地上控制總部配備有主監(jiān)測計算機和備用監(jiān)測計算機、專用監(jiān)測程序和大型計算機等。當中，主監(jiān)控計算機軟件預裝SCADA組態(tài)軟件，該程序大體由服務器部分與客戶端部分組成，服務器部分的主要功能是采集綜合的礦井內部皮帶式輸送機工作參數(shù)進行加工處理;客戶端部分主要依靠大型計算機的互聯(lián)互通功能，達到和操作者的人機交互，不但可以讓操作者及時掌握皮帶式輸送機工作情況，還可以讓操作者通過相關的使用流程對皮帶式輸送機工作進行遠距離控制[4]。除此以外，大型計算機還可以對平時采集到的參數(shù)進行長久保存，并借由SCADA程序對過往信息進行提取和解析，為進一步提升礦井內部皮帶式輸送機的運行效果提供參數(shù)依據。

工作時，SCADA軟件可以根據作業(yè)實際需要，對系統(tǒng)界面各種裝備的映射圖像、大小、外觀等開展自定義，使用動態(tài)畫面的手段體現(xiàn)所有裝備的使用情況，保證監(jiān)控人員能夠第一時間了解裝備使用情況。通常來講，“灰顏色”表示裝備不在運行狀態(tài)，“綠顏色”表示裝備正在使用中，“紅顏色”表示裝備發(fā)生使用問題，并且裝備發(fā)生運行問題的時候，操作界面也會顯示對應的文字報告與圖表提醒，并對問題錯誤內容和發(fā)生區(qū)域給予標明。

3.2 礦井內部可編程邏輯控制程序操控

皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的礦井內部操控是根據PLC開發(fā)的，其主要部分有可編程邏輯控制控制模塊、煤炭堆積偵測探頭（對傳送帶上煤炭聚集程度進行探測）、溫度傳感器、便宜傳感器、速度傳感器、有毒氣體傳感器、應力傳感器、保險裝置等?？删幊踢壿嬁刂瞥绦蚩刂颇K包含高清LCD觸摸顯示屏、可編程邏輯控制程序電路板和附件等電器元件。該模塊的重要功能就是對各個傳感器捕捉到的機器動態(tài)參數(shù)實施收集和計算解析，并由計算結果釋放信號指令，操控各裝備運轉。主機所采用的可編程邏輯控制程序操控單元型號為MATIC-2200，具備結構合理、空間利用率高、功能多樣性和造價低等很多優(yōu)勢。圖1是礦用皮帶式輸送機遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)示意圖。

3.3 系統(tǒng)開采過程分析

（1）原地自動控制。該方案主要應用在皮帶輸送機前端對皮帶輸送機本體實施現(xiàn)場作業(yè)操控，施工時需要在開始的時候把系統(tǒng)操控模擬按鈕擰到原地不動，然后操作皮帶式輸送機啟動旋鈕，達到皮帶式輸送機的一鍵啟動功能。（2）遠距離自動控制。把程序操控模式擰到遠距離操控區(qū)域，之后操作者可以在遠距離操作界面對皮帶式輸送機作業(yè)進行遠距離控制。常規(guī)的開啟方法含有下面兩種：反向煤炭流開啟。在皮帶式輸送機頂端運輸煤炭流時，為防止正向煤炭流開啟產生煤炭堆積現(xiàn)象，大多數(shù)情況采取反向煤炭流開啟，即為首先開啟底端傳送帶，之后再開動上部傳送帶。正向煤炭流開啟。在皮帶式輸送機上沒有煤炭流時，考慮到能耗等因素，一般考慮采用正向煤炭流開啟，即為首先開啟頂部傳送帶，之后再開啟底端傳送帶。自動化。在工作界面選擇“自動化”模式后，因此皮帶式輸送機將處于自動運行狀態(tài)，此時皮帶式輸送機將在煤炭運輸結束后自動關機，避免產生無意義的資源損耗，最大限度防范開采作業(yè)中的危險[5-6]。

4 經濟價值分析

當前，這種皮帶式運輸機在工作的過程中有著非常好的通用性。就因為煤炭開采在輸送過程中時常遭受很多外界原因的影響。因此，這種皮帶式輸送機可以在作業(yè)過程中展示出非常好的安全性。所以，便于操作者在作業(yè)和啟動時也會變得非常便利。完成對皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)搭建后，礦井內部皮帶式輸送機生產效率得到大幅度上升，生產損耗也大幅度下降，在8個月的試驗運行當中只產生為數(shù)不多的幾次偏差狀況。對比過去的正常操作，皮帶式輸送機運行問題排查效率與檢修效率大范圍提高，維修保養(yǎng)費用大幅度減少，生產綜合效益明顯上升，預計每年可為礦業(yè)集團節(jié)省各種成本投資近數(shù)十萬元。

5 結束語

可編程邏輯控制程序聯(lián)合操控程序，可以實現(xiàn)對程序的聚集操控，可編程邏輯控制程序在礦用皮帶式輸送機使用后，皮帶式輸送機的作業(yè)效率穩(wěn)固提高。安裝警示設備之后，只要產生事故，設備可以及時傳達出警示信號，第一次報警時能偵測設備狀態(tài)，第二次報警時則應該直接暫停作業(yè)，進而避免礦業(yè)集團在作業(yè)過程中面臨的損耗。在作業(yè)的時候，關于產生意外的狀況，偵測程序可以播出區(qū)域所在位置，操作者可以實時對錯誤做出檢查。可編程邏輯控制程序中央控制程序的應該為礦業(yè)集團壯大提供非常多的便利，對促進礦業(yè)集團壯大規(guī)模具有里程碑式的意義。皮帶式輸送機成為煤炭企業(yè)作業(yè)高效率推行的重要保障，采用高科技解決方案，達到對皮帶式礦用輸送機的遠距離和統(tǒng)一操控系統(tǒng)的遠距離集中操控，對于提高皮帶式輸送機工作效率，減少問題產生次數(shù)，降低作業(yè)投資都有著明顯作用，是促成礦業(yè)集團科技化建設的必由之路，對礦業(yè)集團長期穩(wěn)定提高經濟效益具有重大的戰(zhàn)略意義。

參考文獻：

[1]王波.基于PLC的礦用皮帶運輸機集控系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D].太原：太原理工大學，2011.

[2]白恩杰.礦井原煤運輸集控系統(tǒng)的研究與應用[D].西安：西安科技大學，2017.

[3]艾井石.錦界煤礦31111綜采工作面集中控制系統(tǒng)的應用[J].陜西煤炭，2017，36（2）：65-68.

[4]田渝飛，逯明建.掘進工作面運輸機集中控制系統(tǒng)設計與應用[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（2）：49.

[5]楊金強.煤礦膠帶運輸機的PLC集中控制[J].內蒙古煤炭經濟，2010（5）：76-78.