智能控制技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用價(jià)值分析

郭麗

摘要：煤礦井下帶式輸送機(jī)從驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行到井下故障檢測(cè)和檢修，都需要實(shí)時(shí)實(shí)地監(jiān)測(cè)，以保障系統(tǒng)的順利運(yùn)行。煤礦井下帶式輸送機(jī)本身就作為一種重要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)煤礦運(yùn)送貨物的便捷化通道。該文針對(duì)傳統(tǒng)煤礦井下輸送機(jī)的弊端，提出了應(yīng)用智能化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集約型、安全性、便捷性等價(jià)值優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能控制；煤礦；帶式輸送機(jī)；應(yīng)用價(jià)值

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）10-2351-02

Abstract： Coal mine belt conveyor from the drive， run to the underground fault detection and repair， we need real-time on-site monitoring to ensure the smooth running of the system. Coal mine belt conveyor itself as an important equipment to achieve coal transporting goods facilitation channels. In this paper， the traditional disadvantages of coal mine conveyor proposed application of intelligent control technology， equipment intensive， safety， convenience and other value advantage.

Key words： intelligent control；colliery；belt conveyor；application value

隨著我國(guó)煤炭事業(yè)的快速發(fā)展，煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)也在朝著自動(dòng)化、智能化方向前進(jìn)。我國(guó)礦業(yè)的機(jī)械化、現(xiàn)代化中，運(yùn)用智能技術(shù)為煤礦輸送開(kāi)道護(hù)航，將極大程度的為煤礦井下安全生產(chǎn)提供便利。煤礦井下帶式輸送機(jī)，是以輸送帶為牽引線來(lái)承載構(gòu)件，最終實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送的設(shè)備，它是煤礦作業(yè)領(lǐng)域的重要設(shè)備組件。智能控制系統(tǒng)作為完備的系統(tǒng)，是整個(gè)設(shè)備組件配件間運(yùn)作的紐帶。智能控制系統(tǒng)的集中、智能化作用，是一項(xiàng)高端且應(yīng)用持久的工具，其在井下識(shí)別技術(shù)以及智能化感知和管理功效在實(shí)際的煤礦作業(yè)中日益顯示其價(jià)值。

1 煤礦帶式輸送機(jī)概論

煤礦井下帶式輸送機(jī)線路長(zhǎng)、運(yùn)量大，一般為工作機(jī)組中的雙滾筒多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)其牽引過(guò)程，盡管從設(shè)計(jì)之初到現(xiàn)代的運(yùn)行環(huán)境中，由于復(fù)雜的地下環(huán)境，使得設(shè)備在輸送中應(yīng)用與實(shí)際預(yù)期相偏離。其工作原理與復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境密切相連，都需要對(duì)機(jī)械傳輸設(shè)備的安全性和可靠性詳細(xì)考慮，方便對(duì)其工作原理實(shí)施相應(yīng)的研究。

帶式輸送機(jī)的傳感器功能，能夠詳細(xì)的驗(yàn)出輸送機(jī)帶呈現(xiàn)的狀態(tài)，再經(jīng)由信息處理器輸送到控制機(jī)內(nèi)部，控制機(jī)的編程和輸入指令，控制設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)。帶式輸送機(jī)還以開(kāi)關(guān)好頻率的測(cè)量來(lái)對(duì)各種信號(hào)實(shí)施處理。開(kāi)入口的控制系統(tǒng)以堆礦信號(hào)和溫度傳感器實(shí)施節(jié)點(diǎn)通斷信號(hào)。對(duì)于特定的傳感器頻入口，以交代速度和電機(jī)流量實(shí)現(xiàn)控制機(jī)的頻率量輸入時(shí)，一般通過(guò)接入轉(zhuǎn)換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)和控制機(jī)的連接。

輸送機(jī)內(nèi)部對(duì)速度信號(hào)的檢測(cè)，主要是針對(duì)輸出峰值在1V以上的正弦波頻率信號(hào)，以繼電器板對(duì)放大、濾波、倍頻處理后輸出到頻入口的信號(hào)實(shí)施檢測(cè)。為防止線路偏頗，對(duì)拉線開(kāi)關(guān)的測(cè)量，電路的連接也要以控制機(jī)根據(jù)頻率來(lái)判別動(dòng)作開(kāi)關(guān)的位置。帶式輸送機(jī)通過(guò)控制機(jī)對(duì)外部實(shí)施控制，通過(guò)節(jié)點(diǎn)通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)磁力起動(dòng)器的控制。輸送帶是整個(gè)礦機(jī)控制系統(tǒng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，對(duì)礦機(jī)的控制，也是通過(guò)安裝節(jié)點(diǎn)信號(hào)的電流信號(hào)，實(shí)施控制電流控制。以經(jīng)濟(jì)、可靠、維修方便為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

2 現(xiàn)有的煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)概況及問(wèn)題

2.1 煤礦輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)概況和設(shè)計(jì)參數(shù)

帶式傳送機(jī)是構(gòu)成煤礦系統(tǒng)中主要的工具之一，也是媒體那安全生產(chǎn)和技術(shù)革新中最主要和關(guān)鍵性工作，不但對(duì)礦井作業(yè)產(chǎn)生影響，同時(shí)也是直接制約礦井產(chǎn)量的動(dòng)能。煤礦帶式輸送機(jī)以手動(dòng)急停拉線開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)作，這種傳統(tǒng)的人工手動(dòng)操作運(yùn)行方式，無(wú)法滿足煤礦企業(yè)大規(guī)模集約化、現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。有傳統(tǒng)信號(hào)燈打點(diǎn)方式控制系統(tǒng)，使得煤炭輸送能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求，長(zhǎng)距離的運(yùn)輸線路，使得開(kāi)關(guān)機(jī)控制以及對(duì)煤量的信息掌握不夠全面，對(duì)于設(shè)備和電力的浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。傳送機(jī)的獨(dú)立運(yùn)行，沒(méi)有形成規(guī)模效益，市場(chǎng)出現(xiàn)煤礦系統(tǒng)運(yùn)作問(wèn)題。

目前煤礦井下帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)中，以開(kāi)環(huán)控制策略為主實(shí)施的控制，在性能指標(biāo)和精度要求上，警報(bào)系統(tǒng)和總線控制系統(tǒng)都極大的而提高了整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)的可靠性和安全性。為了滿足系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的單元之和，符合總功率的相關(guān)要求，將煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化、通用化機(jī)組，降低企業(yè)成本，便于安裝、搬運(yùn)和維修，減少輸送帶的張力，以避免安裝誤差和荷載變化而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)功率失衡，必須理想分配其雙滾筒驅(qū)動(dòng)。

帶式輸送機(jī)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：1）運(yùn)量：4000 t/h；2）運(yùn)輸長(zhǎng)度：2772 m；3）傾角：0.533—12。；4）帶速：4.5m/s；5）電動(dòng)機(jī)功率：2X1650kW。

2.2 煤礦系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

在現(xiàn)有的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中，帶式輸送機(jī)以方便伸縮的機(jī)身和儲(chǔ)帶倉(cāng)對(duì)機(jī)尾采煤工作面實(shí)施采煤作業(yè)。在使用上，可實(shí)現(xiàn)單機(jī)輸送，也可多機(jī)組合成水平或傾斜的運(yùn)輸系統(tǒng)來(lái)輸送煤炭。帶式輸送機(jī)機(jī)架輕巧，拆裝方柏霓，在現(xiàn)代煤礦業(yè)日益發(fā)展的今天，從小規(guī)模，日益走向大型化方向發(fā)展。在煤礦井下作業(yè)時(shí)，帶式帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近15公里，甚至形成了諸多聯(lián)系不同帶式輸送機(jī)的專(zhuān)用通道。現(xiàn)代的額帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)，目前還處于探索階段，一些長(zhǎng)距離、聯(lián)系運(yùn)量運(yùn)輸?shù)妮斔蜋C(jī)結(jié)構(gòu)中，在作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵噪聲何日廢氣以及高能耗仍然是需要進(jìn)行技術(shù)革新之處。就有的煤礦輸送系統(tǒng)而言，在養(yǎng)護(hù)和使用中，一般是針對(duì)機(jī)械設(shè)備的堆煤保護(hù)，防止煤傳送帶跑偏或者溫度超標(biāo)，產(chǎn)生隱患。

目前多數(shù)情況下使用的帶式輸送機(jī)，多為固定結(jié)構(gòu)。在是一種，主要是因膠帶強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)裝置尺寸間的摩擦，使得帶式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件和磨損零件使得輸送機(jī)的經(jīng)濟(jì)性大大降低。部門(mén)輸送機(jī)的啟車(chē)方式是根據(jù)運(yùn)輸系統(tǒng)中膠帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)實(shí)施運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的，在實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，難免出現(xiàn)誤差。啟動(dòng)時(shí)荷載量較大，對(duì)于故障的排查情況亦極為困難。

煤礦井下帶式輸送機(jī)作為煤礦井下的廣泛使用工具，不但是以后實(shí)用、便捷的輸送設(shè)備，而且以大容量的輸煤和跨界節(jié)能的集約型大宗輸煤設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了煤礦運(yùn)輸配料間的配置選擇。帶式輸送機(jī)從驅(qū)動(dòng)到輸送運(yùn)行，期間匱乏相應(yīng)的安全運(yùn)行檢測(cè)信息和智能判斷信息體系，對(duì)于故障檢測(cè)的誤報(bào)率也在呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，不僅影響生產(chǎn)，同時(shí)也使得機(jī)組的使用壽命大打折扣。

3 智能控制技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用價(jià)值分析

為了適應(yīng)煤炭礦產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)化、規(guī)模化、現(xiàn)代化技術(shù)要求，從傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)企業(yè)中走出，必須對(duì)現(xiàn)有的輸送機(jī)設(shè)備實(shí)施技術(shù)革新。同傳統(tǒng)的控制機(jī)相比，應(yīng)用智能技術(shù)相比，輸送機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的革新手段和聯(lián)動(dòng)方式，都在朝著智能化方向發(fā)展。從傳統(tǒng)的直面控制機(jī)系統(tǒng)里，物化升級(jí)為智能控制技術(shù)。輸送機(jī)的控制系統(tǒng)也從手動(dòng)開(kāi)關(guān)里面升級(jí)為通過(guò)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)完成對(duì)電機(jī)的分時(shí)和有計(jì)劃的控制。

3.1 煤礦井下帶式輸送機(jī)智能技術(shù)實(shí)施井下運(yùn)輸作業(yè)

當(dāng)今人工智能技術(shù)的進(jìn)步，相應(yīng)的促進(jìn)了智能控制技術(shù)的進(jìn)步。融合現(xiàn)代智能控制理論、人工智能和計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)物的智能控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展的先河。煤礦井下作業(yè)，仍然是現(xiàn)代開(kāi)發(fā)新能源的主要手段。盡管如此，困擾在煤礦作業(yè)領(lǐng)域安全的事故仍然頻發(fā)。井下未知隱患太多，利用智能技術(shù)設(shè)備對(duì)煤礦井下帶式輸送機(jī)實(shí)施防護(hù)，能夠更好的對(duì)井下設(shè)備實(shí)施監(jiān)控，逐漸形成的信息和控制系統(tǒng)，使得電機(jī)效率的飛躍轉(zhuǎn)折有了相當(dāng)程度的契機(jī)。在高性能和低能耗的刺激下，帶式輸送機(jī)中應(yīng)用智能技術(shù)實(shí)施中樞管控，能夠更有效的實(shí)現(xiàn)集成型控制。

煤礦井下帶式輸送機(jī)中應(yīng)用智能控制技術(shù)，能夠作為一種有效的支持分布式控制實(shí)施的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不但可以為井下煤礦營(yíng)造安全的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)也以綜合化的實(shí)時(shí)控制、檢測(cè)和管理功能，實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)體系系統(tǒng)化。利用智能控制技術(shù)的煤礦井下帶式輸送機(jī)，除了確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性外，還以高故障排查性，提高煤炭運(yùn)輸效率。智能控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控和網(wǎng)上瀏覽功能，使得運(yùn)輸操作人員及時(shí)了解井下煤礦一項(xiàng)操作現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)礦業(yè)部門(mén)單位的生產(chǎn)和發(fā)展以及煤量的開(kāi)采，都具有積極的引導(dǎo)作用。

在煤礦井下帶式輸送控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)其工作面的集體控制時(shí)，智能系統(tǒng)完善的地面監(jiān)控和地下傳感功能，通直觀的對(duì)創(chuàng)送機(jī)操作設(shè)備實(shí)施直觀了解，對(duì)設(shè)備的通停狀態(tài)，更能系統(tǒng)化的實(shí)施監(jiān)控。

3.2 煤礦井下帶式輸送機(jī)智能型火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)

智能技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機(jī)中，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備控制理論的升華，在現(xiàn)有的井下作業(yè)中，應(yīng)對(duì)井下不安全因素，實(shí)現(xiàn)帶式傳送機(jī)的準(zhǔn)報(bào)，對(duì)系統(tǒng)作業(yè)的正常運(yùn)行速率具有準(zhǔn)確及時(shí)的定位意義。

智能型火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)理念和功效，都是在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上升華而來(lái)。利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)延誤傳感器、溫度傳感器和氣味傳感器的自動(dòng)警報(bào)功能，依靠鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操控，由警鈴和警燈實(shí)施緊急廣播和遠(yuǎn)程報(bào)警功效，最終由軟件程序系統(tǒng)實(shí)施安全防護(hù)，使得早期報(bào)警得以實(shí)現(xiàn)。

監(jiān)控層的設(shè)計(jì)配置，處二樓由工控機(jī)和人機(jī)界面構(gòu)成外，還包括工業(yè)計(jì)算機(jī)在內(nèi)的組建。煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)的CPU中央管控器功能，有處理器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，在系統(tǒng)組態(tài)軟件方面，整個(gè)控制系統(tǒng)組態(tài)和故障信息處理技術(shù)，相應(yīng)的王娜車(chē)你夠了對(duì)火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行。智能型系統(tǒng)出了對(duì)高、低壓的閘門(mén)實(shí)施控制信號(hào)外，還對(duì)故障狀態(tài)和監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)視。對(duì)電動(dòng)機(jī)卡的工作電流、故障狀態(tài)、制動(dòng)閘實(shí)施開(kāi)停和動(dòng)態(tài)監(jiān)控。親愛(ài)監(jiān)控層的綜合保護(hù)方針，對(duì)于輸送帶和取得滾筒之極愛(ài)你的摩擦打滑以及可能引發(fā)的煤塵和瓦斯爆炸，都能夠起到很好的警報(bào)和預(yù)防作用。在既定的程序作用下，對(duì)傳送帶的跑偏問(wèn)題、堆煤事故、斷帶保護(hù)、滅火裝置、煙霧報(bào)警、沿線故障等都能起到和好的防護(hù)作用。

3.3礦井帶式輸送機(jī)分布式智能控制系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)串聯(lián)如煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行結(jié)構(gòu)中，除了不影響傳輸數(shù)據(jù)外，還使得帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制、檢測(cè)、管理等方面的綜合化智能化傳播速率?？偩€網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)作業(yè)中無(wú)煤空運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，實(shí)現(xiàn)了煤炭作業(yè)領(lǐng)域有網(wǎng)絡(luò)分布到地面監(jiān)控以及井下作業(yè)和傳輸系統(tǒng)的綜合化、一體化、智能化控制體系。

帶式輸送機(jī)的智能節(jié)點(diǎn)，除了實(shí)現(xiàn)其管理層功能和各種類(lèi)型微控制器接口的智能化功能外，還能以外圍單片機(jī)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)傳輸。控制任務(wù)的完成，很大一部分得益于其控制算法和驅(qū)動(dòng)控制器。新型的設(shè)計(jì)理念，將傳感器與控制器接口相連部分連接在一起，在起動(dòng)控制和功率平衡上，尋求最佳合理點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)了帶式傳送機(jī)的正?；刂乒?jié)點(diǎn)。

在實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)控制時(shí)，輸送機(jī)注射筆之間，由操作界面和后二筆補(bǔ)充以及上位機(jī)的工作情況實(shí)施控制。智能系統(tǒng)通過(guò)連鎖關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)各裝置的順序啟停。對(duì)于輸送帶的驗(yàn)證，能以檢測(cè)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)低速驗(yàn)證。之恩那個(gè)控制系統(tǒng)還以輸送機(jī)的遠(yuǎn)程操作開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)裝置間的順序啟停。

4 總結(jié)

智能控制技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)備中，是煤礦企業(yè)的正確選擇。在現(xiàn)有的配置運(yùn)輸設(shè)備中自動(dòng)化、智能化、安全性、經(jīng)濟(jì)化，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦井下帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)礦床資源開(kāi)發(fā)的重要意義。煤礦的高產(chǎn)、高效以及集約化生產(chǎn)，都需要煤礦井下開(kāi)采作業(yè)和輸送技術(shù)做支撐。在對(duì)輸送機(jī)的改進(jìn)過(guò)程中，智能控制體系更能提高井下設(shè)備的性能和大運(yùn)量以及相關(guān)技術(shù)要求。煤礦井下作業(yè)實(shí)踐表明，智能控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提高運(yùn)輸系統(tǒng)效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還保障安全生產(chǎn)，值得在礦業(yè)領(lǐng)域推廣。

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