遠(yuǎn)程控制對(duì)煤礦生產(chǎn)作用的分析

陳宇鵬天津貝克電氣有限公司技術(shù)部

遠(yuǎn)程控制對(duì)煤礦生產(chǎn)作用的分析

陳宇鵬
天津貝克電氣有限公司技術(shù)部

摘要：以煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程控制為例，簡要闡述煤礦生產(chǎn)遠(yuǎn)程控制原理和組成，以及遠(yuǎn)程控制在節(jié)約生產(chǎn)成本，減員提效方面的作用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程控制；系統(tǒng)信息集成；視頻監(jiān)控；語音通訊；地面信息調(diào)度中心

引言

在當(dāng)前嚴(yán)重環(huán)境污染以及煤礦產(chǎn)能過剩的嚴(yán)峻形勢(shì)之下，《煤礦安全規(guī)程》對(duì)煤礦在節(jié)能減排以及減員提效方面提出了新的更加嚴(yán)格的要求。產(chǎn)煤企業(yè)如何節(jié)約自身生產(chǎn)環(huán)節(jié)的設(shè)備成本,以及人員成本不可避免的被提到日程上來。本次分析著重在提高生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度和遠(yuǎn)程集中控制方面提出一些實(shí)用的解決辦法，為產(chǎn)煤企業(yè)提供一點(diǎn)借鑒。重點(diǎn)包括遠(yuǎn)程集中控制，系統(tǒng)信息集成，各子系統(tǒng)通訊，視頻監(jiān)控，語音通訊，一下分別陳述。

1.遠(yuǎn)程控制

對(duì)于遠(yuǎn)程集中控制，這一環(huán)節(jié)分為兩部分，其一為地面信息調(diào)度中心，信息調(diào)度中心為產(chǎn)煤企業(yè)的神經(jīng)中樞和處理中心，相當(dāng)于電腦的CPU，集中處理來自四面八方各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的所有信息，把生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的各個(gè)要素和各個(gè)環(huán)節(jié)以及各個(gè)方面盡可能地從空間上和時(shí)間上有機(jī)地組織起來，發(fā)揮最大的作用，保證整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的正常生產(chǎn)，從而達(dá)到預(yù)期目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)。本次研究主要應(yīng)用到了地面信息調(diào)度中心的信息采集平臺(tái)及自動(dòng)化控制平臺(tái)，井下所有皮帶保護(hù)的信息，視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)集中在地面信息調(diào)度中心處理并顯示，遠(yuǎn)程控制的指令也由地面信息調(diào)度中心發(fā)出，通過煤礦環(huán)網(wǎng)的介質(zhì)，遵循標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議和硬件接口，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的控制井下每一條皮帶。其二為井下防爆電腦控制平臺(tái)，一般這一平臺(tái)的位置在井下中央變電所，首先所有子皮帶的數(shù)據(jù)集中在這一平臺(tái)上，然后由該平臺(tái)統(tǒng)一發(fā)送到地面信息調(diào)度中心，同時(shí)作為井下的控制中心，作為地面調(diào)度的備用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控的雙重保障。

系統(tǒng)信息集成主要包括以下內(nèi)容：一是每一條皮帶的供電設(shè)備的信息，比如磁力啟動(dòng)器，綜保，組合開關(guān)的所有電氣數(shù)據(jù)：實(shí)際電壓，實(shí)際電流，開停運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)裝置狀態(tài)。這些數(shù)據(jù)的采集建議采用目前國內(nèi)比較通用的MODBUS協(xié)議，485接口，比較理想的是采用RJ45接口。二是每一條皮帶的保護(hù)控制的信息，比如皮帶運(yùn)行狀態(tài)，沿線急停是否動(dòng)作，以及系統(tǒng)總線的信息（供電電壓，數(shù)據(jù)線電壓，安全回路線電壓），傳感器的信息包括有堆煤，煙霧，打滑，斷帶，縱撕，跑偏，超溫灑水，滾筒紅外線溫度檢測(cè)，電機(jī)定子，轉(zhuǎn)子，前軸，后軸溫度。這些數(shù)據(jù)能真實(shí)反映一條皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。通過組態(tài)可以將這些數(shù)據(jù)形象的顯示出來，最終傳輸給地面信息調(diào)度中心，為遠(yuǎn)程控制提供基本參考數(shù)據(jù)。三是視頻監(jiān)控和語音通訊的采集。視頻和語音保證了地面信息調(diào)度中心和井下子皮帶之間的雙向信息通暢，為指令傳達(dá)提供依據(jù)和保證。

各子系統(tǒng)通訊主要包括硬件和軟件兩個(gè)部分，傳輸?shù)膬?nèi)容有各自所需要的數(shù)據(jù)，以及語音信號(hào)，以及各環(huán)節(jié)的動(dòng)作次序和前后閉鎖，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)煤系統(tǒng)的逆煤流起皮帶，順煤流停皮帶，防止皮帶重載啟動(dòng)和不帶煤空轉(zhuǎn)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約電能的目的。硬件通訊主要是各個(gè)皮帶之間的閉鎖節(jié)點(diǎn)繼電器，該繼電器通常安裝在前一條皮帶的機(jī)尾，當(dāng)皮帶運(yùn)行時(shí)節(jié)點(diǎn)閉合，閉合信息反饋給下一條皮帶，告知前一條皮帶已經(jīng)運(yùn)行，作為下一條皮帶啟動(dòng)的必須條件，相反，在緊急情況停皮帶時(shí)保證后皮帶在前皮帶緊急停車時(shí)能夠馬上停下來，防止堆煤事故的發(fā)生。軟件通訊是各個(gè)皮帶之間信息的相互查詢，以及各個(gè)子皮帶之間的軟件閉鎖，具有完整性和唯一性的特點(diǎn)。涉及有通訊狀態(tài)的檢測(cè)及診斷，能夠反映并保證通訊的暢通，再是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，保證要發(fā)送或者要接受的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確無誤的。同時(shí)也保證在總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的唯一性，通過地址和端口在軟件上保證了數(shù)據(jù)不會(huì)沖突。共同遵守的通訊協(xié)議和硬件接口保證了硬件的暢通及兼容。

2.視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控系統(tǒng)分別對(duì)井下各個(gè)子皮帶的煤流運(yùn)輸進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像監(jiān)控，在井下運(yùn)輸皮帶沿線轉(zhuǎn)載點(diǎn)分別安裝礦用本安型攝像儀，均采用網(wǎng)絡(luò)攝像頭，由不間斷供電電源進(jìn)行供電。圖像信號(hào)通過礦用阻燃光纜網(wǎng)絡(luò)或者礦用以太網(wǎng)級(jí)聯(lián)絡(luò)方式，傳到皮帶頭控制處安裝的礦用隔爆型顯示器上，可進(jìn)行畫面分割顯示，可直觀的看到煤流的運(yùn)行情況，同時(shí)將該路圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面調(diào)度指揮中心，從而為減員提效，節(jié)約電能，安全開停的提供最直接的安全保證。

3.語音通訊

語音通訊主要采用廣播式，在地面信息調(diào)度中心設(shè)有喊話麥克風(fēng)和撥號(hào)裝置，可以對(duì)井下全部皮帶或者指定皮帶進(jìn)行遠(yuǎn)程喊話，將語音信號(hào)完整地?cái)U(kuò)散到各個(gè)子皮帶的所有擴(kuò)音器上，并能接受到來自任何一子皮帶的語音信號(hào)，能夠不失真的播放出來，實(shí)現(xiàn)地面信息調(diào)度中心和井下的語音通訊，井下的工作點(diǎn)可以撥號(hào)到地面信息調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)通話，當(dāng)有多個(gè)喊話點(diǎn)時(shí)，地面信息調(diào)度中心有優(yōu)先權(quán)選擇接受優(yōu)先級(jí)高的喊話點(diǎn)的講話。

4.結(jié)尾

綜上所述，通過對(duì)遠(yuǎn)程控制的各個(gè)組成部分的分析，我們更近一步了解了遠(yuǎn)程控制的組成要素和各自的功能及職能分工，在實(shí)際使用中，這幾部分是一個(gè)完整的系統(tǒng)，缺一不可，各個(gè)系統(tǒng)相互配合和補(bǔ)充，最終實(shí)現(xiàn)了地面信息調(diào)度中心對(duì)井下各個(gè)子皮帶的遠(yuǎn)程監(jiān)控，服務(wù)于煤礦生產(chǎn)，對(duì)于節(jié)約煤礦的生產(chǎn)成本，減員提效，節(jié)約電能具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，這也是我們此次分析的目的。

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