自動(dòng)化控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

蘇茂良

山西省朔州市平魯區(qū)中煤平朔井工三礦 山西朔州 036800

1 煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成

1.1 保護(hù)裝置

優(yōu)先考慮的是系統(tǒng)保護(hù)裝置的技術(shù)水平，依照實(shí)際的皮帶運(yùn)輸效果來看，目前我國煤礦企業(yè)所應(yīng)用的煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其保護(hù)裝置所能完成的是一些基本操作，包括：防跑偏、防打滑、堆煤等，在運(yùn)行靈敏性、安全性方面還有待進(jìn)一步提高。要解決這一問題，就必須提高保護(hù)裝置的可靠性，防止誤動(dòng)作發(fā)生，尤其要加強(qiáng)防縱撕保護(hù)。解決縱撕的一個(gè)重要方法是卸料口采用傾斜振動(dòng)方式，這樣能減少礦山下落的沖擊力，使皮帶受損幾率隨之減少[1]。

1.2 帶式輸送機(jī)

目前，帶式輸送機(jī)是煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。帶式輸送機(jī)的優(yōu)勢是運(yùn)行可靠、動(dòng)力消耗低，主要的驅(qū)動(dòng)方式有：異步電動(dòng)機(jī)帶限矩型液力偶合器驅(qū)動(dòng)方式、異步電動(dòng)機(jī)帶CST驅(qū)動(dòng)方式、異步電動(dòng)機(jī)帶調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動(dòng)方式、變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)方式。

2 采用煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的必要性

我國煤炭行業(yè)如今已經(jīng)遇到了發(fā)展瓶頸，煤炭企業(yè)的經(jīng)營狀況慘淡，前景令人堪憂。從世界上其他先進(jìn)采煤國以及我國神東礦區(qū)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，只有采用高新技術(shù)才能夠保持傳統(tǒng)煤炭工業(yè)的生產(chǎn)動(dòng)力，以此來提升生產(chǎn)效率，為煤礦企業(yè)獲得更大的利潤空間，而皮帶傳輸裝置就是煤礦生產(chǎn)過程中一個(gè)不可缺少的設(shè)備，也是幫助煤炭企業(yè)走出當(dāng)前困境的重要因素。

傳統(tǒng)的井下皮帶運(yùn)輸設(shè)備盡管被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，但是這種設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電流較大、傳動(dòng)效率低，并且易老化，這給煤炭企業(yè)帶來的不僅是增加運(yùn)營成本，還將威脅到安全生產(chǎn)。

3 井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

皮帶運(yùn)輸自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用電力電子技術(shù)來控制皮帶傳動(dòng)速度等相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化調(diào)節(jié)。而自動(dòng)控制系統(tǒng)是通過采集傳送帶上所分布的負(fù)荷信號，將其傳遞至中樞系統(tǒng)后再進(jìn)行分析，之后向調(diào)速電機(jī)傳遞出動(dòng)作指令，從而對皮帶運(yùn)行速度加以控制。這種控制方式不僅能降低能耗，延長傳動(dòng)部件使用壽命，還提升了設(shè)備運(yùn)行的安全性。概括來說，井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為：

（1）利用計(jì)算機(jī)和多種傳感器組成的工況檢測以及控制系統(tǒng)，連續(xù)監(jiān)控保護(hù)設(shè)備的各部分工況參數(shù)，同時(shí)所有的相關(guān)參數(shù)應(yīng)由顯示控件來顯示。

（2）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。工作人員在工作站管理信息時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離訪問、控制各分站機(jī)、合理的設(shè)備管理、及時(shí)采集數(shù)據(jù)并做好信息處理。在該系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控是其中的一種結(jié)構(gòu)，有利于完善其生產(chǎn)監(jiān)控的性能。與此同時(shí)，在各環(huán)節(jié)生產(chǎn)運(yùn)行中，其數(shù)據(jù)采集、傳輸和打印都具有實(shí)時(shí)性，并配合著工業(yè)電視系統(tǒng)來監(jiān)視圖像，使人員和設(shè)備都處于安全狀態(tài)下，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的共享[2]。

4 自動(dòng)化控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 控制運(yùn)輸過程

對于煤礦井下皮帶運(yùn)輸?shù)目刂苼碚f，自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要采取的是手動(dòng)控制及自動(dòng)控制兩種方式，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有效保護(hù)井下皮帶運(yùn)輸設(shè)備。一般來說，井下環(huán)境會(huì)影響到長距離皮帶運(yùn)輸，所以可能有部分故障隨之出現(xiàn)。由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中不止是設(shè)置了傳感器，還有一定量的保護(hù)開關(guān)。所以一旦在皮帶運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)故障，那么通過利用故障地址識別技術(shù)，可以識別閉鎖、跑偏等保護(hù)開關(guān)動(dòng)作，相應(yīng)的信息會(huì)經(jīng)過傳感器傳到自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制器分析完信息會(huì)有反饋指令發(fā)出，設(shè)備就停止運(yùn)行，并反饋相關(guān)信息到控制中心，控制中心接收到故障信息后，根據(jù)實(shí)際的故障信息數(shù)據(jù)，可以做出有效處理。排除設(shè)備的當(dāng)前故障后，控制器再次發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令，使設(shè)備又正常的開始運(yùn)行，這就能避免安全事故發(fā)生。此外，當(dāng)煤礦井下皮帶運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行處于正常狀態(tài)時(shí)，工作人員只需手動(dòng)啟動(dòng)電控開關(guān)就能按預(yù)設(shè)程序?qū)ζн\(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行操作控制，全局控制由控制中心完成，由此促使自動(dòng)化操控得以順利實(shí)現(xiàn)[3]。

4.2 遠(yuǎn)程操作控制

煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，主要有開車和停車兩種，開車前會(huì)做準(zhǔn)備工作，以保證開車運(yùn)轉(zhuǎn)正常進(jìn)行以及生產(chǎn)安全。操作員應(yīng)該對所需要負(fù)責(zé)的機(jī)組設(shè)備做安全檢查，經(jīng)檢查結(jié)束后，作業(yè)和系統(tǒng)控制員之間的信息傳遞要及時(shí)完成。皮帶自動(dòng)化系統(tǒng)有三種運(yùn)行模式：全運(yùn)行模式、分運(yùn)行模式、應(yīng)急運(yùn)行模式。對系統(tǒng)主站和分站做同一時(shí)間啟動(dòng)就是全運(yùn)行模式；分運(yùn)行模式則是系統(tǒng)主站和分站不統(tǒng)一運(yùn)行，各分站按各自模式來運(yùn)作；應(yīng)急運(yùn)行模式是在系統(tǒng)運(yùn)行中做相應(yīng)的應(yīng)急處理，所以就會(huì)發(fā)生急開急停情況。“逆煤流啟動(dòng)、順煤流停止”是開停所遵循的一個(gè)原則，由主機(jī)對各分站機(jī)進(jìn)行控制，并且有利于提高煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

5 結(jié)語

依據(jù)運(yùn)行下的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)模式，逐步提高運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化操作，提升運(yùn)輸系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控操作模式，依據(jù)可編程控制下的PLC參數(shù)進(jìn)行分析，調(diào)整增減控制的功能模塊，逐步提升PLC控制整體效果，確保PLC系統(tǒng)控制調(diào)整下的井下皮帶集中控制的綜合發(fā)展因素。自動(dòng)化控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能保證煤炭生產(chǎn)安全，還從根本上提高生產(chǎn)效率。煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)通過利用自動(dòng)化控制技術(shù)，為煤礦井下作業(yè)增加了科學(xué)技術(shù)含量，推動(dòng)了煤炭產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。