自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)在煤礦井下帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用芻議

鹿康康

摘 要：自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)融合了多種技術(shù)，包括多媒體顯示技術(shù)，智能終端技術(shù)，人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)技術(shù)等。目前，在智能控制系統(tǒng)技術(shù)方面當(dāng)屬自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)含量最高，這有賴(lài)于自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)的眾多優(yōu)勢(shì)，比如性能可靠的可編程控制器，配以多種檢測(cè)方式使得控制紐件在運(yùn)行過(guò)程中，完成帶式輸送機(jī)應(yīng)有的設(shè)備閉鎖控制及速度閉環(huán)控制?；诖?，本文首先從兩個(gè)方面剖析了自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)，隨后從四個(gè)方面介紹了自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成，并對(duì)其推廣應(yīng)用前景進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。以此來(lái)供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù);煤礦;智能終端

隨著科技穩(wěn)步發(fā)展，機(jī)器化換人，自動(dòng)化減人戰(zhàn)略在煤礦企業(yè)中不斷開(kāi)展并實(shí)施，自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)的主要組成部分，煤礦電力系統(tǒng)的改造已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)煤礦自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)，使得煤礦系統(tǒng)得以?xún)?yōu)化，明顯提高了效率。

一、自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)概述

（一）技術(shù)概述

在煤礦綜采工作方面，煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備是井下帶式輸送機(jī)，其控制技術(shù)系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性嚴(yán)重影響著整條輸送機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量和效率，具有至關(guān)重要的作用。目前，皮帶機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)方式是煤礦井下帶式輸送機(jī)的主流控制方式，但此方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，也不能在手持終端詳細(xì)查看，難以保證現(xiàn)代礦井高產(chǎn)、高效、安全的生產(chǎn)使用要求?，F(xiàn)代化礦井要求是符合節(jié)能環(huán)保，高產(chǎn)高效。目前現(xiàn)有井下帶式輸送機(jī)控制技術(shù)的難點(diǎn)在于，如何采用新型“自動(dòng)化無(wú)人值守系統(tǒng)”替代傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)。自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)專(zhuān)門(mén)用于煤礦井下膠帶機(jī)，集工作面的集控制、檢測(cè)、保護(hù)、通話、語(yǔ)言報(bào)警于一體的無(wú)人值守系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的工業(yè)嵌入式計(jì)算機(jī)控制、完成集中十分布式控制、現(xiàn)場(chǎng) CAN 總線技術(shù)等。主控采用10.4時(shí)液晶顯示屏，設(shè)備的各種狀態(tài)以彩色圖形、動(dòng)畫(huà)、漢字等多種形式呈現(xiàn)， 在參數(shù)設(shè)定和故障位置方面均以漢字顯示。除電源箱以外，系統(tǒng)其他所有部件均為全型設(shè)備，從面使系統(tǒng)的密封至少達(dá)到了 IP54標(biāo)準(zhǔn)[1]。

（二）系統(tǒng)特點(diǎn)

1.調(diào)度室集中且遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控、監(jiān)測(cè)。2.調(diào)度室通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行調(diào)度指揮。3.在井下可通過(guò)手持終端查看轉(zhuǎn)載點(diǎn)視頻，可及時(shí)與各個(gè)皮帶、調(diào)度室進(jìn)行語(yǔ)音通話。4.每條皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)都相應(yīng)放置一臺(tái)攝像頭，對(duì)監(jiān)控落煤點(diǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，最大限度保障生產(chǎn)安全。5.主控設(shè)備能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的逆煤流啟動(dòng)，順煤流停車(chē)逐輯關(guān)系。除此之外控制系統(tǒng)應(yīng)配備以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換模塊，通過(guò)工業(yè)環(huán)網(wǎng)可直按接入調(diào)度室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的一鍵啟停與集中監(jiān)控。6.為了方便滿足不同的現(xiàn)場(chǎng)要求和設(shè)備檢修應(yīng)設(shè)置單條設(shè)備起車(chē)。

二、自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成

（一）沿線無(wú)人值守、調(diào)度室集控平臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)皮帶的控制，在皮帶機(jī)頭應(yīng)該放置一臺(tái)主控制器，首先通過(guò)主控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)單設(shè)備的控制，隨后對(duì)接入皮帶的堆煤、跑偏、溫度、速度、煙霧、撕裂、沿線急停等方面進(jìn)行保護(hù)，此外還可以將電機(jī)的軸承溫度，燒組溫度接入主控制器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的監(jiān)測(cè)。之后還應(yīng)預(yù)留通訊接口，以便將運(yùn)輸設(shè)備整體信息上傳到地面，積極有效的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。此外手持終端監(jiān)測(cè) APP 可通過(guò)專(zhuān)用的防爆手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)落煤點(diǎn)的觀察和有效的語(yǔ)音通話[2]。

（二）語(yǔ)音調(diào)度指揮系統(tǒng)

語(yǔ)音調(diào)度指揮系統(tǒng)是在 Windows 系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)的通訊設(shè)備。有效的將語(yǔ)音信號(hào)傳送給語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)電話或 IP 多功能對(duì)講機(jī)等語(yǔ)音終端設(shè)備， 來(lái)保障通話功能的正常運(yùn)行，方便對(duì)意外情況進(jìn)行及時(shí)交流，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在井下控制臺(tái)附件安裝一臺(tái)礦用隔爆兼本安型信號(hào)處理器。將處理器串入沿線，并通過(guò)以太網(wǎng)與基站相連。調(diào)度室安裝一臺(tái)蒂功能模塊的調(diào)度主機(jī)、一部 IP 電話或 IP 對(duì)講器。以現(xiàn)有的以太網(wǎng)為傳輸介質(zhì)，即可實(shí)現(xiàn)帶機(jī)沿線和井上調(diào)度中心擴(kuò)播系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（三）手持終端

在2.4G 無(wú)線 WIFI 網(wǎng)絡(luò)搭建后，在信號(hào)覆蓋有效區(qū)域內(nèi)可使用手持式智能終端，此外，地面若需要手持終端控制及顯示，就需要在適用范圍內(nèi)覆蓋無(wú)線 WIFI 信號(hào)，并添加無(wú)線基站，同時(shí)還需要環(huán)網(wǎng)支持，把相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到地面。通過(guò)手持智能終端就可調(diào)取任意站點(diǎn)攝像儀的監(jiān)控視頻畫(huà)面，并且在任意位置與膠帶機(jī)附件的工作人員進(jìn)行語(yǔ)音通話，同時(shí)又能對(duì)膠帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可隨時(shí)應(yīng)用膠帶機(jī)的啟?？刂坪烷]鏡功能。在 WIFI 通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，就可輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通話功能，相關(guān)人員在井下任意位置就能與井上或沿線的工作人員互通電話，甚至視頻監(jiān)控，可及時(shí)監(jiān)控井下任意位置的視頻信息。此外膠帶保護(hù)監(jiān)控功能還可實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)行狀志及傳感器的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一鍵膠帶機(jī)閉鎖功能[3]。

（四）工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在每條皮帶的落煤點(diǎn)安裝一臺(tái)高清攝像頭。通過(guò)監(jiān)控主機(jī)多屏顯示的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)落煤點(diǎn)和皮帶的實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少工人的巡檢工作。為了實(shí)現(xiàn)可視化控制，就要在關(guān)鍵點(diǎn)配置礦用隔爆型網(wǎng)絡(luò)攝像儀。所有固定式網(wǎng)絡(luò)攝像儀均采用720P 高清攝像儀，通過(guò)以太網(wǎng)接口直接連入附近交換機(jī)。在以下部位設(shè)置視頻監(jiān)控裝置：帶式輸送機(jī)機(jī)頭卸料部、張緊處、驅(qū)動(dòng)部、機(jī)尾受料部等，并在所有安裝攝像頭的地點(diǎn)，同時(shí)配備合格的照明燈具，以確保圖片的清晰。礦用隔爆兼本安型攝像儀屬于數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)型，內(nèi)置光電轉(zhuǎn)換模塊，視頻傳輸是通過(guò)光纖進(jìn)行的，圖像收集于帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)處，礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)集中顯示，實(shí)現(xiàn)八畫(huà)面視頻監(jiān)控功能。所有礦用隔爆兼本安型攝像儀供電電壓為127V 電源，視頻信號(hào)輸出均為光信號(hào)，方便傳輸以避免干擾，攝像僅輸出光信號(hào)，通過(guò)礦用阻燃光縷直接接入礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，相關(guān)圖像數(shù)據(jù)原則上存儲(chǔ)時(shí)間不少于15天，此外還應(yīng)同時(shí)配置無(wú)線基站、電源箱、攝像儀等設(shè)備[4]。

三、推廣應(yīng)用前景

自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)在解決了現(xiàn)有井下帶式輸送機(jī)控制技術(shù)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用新型自動(dòng)化無(wú)人值守系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)，是用于煤礦井下膠帶機(jī)和工作面的集控制、檢測(cè)、保護(hù)、通話、語(yǔ)言報(bào)警于一體的控制無(wú)人值守系統(tǒng)。給用戶(hù)帶來(lái)了前所未有的體驗(yàn)感，在功能和靈活性等方面展現(xiàn)出了令人驚喜的優(yōu)勢(shì)，此技術(shù)應(yīng)用前景廣泛。

四、結(jié)束語(yǔ)

近幾年在煤礦運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展較快的就是自動(dòng)化無(wú)人值守技術(shù)，無(wú)人值守技術(shù)具有顯著的智能化特性，而且運(yùn)行起來(lái)相對(duì)較平穩(wěn)、功能多且操作簡(jiǎn)單。將無(wú)人值守技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下帶式輸送機(jī)后發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)控制系統(tǒng)相比智能無(wú)人值守技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，價(jià)值極高值得廣泛推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 左麗爽.關(guān)于煤礦井下輸送帶運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)化的探究[J].信息周刊，2019，000（010）：1-1.