煤礦自動化控制技術在皮帶運輸中的應用

李國鑫

摘要：在社會和經(jīng)濟發(fā)展過程中，科學技術廣泛應用在各個領域中，其中自動化控制技術成為各領域發(fā)展重要的載體。我國煤炭領域正在積極的應用自動化控制技術，使井下煤炭生產(chǎn)處于自動化控制狀態(tài)，尤其是以皮帶傳輸為核心應用自動化控制技術，建立科學合理的皮帶傳輸自動化控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)既能提高井下煤炭生產(chǎn)效率，還能降低運行成本，并且在自動化系統(tǒng)控制下，井下煤炭生產(chǎn)處于在安全穩(wěn)定的環(huán)境中進行。

關鍵詞：自動化控制技術;煤礦井下;皮帶運輸;應用策略

1皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的概述

應用自動化控制技術，構建皮帶傳輸自動化控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)可以監(jiān)控皮帶的傳輸、采集等過程，并且系統(tǒng)會自動分析皮帶運輸時相關設備的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)問題，針對出現(xiàn)的問題及時實施有效的措施，使皮帶保持在正常的運行狀態(tài)。在分析皮帶系統(tǒng)的運行狀態(tài)時，自動化控制技術具備較高的精準檢測能力，可以精準檢測出皮帶系統(tǒng)每個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息，根據(jù)信息優(yōu)化皮帶運行系統(tǒng)，從而提高皮帶運輸?shù)男省?/p>

2煤礦井下皮帶運輸自動化控制的必要性

我國許多煤礦采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，無法進一步提高生產(chǎn)效率，在激烈的市場環(huán)境中，煤炭企業(yè)的競爭能力不斷下降，許多煤炭企業(yè)處于停滯狀態(tài)。為提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率，煤炭企業(yè)應積極應用自動化控制技術，利用自動化控制技術構建自動化皮帶傳輸系統(tǒng)，一方面降低生產(chǎn)成本，另一方面推動煤炭企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力。在煤炭井下生產(chǎn)過程中，皮帶是重要的傳輸裝置，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式中，皮帶傳輸效率低、能耗高，并且極易出現(xiàn)故障，企業(yè)在生產(chǎn)中會消耗較高的成本維持運行。在新形勢背景下，提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)能力，應利用自動化控制技術構建自動化皮帶傳輸系統(tǒng)，同時利用自動化控制技術實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證井下煤炭生產(chǎn)正常的進行。

3皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的特點

在皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)中，會在不同的位置配置監(jiān)控設備，將監(jiān)控設備進行連接形成網(wǎng)絡節(jié)點，以便對皮帶運行自動化系統(tǒng)進行全面的檢測。在構建網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)過程中，將光纜作為總線，通過光纜連接監(jiān)控設備，最終形成完整的監(jiān)控網(wǎng)絡。在自動化控制系統(tǒng)內(nèi)借助網(wǎng)絡通訊技術，配合使用攝影技術控制和分析皮帶的運行情況，通過對皮帶進行圖像化處理，有助于工作人員分析自動化控制系統(tǒng)存在的問題。為增強系統(tǒng)的監(jiān)控能力，將工業(yè)化電視網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)配置在皮帶傳輸系統(tǒng)中，監(jiān)控設備會全程監(jiān)控皮帶的不同裝置，包括皮帶機頭、機尾等。在自動化控制系統(tǒng)中采用語音通訊的方式進行實時交流，通過地面指揮中心進行自動化操控，通訊設備會向皮帶發(fā)出運行指令，皮帶按照指令完成相關的傳輸任務。利用計算機控制技術建立遠程控制中心，工作人員在遠程操作系統(tǒng)中，控制皮帶的運行狀態(tài)。為提高系統(tǒng)運行的安全性以及可靠性，利用冗余控制技術，在地面配置兩臺計算機作操井下的皮帶運輸過程。由于自動化控制流程較為復雜，采用多重控制方法使皮帶運輸按照設定的流程運行。

4煤礦皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)存在的問題

現(xiàn)階段煤礦皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)存在三個方面的問題：一，自動化系統(tǒng)應用存在的問題。由于皮帶系統(tǒng)由多個轉(zhuǎn)載點連接，需要將每個轉(zhuǎn)載點保持在良好的連接狀態(tài)，但是系統(tǒng)未能使轉(zhuǎn)載點建立流暢的連接關系，不利于皮帶安全穩(wěn)定的運行;二，控制邏輯啟停時間存在的問題?？刂破У膯⑼r間，可以使皮帶運行更加流暢。但是在皮帶啟動過程中，由于啟動時會產(chǎn)生較大的電流，極易出現(xiàn)跳閘情況。系統(tǒng)未能合理控制啟停時間，導致皮帶運行時會出現(xiàn)故障，需要工作人員進行不斷的檢查，保證皮帶處于連續(xù)的工作狀態(tài)，所以應提高系統(tǒng)控制啟停時間的能力;三，傳統(tǒng)皮帶運輸存在的問題。在傳統(tǒng)皮帶運輸中應用自動化控制技術，由于傳統(tǒng)皮帶傳動能力低、耗能高以及啟動產(chǎn)生較大電流等因素，無法充分發(fā)揮自動化控制技術的檢測、調(diào)整以及控制能力。

5自動化控制在皮帶運輸應用中的運行原理

針對皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)存在的問題，應基于自動化控制技術的運行原理，需要在系統(tǒng)內(nèi)配置不同的設備，使系統(tǒng)更加完善，一方面增強電力能源的供應能力，以此滿足自動化設備對電力能源的需求，另一方面使電子設備在控制系統(tǒng)內(nèi)可以自主控制信號的傳輸和收集。

在自動化控制系統(tǒng)內(nèi)應用電子技術時，通過傳感器接收和傳輸信號，經(jīng)由線路傳輸至CPU，CPU會分析獲得信號，根據(jù)信號做出相應的預測，從而調(diào)整皮帶傳輸?shù)臓顟B(tài)。在調(diào)整皮帶傳輸狀態(tài)過程中，直流電動機會根據(jù)指令調(diào)節(jié)皮帶的速度，使皮帶承受的負荷控制在合理的范圍內(nèi)，避免皮帶處于低負荷狀態(tài)，導致運行成本不斷提高。

自動化控制技術建立皮帶運輸系統(tǒng)，系統(tǒng)由計算機和傳感器相互配合，共同完成皮帶的傳輸操作。為增加煤礦井下皮帶檢測能力以及數(shù)據(jù)維護功能，可以配置不同傳感器，使井下傳感系統(tǒng)更加完備，有助于提高系統(tǒng)的控制能力。

6煤礦井下皮帶自動化控制系統(tǒng)功能

6.1控制功能

建立皮帶自動化控制系統(tǒng)，在井內(nèi)的不同位置形成獨立的調(diào)度體系，井上控制中心向調(diào)度體系發(fā)出指令，每個調(diào)度體系可以進行相應的傳輸、檢測等工作，使皮帶傳輸處于一體化的生產(chǎn)狀態(tài)，包括順煤流停、逆煤流開。在每個生產(chǎn)流程都會提高生產(chǎn)效率，有助于皮帶系統(tǒng)在自動化管理狀態(tài)下降低運行成本。

6.2集成功能

在自動化系統(tǒng)內(nèi)需要配置不同的設備，通過不同的軟件保持系統(tǒng)正常的運行，自動化控制系統(tǒng)具備良好的集成功能，系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整不同的軟件和設備，便于工作人員直觀的操作皮帶運行系統(tǒng)。

7煤礦井下自動化控制系統(tǒng)硬件構成

煤礦井下自動化控制系統(tǒng)以PLC硬件為核心，通過光纖建立以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡，皮帶傳輸裝置融入到網(wǎng)絡中，PLC硬件會自行獨立的檢測皮帶運行系統(tǒng)。在檢測過程中會使用到多種設備，包括檢測傳感器、礦用隔爆裝置、本安型操作臺、KPZ型礦用轉(zhuǎn)載設備以及嵌入式觸摸計算機。

使用PLC設備構建硬件系統(tǒng)，其構建的控制系統(tǒng)工作方式分為兩種，一種為自動化控制方式，另一種為手動控制方式。上述兩種工作方式通過地面控制中心建立綜合操作平臺，在平臺內(nèi)按照不同的工作方式使系統(tǒng)保持正常的運行狀態(tài)。采用自動化控制方式時，控制中心的操作平臺會下達控制命令，控制命令進入到控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)會操控皮帶運行，并且在操控的同時，還會實時監(jiān)控井下的各項參數(shù)，包括設備的運行數(shù)據(jù)、三相電流值、功率以及瓦斯?jié)舛鹊?，上述參?shù)會及時的傳輸至控制中心，控制中心會分析每項參數(shù)，避免井下皮帶傳輸出現(xiàn)故障，影響到井下煤炭正常的生產(chǎn)。采用手動控制方式時，若自動化系統(tǒng)無法正常的運行，如電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障未能及時的切斷電源，手動方式會及時操控設備的運行過程，并且切斷電源，避免故障擴大影響范圍。

8結語

綜上所述，在煤炭井下皮帶運輸過程中，提高皮帶運行效率，降低傳輸成本，需要將自動化控制技術應用在皮帶傳輸系統(tǒng)中，通過構建自動化控制系統(tǒng)，在滿足上述生產(chǎn)要求的同時，還能促進煤炭企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，并且有效緩解工作人員的壓力。煤炭企業(yè)應給予皮帶傳輸自動化控制系統(tǒng)發(fā)展足夠的重視，通過配置功能更加豐富的傳感器等方式，不斷提高自動化系統(tǒng)操作精度和靈敏度，使井下生產(chǎn)更加安全穩(wěn)定。

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