皮帶運輸系統(tǒng)綜合自動化探析

羅海安

摘 要：輸送系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)的主干線，一旦發(fā)生故障，將嚴(yán)重制約和影響生產(chǎn)。煤礦皮帶運輸系統(tǒng)綜合自動化控制改造項目，按照數(shù)字化礦井建設(shè)總體規(guī)劃進行設(shè)計施工，通過技術(shù)升級使皮帶運輸系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)監(jiān)測監(jiān)控、集中控制，滿足系統(tǒng)先進性、 可靠性、實用性、經(jīng)濟性的要求。

關(guān)鍵詞：皮帶運輸系統(tǒng);自動化;探析

1 基本情況

礦井皮帶運輸系統(tǒng)共有8臺皮帶機和1部簡易設(shè)備（篩選籠），分別為地面1#皮帶機、手選矸1號皮帶機、手選矸2號皮帶機、篩選籠，2#大傾角皮帶機和3#皮帶機，以及井下綜采系統(tǒng)的4#、5#、6#皮帶機。為提高礦井的生產(chǎn)率和自動化水平，保障生產(chǎn)的安全性，將9臺皮帶機設(shè)備全部納入集控，結(jié)合已有的視頻系統(tǒng)，在礦調(diào)度中心實現(xiàn)集中顯示、集中操作、集中控制，構(gòu)成管控一體化監(jiān)控系統(tǒng)，使整個運輸系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制與監(jiān)視，達(dá)到了智能性、高安全性的目的。

2 設(shè)計原則

控制系統(tǒng)的設(shè)計選型遵循技術(shù)先進，配置優(yōu)化，性能可靠，經(jīng)濟合理的原則，完全滿足現(xiàn)場環(huán)境條件，以保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行為目的，控制網(wǎng)穩(wěn)定可靠，具有一定的抗干擾能力。具備應(yīng)急安全措施，防止網(wǎng)絡(luò)癱瘓。在計算機上對系統(tǒng)的重要過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等進行在線集中監(jiān)控，對重要設(shè)備進行在線分散控制。

它既可以在井口皮帶機監(jiān)控室，又可以在礦調(diào)度中心“一鍵式”實現(xiàn)對整個運輸系統(tǒng)的操作控制和數(shù)據(jù)監(jiān)控。不僅能實現(xiàn)集中控制，還能在現(xiàn)場單機控制。停止任何一臺皮帶機將導(dǎo)致隨后的皮帶機停止運行。

3 礦井皮帶運輸集控系統(tǒng)設(shè)計方案

保留現(xiàn)有的皮帶機電控、保護（除急停），重新配置電控分站、通訊電纜及KHP352礦用帶式輸送機保護裝置、KTC186礦用工作面通信控制裝置組成多條皮帶機集控系統(tǒng)，在調(diào)度中心設(shè)一臺研華IPC610工控機、以太網(wǎng)光交換機、視頻錄像機DS-8616N-K8，井下數(shù)據(jù)由光纖接入光交換機，通過以太網(wǎng)電口接入工控機。操作臺上工控機組態(tài)畫面采用組態(tài)軟件，采用主畫面及多個子畫面方式顯示全系統(tǒng)工況、主要參數(shù)。并具有數(shù)據(jù)存儲功能，實現(xiàn)井下皮帶機的集中控制;通過地面集控室的IP 話臺實現(xiàn)對皮帶全部沿線的呼叫、通話。井口皮帶機監(jiān)控室與調(diào)度中心之間通過光纜組成冗余以太網(wǎng)，在井口皮帶機監(jiān)控室及調(diào)度中心均可實現(xiàn)集中控制。圖一為皮帶集控系統(tǒng)設(shè)備布置圖：

4皮帶運輸系統(tǒng)自動化控制及效果

4.1皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)功能

經(jīng)過上述改造，可在調(diào)度中心實現(xiàn)遙控皮帶機單開單停，也可實現(xiàn)皮帶機的順序啟停，保證緊急情況下的急停。各皮帶相關(guān)數(shù)據(jù)（電機電流、速度、保護動作）實時顯示，統(tǒng)計報表輸出，各種報警提示，歷史存儲。這些數(shù)據(jù)同時被傳送到礦調(diào)度中心，實現(xiàn)了信息共享。

該系統(tǒng)還可以對各種煤流流程進行編程和選擇，單機設(shè)備（如篩選籠）可以聯(lián)機/單機啟動，煤流選擇具有閉鎖保護功能，在遙控下實現(xiàn)逆啟順停，設(shè)備出現(xiàn)故障時，將設(shè)備（皮帶）全部關(guān)閉。并通過 WEB發(fā)布有關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢和管理。

4.1.1啟動控制

在所選過程中，皮帶和設(shè)備均處于正常待機狀態(tài)，煤倉煤位在適當(dāng)范圍內(nèi)，選擇自動控制模式，按下系統(tǒng)啟動命令，系統(tǒng)按所選過程反向啟動相應(yīng)的皮帶或設(shè)備，也可按閉鎖狀態(tài)，逐個在調(diào)度中心啟動各皮帶或設(shè)備?；蛘咴谑謩涌刂茽顟B(tài)下可以對任意設(shè)備單獨啟動。

4.1.2停止控制

停機控制有三種方式。①自動泊車。按照煤倉的設(shè)定時間或堆煤高度，設(shè)定系統(tǒng)自動停止順停;②人工停止。當(dāng)遙控或就地按下停止按鈕時，系統(tǒng)自動啟?；蛄⒓赐Ｖ?③故障停車。如果發(fā)生堆煤、嚴(yán)重跑偏、皮帶撕裂等故障，系統(tǒng)會自動啟?；蛄⒓赐Ｖ埂ＦC在拉下開關(guān)時，應(yīng)立即停止在前面選定的過程中所用的設(shè)備。

4.1.3故障自診斷及保護功能

皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)功能精確判斷故障類型，故障位置，并能對圖像和語音進行提示，實況資料及時報告管理：記錄并儲存?zhèn)魉蛶Ч收蠣顩r。通過系統(tǒng)實時記錄，自動生成運行日志報告和生產(chǎn)報告，并能記錄每臺帶機和設(shè)備的累計運行時間、啟動/停止時間等，實時記錄模擬量和開關(guān)量。

4.2項目實施效果

4.2.1安全性能高

系統(tǒng)保護功能完善，運行時如有保護動作，系統(tǒng)均可實現(xiàn)故障停機保護。該系統(tǒng)通過設(shè)定控制參數(shù)，既可避免瞬間動作引起的停機，又可及時發(fā)現(xiàn)故障點。與此同時，當(dāng)某一傳感器損壞，導(dǎo)致保護誤動時，可在觸摸屏頭部，對各條皮帶進行各種防護，以便在現(xiàn)場不能及時處理時，屏蔽后復(fù)位繼續(xù)啟動，等檢修正常后將屏蔽保護移除，為生產(chǎn)贏得時間。

4.2.2改善工作環(huán)境

系統(tǒng)安裝后實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操作人員在控制室內(nèi)完成對各皮帶機的開?？刂疲瑣徫徊僮鞴ぴ诳刂剖覂?nèi)操作隔離噪音和煤塵污染，改善了工作環(huán)境。

4.2.3減員提效

原9臺皮帶機設(shè)備需要6人操作，系統(tǒng)安裝完成后，在控制室中可以實現(xiàn)對整個運輸系統(tǒng)的一人控制，改變了傳統(tǒng)一人一崗的操作方式，從而減少了崗位人員，達(dá)到機械化換人、自動化減人目的，經(jīng)濟效益提高83%。與此同時，減少作業(yè)人員，為推進成本管理起到積極作用。

4.2.4減少開機啟動時間、節(jié)約電費

原系統(tǒng)9臺皮帶機設(shè)備，首先由綜采工作面順槽皮帶機（6號）啟動運行，然后打鈴?fù)ㄖ?，依次運行前一臺皮帶機，直至運行1號皮帶機，皮帶機由里至外運行，整個過程耗時約12分鐘。采用集控系統(tǒng)后，整個啟動運行過程耗時約2分鐘，工作效率提高95%。同時，1-6號機及地面的破碎篩選系統(tǒng)，每次可節(jié)約運行時間10分鐘，按每班啟動2次，三班制計算，每月可節(jié)約電費1176KW*1h*0.5411元/KWh*30天=19089元。

4.2.5提高經(jīng)濟效益

該系統(tǒng)所具有的智能性、高安全性，設(shè)備故障清晰的顯示在操作系統(tǒng)屏幕上，可為日常檢修工作提供可靠的參考;同時及時發(fā)現(xiàn)事故征兆，為做好事故的預(yù)防起到積極作用，從而減少機電事故和成本投入。 集控系統(tǒng)安裝前，皮帶機發(fā)生故障，需要檢修人員巡檢皮帶機，根據(jù)現(xiàn)場情況及經(jīng)驗判斷出故障點，再進行處理，往往耗時1-2個小時。系統(tǒng)安裝后，故障點清晰的顯示在操作系統(tǒng)屏幕上，小故障10分鐘內(nèi)就可以處理完畢，為原煤生產(chǎn)創(chuàng)造了時間，每次故障處理可多出原煤124噸，相當(dāng)于創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

5結(jié)語

該文通過對礦山皮帶運輸系統(tǒng)綜合自動化控制技術(shù)的改造，將皮帶運輸系統(tǒng)集成于統(tǒng)一的綜合自動化監(jiān)控平臺上，進行集中調(diào)度管理，實現(xiàn)對皮帶運輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。為實現(xiàn)企業(yè)減員提質(zhì)增效，提高生產(chǎn)自動化水平和綜合管理水平，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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