煤矿自动化控制技术在皮带运输中的应用

煤矿自动化控制技术在皮带运输中的应用

杨锦峰

（天地（常州）自动化股份有限公司江苏常州213015）

摘要：随着科学技术的快速发展，煤矿井下带式输送机也向着大功率、长距离、高速率的方向发展，自动化集中控制技术逐步运用到皮带运输中去，减少了现场操作人员，并可以通过系统网络实时监测子系统的运行状况直接进行操作控制，还可提供实时数据和统计分析报表，为管理者决策提供依据，极大的提高了矿井生产效率。

关键词：皮带运输；皮带自动化集中控制；煤矿技术

引言

煤矿井下煤炭运输是煤矿生产过程中的一个重要环节，带式输送机是进行煤矿生产运输的一个重要设备，输送机的运行效率和运行安全性等方面会直接影响到整个煤矿的经济效益和社会效益。传统的带式输送机都是采用单一的控制方式，单独控制，单独操作，操作过程比较繁琐复杂，并且效率比较低。而采用集中的自动化控制可以有效的减少人力，减轻工作人员压力，工作效率也会大大提升。

一、自动化集中控制技术在煤矿皮带运输的作用

自动化集中控制技术在煤矿皮带运输机当中的使用是具有明显效果和重要意义的，自动化集中控制技术的使用有效实现了对皮带机的实时监督与控制，实现了远程的监控和操作，同时也提高了皮带运输机的操作安全性和可靠性，能够更好的满足于矿井安全高效生产的需求。以河南焦煤能源有限公司为例，该公司在煤矿生产过程中就对传统的皮带运输方式进行了改造，实现了自动化的集中控制，经济效益和社会效益改善明显，效果良好。

二、自动化集中控制系统概述

自动化集中控制系统的核心设备是一种可以进行编程的控制器，简称PLC，这种控制器综合运用了数学运算原理结合实际生产工艺来实现对设备的操作与控制。自动化集中控制系统主要包括两个部分，分别为地面控制中心和井下皮带运输控制保护系统。通过对地面控制中心的操作和控制信号的发送，井下控制器就可以根据接收到的信号完成对井下皮带运输设备的具体操作。同时，自动控制技术还可以对井下工作过程实现动态的监测与控制，实时掌握井下胶带机的作业信息，并将信息进行及时的反馈。通过这种方式，地面控制中心就可以在第一时间发现设备所存在的故障或者潜在危险因素，从而及时进行故障的处理，制定相应的防范措施，保证煤矿生产的安全性和高效性。另外手动控制可以作为对自动控制的一种补充，当自动控制系统运行出现故障时，就可以采用手动的方式对系统进行操作。

井下皮带运输控制保护系统是用来接收和执行地面控制中心指令的控制器。井下皮带运输控制器接收到信号之后，就会根据指令实现对应的具体操作，井下皮带运输机有很多，控制中心可以通过信号设备来建立起控制网络，对每一个井下皮带运输机都进行实时的监测和操控，以及问题的反馈与信息的处理，从而实现整体的、系统的、全面的自动化控制。

三、皮带集中自动化控制改造情况

（1）皮带集中自动化控制系统建立在现场现有设备之上,也就是说，自动化控制改造应当以原有的设备为基础，在原有系统的基础之上实现调整、改造与完善。同时还需要利用原有的平台资源建设新的联网运行方式，从而起到节约资源，优化配置的作用。另外，集中自动化控制改造还要根据实际的施工环境和施工情况进行，建设系统的、多元的系统结构。管理者和使用者要根据实际信息进行相关的记录工作、统计工作等，还要根据实时情况制定报表，并做出分析。控制层主要有远程操作站和集中操作站，这两个方面要协同作用，及时连接并进行操控。

煤矿生产方需要设置集控中心，集控中心应当设置在矿生产调度室，负责皮带运输机的整体控制与监管，实现远程的、整体的、集中的等方式进行现场信息的统计、查询、分析与存储等。集控中心需要配备USB电源，避免出现突然断电而造成信息数据丢失的情况。另外，集控中心的系统可以实现扩展web发布，在网络内部各客户端通过授权的方式进行信息的查询以及皮带运输机实际的工作状态和运行状况等。

（2）根据实际情况和安装标准，皮带每间隔一定的长度就应当安装一部信号扩音通讯电话，便于检查人员及时安全的进行通话联系，及时进行井下工作状况以及故障信息等方面的反馈，同时也具有故障报警功能。

（3）在主井煤仓需要安装一台超声波煤位仪，这种仪器可以对煤仓进行实时的监控，一旦超过预警值就可以自动实现警报与停机。

（4）主要对井下各条胶带输送机的PLC控制系统，数据采集、设备控制、通讯组网以及与环网交换机的连接等。数据采集包括：各台电机的运行电流、温度、皮带速度、煤位、急停、跑偏的动作位置及其它保护和参数等。设备控制包括：各主电机的起停控制、前后级皮带的闭锁、抱闸电机的起停和各保护的控制。

四、改造后实现的主要功能与效果

（1）实现对带式输送机的远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行地面远程编程、故障（保护）屏蔽及控制方式转换、给煤机点动操作等功能控制。

（2）改造完成后电控系统具有就地手动、检修、远程单控、远程连锁控制四种工作方式。

（3）能实时显示各皮带机相关设施及所有信号状况，如皮带机电机电流，滚筒温度，煤仓煤位并能方便地进行多画面切换；当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后出语音、文字告警提示。

（4）故障自诊断功能，可准确判断故障类型、位置并能进行图像和语音提示以及打印输出。

（5）保护功能，系统具有低速打滑、堆煤、满仓、超温洒水、烟雾、滚筒超温、沿线急停和跑偏等多种保护，并且与现有的相应保护装置匹配并具有互换性。

（6）报表管理功能，进行生产管理，包括事件记录、运行日志报表、各皮带机累计运行时间、各胶带机起、停走时间等做成报表形式。

（7）通过井上、井下皮带机综合自动化集控系统监控平台的建立，在矿井地面调度集控中心或井下集控中心都可以对整个运输线工况进行监测，实现整个井下运输系统的一键式操作及全程实时监控，实现井下有人巡检、无人值守控制。

（8）自动化集中控制系统的运行，采用大量的传感器对工作状况进行判断，代替传统煤炭生产系统中工人的作用，实现数字化、系统化和程序化发展，使得判断更加精确，极大地提高了生产效率。同时，数字化的运用使得人员的投入降低，检修的投入也大幅下降。

五、结束语

在科学及时快速发展的现代化社会，煤矿自动化控制技术的应用越来越广泛，与此同时，智能化、数字化等也成为了一个新的发展方向。皮带自动化集中控制系统对于煤矿生产与运输的作用和意义是非常重大的，不仅有效提高生产效率和生活从那安全性，同时也提高了煤矿运输的可靠性，减少了对人力资源的使用，在一定程度上缓解了工作人员的工作压力。从长远的角度来讲，集中自动化控制与管理为智能化发展打开了大门，并且奠定了基础，煤矿行业的发展将会更加健康化和持续化。

参考文献

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[2]白文艺.自动化控制技术在煤矿井下皮带运输中的应用分析[J].科技经济导刊,2017(23):48.

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