井下皮带运输机远程监控系统的在煤矿中的应用

胡斌

(兖州煤业股份有限公司东滩煤矿,山东邹城 273500)

井下皮带运输机远程监控系统的在煤矿中的应用

胡斌

(兖州煤业股份有限公司东滩煤矿,山东邹城 273500)

皮带运输机是一种连续皮带运输机械,被广泛应用在矿井、电厂、港口、钢铁企业以及轻工业的生产线,即可以运送散状物料,也可以运送成件物品。在煤矿的开采过程中,皮带运输机的作用至关重要。煤矿井下的环境比较恶劣,这就对皮带运输机控制系统的要求比较高,其性能的好坏直接影响到煤矿行业的发展和效益。本论文是针对目前煤矿在皮带运输机控制方面仍采用现场人为控制,隐患故障较多以及检测不稳定等问题,研发了一种功能完善的矿井皮带运输机远程监控系统。主要是以皮带控制系统、工业以太环网为核心,详细阐述井下皮带运输机远程监控系统设计方案。皮带运输机控制系统通过矿井工业以太光纤网向地面控制计算机传输数据,实现地面对井下皮带运输机的各种保护,皮带电机电流、电压等参数的实时监测,对井下主要运输皮带机进行远程控制。

皮带控制 工业以太环网

井下皮带运输机监控系统是集皮带保护监测、电机监测、远程控制、通信于一体的皮带监控系统。目前，煤矿行业已经进入信息化、数字化、自动化时代，井下皮带机岗点的无人值守和井下皮带的远程控制是原煤运输系统的发展方向，井下皮带运输机监控系统的建立有效的提高了矿井现场生产的安全系数，用数据对井下皮带设备的运转状况进行科学分析，使井下皮带的管理和控制更加科学化、高效化。

东滩煤矿井下皮带运输机的电控系统有P L C控制系统和KTC101控制系统两种，利用智能分站、串口服务器分别将两种皮带运输机电控系统接入工业以太环网交换机，地面监控中心的计算机通过工业以太环网对井下胶带运输机进行监控。

1 系统结构及工作原理

井下皮带运输机监控系统主要监测井下皮带运输机运行状况，在地面控制室实现井下皮带运输机生产过程的监测和控制。皮带运输机监控系统分为三层：现场控制层、通信层、信息管理层。

现场控制层主要是皮带运输机电控系统，皮带运输机电控系统负责就地开停胶带运输机，采集胶带运输机各种运行参数，显示在胶带运输机操控台及液晶屏幕上，并通过PLC通讯接口、KTC101通讯串口向地面控制计算机实时传输数据。通信层主要由智能分站、串口服务器、工业以太环网组成，智能分站负责采集各种开关量和模拟量信号，并将其转换成数字信号传输至工业以太环网。串口服务器将KTC101控制系统的RS-485信号转换成数字信号传输至工业以太环网。信息管理层主要起到集成监控管理作用，工作站通过工业以太环网接收井下各条皮带运输机电控系统上传的信息，完成数据采集、传输、远程集中控制功能。

2 通信数据链接方式

数据传输；采集数据的准确性、高效性、时效性取决于通信质量。根据皮带运输机电控系统提供的通信接口、通信距离，主要采用了以下通信连接方式；

KTC101控制系统提供的是RS485通信接口，RS485信号质量取决于数据传输距离的长短，通信距离＜500m，采用RS485通信线路，屏蔽通信电缆，通过串口服务器接入工业网交换机。通信距离＞500m，采用光纤通信线路，使用串口服务器和光纤收发器接入工业交换机。

PLC控制系统采用光纤通信线路，使用智能分站、光纤收发器接入工业交换机。(如图1)

图1

3 软件集成

井下皮带运输机集成软件系统采用FactorySuite A2。通过对皮带运输机远程监控系统的数据采集，将监测信息集成，存储于统一设计的工业数据库中。

利用OPC Server软件与I/O Server进行通讯，实现数据采集，通过IAS模版和测点实例开发，以及Intouch实时组态画面，实现在地面控制中心进行实施监控。

4 主要技术指标

(1)通讯协议接口：包括RS485、TCP/IP。(2)胶带运输机监控系统的控制方式，主要有集控方式、就地控制方式，正常生产采用集控方式、检修期间采用就地控制方式，符合现场实际生产要求。(3)皮带控制系统集成软件平台采用FactorySuite A2。(4)数据传输以1000M工业以太光纤网、现场总线为基础。

5 井下皮带运输机远程监控系统主要特点

(1)完成井下所有主要胶带运输机生产全过程的实时监测、远程集中控制，对胶带运输机的开停、各种保护状态、带速进行监测。(2)地面控制室监控计算机界面友好、功能齐全、逼真的动态画面和全中文显示，实时显示井下胶带运输机运行状态，安全确认机制，操作严谨且简单，易于对操作人员培训。(3)生产数据存入数据硬盘，可由信息管理系统按需调用。(4)网络诊断，监控计算机工控软件监测通讯是否正常，提高故障排查效率。(5)通讯网络速度快，距离远，可靠性高。

6 结语

井下皮带运输机远程监控系统的建立，大大促进了矿井信息自动化的建设步伐，使井下胶带运输机岗点达到无人值守水平，提高了现场人身安全系数。通过现场监测监控设备对胶带运输机的实时监控，用科学数据显示其运行状态，提高了井下现场设备的安全系数。地面监控室的建立，大大提升了矿井安全管理，生产管理水平。同时，该系统的建立，打破了以往的工作模式，不仅提高了工作效率，提升了工作质量，增强矿井原煤运输系统的安全性、稳定性，为矿井的高产高效做出应有的贡献。

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胡斌(1995-),助理工程师,本科。