浅谈智能控制技术在煤矿井下带式输送机中的应用价值

2015-04-02贾文静

中国新技术新产品 2015年4期

高明贾文静

（焦作市科瑞森机械制造有限公司，河南焦作 454150）

煤矿作为中国的基础能源企业，其发展程度对于国民经济发展具有重要的影响力。随着煤矿资源消耗量的逐渐递增，煤炭生产效率也要相应地有所提高。矿用带式输送机控制系统虽然运行中具有较高的安全可靠性，但是，难以对运行环境实时监测。煤矿井下带式输送机作为煤矿作业中实现连续输送的重要承载设备，要使其发挥应用价值，就要引用智能化识别技术，发挥智能化集中控制的作用。

一、煤矿带式输送机概述

煤矿井下带式输送机具有运输线路长、承载量大的特点。对该种输送机的牵引通常会采用双滚筒多电动机驱动方式。由于输送机为井下作业，在这种复杂的环境下，即便从实际运行环境的角度进行设计，在实际应用中都与预期运行效果存在着差距。这就要求对于带式运输的工作原理进行设计，充分考虑到生产环境，以确保带式运输机运行中具有更高的安全可靠性。

从煤矿带式输送机的功能性角度而言，其传感器功能能够对输送机带的运行状态检验出来，通过信息处理器传递给控制机，根据控制机的各项质量，对设备的各种运行状态有效控制。带式输送机处理各种信号以开关频率的测量为基准，将转换装置和控制机接入，控制机的频率量的输入通过电机的流量来实现。

对于带式输送机信息进行检测，主要是监测速度信号，测量拉线开关。对于控制器动作开关的判别，也是根据频率来判断的。控制机发挥带式输送机的控制作用，控制磁力起动器则是通过节点来实现的。在整个的煤矿机械控制系统中，输送带对煤矿机械具有一定的控制作用，其所输出的电流信号主要是通过节点信号以控制。

二、带式运输机复杂的工作环境导致井下工作安全隐患

目前煤矿井下所使用的带式运输机科技含量较高，既可以单机输送，也可以根据工作实际多机组合形成煤炭运输系统。随着井下作业规模的扩大，带式输送机的已经采用了专用通道，以将各种不同的带式输送机建立起联系。但是，运输作业中，会存在着粉尘、废气、噪音，且能耗很高，同时还要完善煤矿输送系统的维修、维护，特别是运输机的老化的现象，要及时更换，以避免由于传送带跑偏而造成安全隐患。

从煤矿井下的空间环境而言，对于带式输送机的运输作业存在着一定的制约性。井下光线暗淡而潮湿，输送机的性能必然会受到影响。随着矿井采掘深度的增加，煤矿输送机的输送规模也在不断扩大，导致输送机的移动频率以及运转过程中所承受的负荷都会有所增加，对于输送机的安全性造成了影响。此外，在狭小的井下环境中作业，带式运输机在运行的过程中，需要多种设备配合作业，如果处于坡度较大或者弯道等等复杂地段，就很容易出现安全问题。

此外，带式输送机多为固定结构，当处于运行状态的时候，胶带会与驱动设备之间相互摩擦，使得输送机的运行效率有所降低。部分输送机按照胶带机的运行状态实施启车方式，由于启动时存在着较大的荷载量，很容易导致误差出现，且很难有效排查故障。

三、煤矿井下带式输送机中智能控制技术的应用

煤矿井下带式输送机从直面控制机系统升级为智能控制技术，原有的手动控制开关转化为智能控制，以使控制存在着分时性和计划性。

（一）智能控制技术可以对带式输送机的作业状态实时监控。将智能控制技术运用于煤矿井下带式输送机设计中，使得煤矿井下工作环境更为安全，而且还通过串联网络系统结构实现了远程控制，使得煤矿井下作业更为系统化。煤矿井下带式输送机在智能控制技术的带动下，不仅煤炭的运输效率有所提高，而且还提高了故障排查性，使得带式输送控制系统处于可靠运行状态下。带式输送机应用智能控制技术后，可以发挥网上监控功能。运输机操作人员在地面就可以对煤矿井下操作一目了然。对于井下各项工作集中而系统化地控制，除了做好地面监控之外，还要发挥地下传感功能，以对输送机操作、停运等等状态实施监控。

（二）带式输送机智能型火灾警报系统防护。带式输送机智能型火灾警报系统防护是基于传统设计原理基础上，采用计算机远程控制技术，对温度、气味以及延误传感器设置自动警报功能，运用软件程序系实施安全防护。监控层的构成为工业计算机、工控机和人机界面。煤矿井下作业发挥互联网的中央处理器控制管理功能，所有的数据信息传输和交换都通过处理器的模块来完成。带式输送机智能型系统不仅有效控制高压闸门和、低压的闸门，而且还通过监视系统对故障状态进行监视，对电动机的电流、故障以及制动闸的开启和停止等等都实施动态监控。监控层所承担的是综合保护责任，输送带摩擦打滑、煤尘和瓦斯爆炸等等都处于监控之下，可以起到很好的预防作用，并及时警报。

（三）带式输送机分布式智能控制系统。煤矿井下带式输送机运用网络技术建立运行结构，可以对提高总线网络控制系统的应用效率，实现智能化控制、检测和管理，实现了网络分布环境下地面监控、井下作业和输送机传输系统的一体化，并通过智能化控制体系实施带式输送机控制。带式输送机进行智能数据传输使用的是智能节点，其不仅可以实现管理层和微控制器接口的智能化控制之外，还可以外围单片机设计完成控制工作。为实现带式输送机的现场控制工作，起动控制和功率平衡上寻求正常化控制节点，以对于上位机的运行状态合理控制。带式输送机的智能控制系统还可以通过远程控制开关的模式，以使装置间的顺序启停得以实现。