煤矿井下通讯控制类电气设备自动化平台探讨

张强

摘要：使用控制保护系统主机和沿线电缆、拉线急停电话，分布控制每条皮带，再通过环网通讯至调度室，调度室可以系统控制每条皮带启停，读取数据，实现顺煤流启动皮带，从而最大程度节能降耗，并且能够传输至网络集中自动化控制平台，外部人员可以通过获取进入权限密码，进入网络集中自动化控制平台，观察设备运行情况。

关键词：煤矿自动化；井下通讯控制；电气自动化；音频一体化；节能降耗；顺煤流起车 文献标识码：A

中图分类号：TD654 文章编号：1009-2374（2015）35-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.069

我国虽然经济发展迅速，但是在经济发展中依然面临非常多的问题，其中经济的发展依然离不开较高能源的消耗，这样会带来更多能源的消耗，不仅加大生产成本，更造成了环境的污染。对于化工企业而言更是如此，因此工业中节能技术是目前研究的重点，而电气设备的节能技术管理因此存在较大的问题，必须得到企业和相关部门的重视。

1 概述

本文针对煤矿主运输皮带的运输设备的改造，改造目的是：使用控制保护系统主机和沿线电缆、拉线急停电话，分布控制每条皮带，再通过环网通讯至调度室，调度室作为局域控制中心，可以系统控制每条皮带启停，数据读取，实现顺煤流启动皮带，从而最大程度地节能降耗，并且能够传输至网络集中自动化控制平台，外部人员可以通过获取进入权限密码，进入网络集中自动化控制平台，观察设备运行情况。网络集中自动化控制平台——数据、音频一体化平台。

2 设计改造

本文对煤矿主运输皮带的运输设备的现代化高效率运输管理形式（集中自动化控制——数据、音频一体化）进行改造和配置，示意图如图1所示：

2.1 KTC101+通讯控制保护系统介绍

KTC101+通讯控制保护系统顾名思义就是在井下操作中，可以综合运用该系统发挥控制、通讯、报警以及保护等多方面的功能和作用，尤其是对于工作面、输送机的保护效果最为明显，而又能够在较大程度上提升其对于通话系统以及相应的故障检测系统的保护，促使整个井下操作的顺利进行。对于当前我国现行的井下操作系统来说，其复杂程度越来越高，尤其是相对于输送机的设置来说，其类型也越来越多样化，已经远远不止局限于头尾搭接这一单线型设计，并且在具体的控制方式上也越来越多样化，这也就要求对于这些相应变化的控制必须要进行创新，促使其能够适应这些新的变化，尤其是对于这些变化的控制和保护更应该加强关注，综合运用各种通讯控制保护手段，这也是KTC101+所能够提供的服务，其在这些方面具备着较好的适应性，值得进行推广使用。

2.2 设计理念

2.2.1 地面控制中心通过计算机和工业电视对胶带运输机监视和集中控制，紧急情况可直接向井下发布命令。

2.2.2 具有冗余功能。地面控制中心采用主、从计算机实现双机热备，当其中一台计算机出现故障时，可自动切换到另一台计算机，数据、控制不中断和丢失。

2.2.3 地面控制中心及井下操作台可设置相应操作人员权限，不同的权限对应不同的操作和控制。

2.2.4 能实时显示各胶带运输机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切换。

2.2.5 系统启动前自动通过视频巡检，发现有问题人工干预停止本次启动；运行过程工况参数异常自动弹出视频（有视频支持）及相关参数文本框进行观察判断；可随时调出视频观看。

2.2.6 系统启动前、运行中、检修状态、故障状态、保护动作、工况异常时，给出相应语音、警报提示音。

2.2.7 数据综合处理功能。自动生成操作记录、故障记录等班、日、月、年报表，并可通过关键字、日期等方式对生产报表进行数据的查询与统计等功能，满足统计、报表要求。

2.2.8 具有打印功能。实时或按时间段打印各胶带运输机和相关设备的运行参数（如运行时间、电机电流等）和运行状态（如胶带机开停状态、故障类型、故障发生时间等）。

2.2.9 系统在停电的情况，UPS电源能够为系统提供不低于2小时连续供电。

2.2.10 控制模式：（1）远控功能，即采用地面控制中心进行直接控制；（2）集中控制，即采用井下头部集中控制台进行集中控制；（3）就地控制，即针对具体的设备故障或者检修进行具体的即时操作控制，主要就是指单机的启、停等控制；（4）控制方式切换功能，即针对不同的控制方式进行转变，使这些控制方式能够互为备用、互相闭锁；（5）针对遭遇的突然故障可以采取紧急停车、故障复位功能；（6）后部闭锁功能，即逆煤流起车、顺煤流停车。

2.2.11 显示功能：（1）工况显示，动态、实时显示整个系统所有胶带运输机工况，包括胶带输送机运行状态、控制模式、给煤机开/停状态、检修状态及运行速度、拖动电机电压、电流、变频器频率、开机时间、停机时间等参数以及保护状态、煤仓煤位、电动机温度、减速器油温油位、设备振动等相关信息、参数；（2）故障及保护显示，实时显示胶带运输机和各种保护传感器的工作状态，显示胶带运输机的故障类型，分站之间通信是否异常；（3）系统保护具有寻址功能，显示故障对应地址位置；（4）历史查询，可按时间段查询各类数据，数据存储时间不得小于30天。

2.2.12 保护功能：（1）系统具有胶带机驱动滚筒防滑、堆煤，温度保护、烟雾保护和自动洒水装置、防跑偏保护、张紧力下降保护、防撕裂保护；（2）利用现有保护传感器，增加、更换必要的传感器，实现胶带机及相关设施的集中控制；（3）钢丝绳芯胶带在线监测系统接入控制系统内，并能进行分析、显示；（4）煤仓配备雷达料位仪；（5）胶带输送机沿线每100m设置急停保护装置。

2.2.13 视频、通讯：（1）通讯传输系统用光纤进行连接；（2）各装（卸）载点配备摄像仪；（3）胶带输送机巷根据现场工况每100m或50m设置一台扩音警示装置，实现语音加警报音预警，实现各点通话功能。井下各区域实现视频集中显示功能。

2.2.14 系统采用节能降耗设计思路，具有顺煤流起车功能，运输皮带及刮板运输机配备变频启动装置。

控制方式：（1）集中控制方式（可由通信接口通过环网连接至井上调度主控计算机对系统进行远程逻辑控制）；（2）就地控制方式（由井下系统进行设备自身集中加分布式控制）；（3）检修控制方式（由系统进行设备自身单独控制，打消设备之间的连锁关系）；（4）点动控制方式（由系统进行单台电机点动控制）；（5）皮带沿线控制器、扩音电话及闭锁开关带有急停按钮，按下按钮实现就地急停。

3 结语

综上所述，目前化工企业在电气设备的使用上虽然已经有了长远的进步，在电气设备的利用率上有了较大程度的提高，但是由于化工企业基础较差以及很多化工企业存在较多管理漏洞，在电气设备的管理上存在人员不足或者是意识跟不上等现象，因此电气设备的节能技术的实施不仅仅是设备的改良问题，同时也需要全体员工共同参与。我国对于在工业中能源的消耗一直都比较重视，因此节能减排在我国很早就有人提出，这意味着很多工程在生产的过程中对能源的消耗以及利用率非常重视。为了完成节能减排的硬性指标，工厂不得不提高节能技术，以满足节能减排的要求。目前很多化工企业的结构有很大一部分在进行调整，这是因为很多电气设备不得不进行节能技术的运用。同时对于很多化工企业而言，采用电气设备节能技术同样受到国家的支持和鼓励，使得目前很多工厂在节能技术的推广上已经取得了一系列的进展。工厂的节能问题已经有了进一步的提高，未来工厂在能源的利用效率以及在工作效率上也将会有一个较大的提高。

参考文献

[1] 王艳蓉，陆鑫，林庆农，等.新一代电力自动化软件支撑平台的设计及应用[J].电力信息化，2010，（9）.

[2] 郑海坤.关于电力自动化系统网络安全的几点思考

[J].机电信息，2012，（3）.

[3] 刘波.浅析电气设备常见故障分析方法[J].黑龙江科技信息，2013，（26）.

[4] 林育龙.浅析电气工程的质量控制和安全管理[J].价值工程，2010，29（16）.

[5] 郭琼，姚晓宁.浅析电力系统负荷对电压稳定性的影响[J].电力系统及其自动化学报，2004，16（3）.

（责任编辑：蒋建华）