现代矿井带式输送机集中监控系统应用

张玉民

(龙煤安全监察部，哈尔滨 150000)



现代矿井带式输送机集中监控系统应用

张玉民

(龙煤安全监察部，哈尔滨 150000)

本文以A矿为例，研究了地面控制中心工业控制计算机(IPC)的功能特点、控制方式等技术的应用，阐述了矿用隔爆兼本安型带式输送机控制分站、集中控制系统的网络技术及主要功能等问题。A煤矿“主煤流自动化运输系统”通过主控系统的改造与完善，加上软启动系统及自动拉紧装置的实现，提高了带式输送机运行的可靠性。

矿井；带式输送机；集中监控系统；IPC；应用

由于高产高效矿井在设计初期基本采用一井多采区(工作面)的开采方法，形成了井下多煤流运输模式。A煤矿井下原煤采用强力带式输送机为主要运输工具，其带式输送机主系统由东、西及中翼几个煤流系统组成。随着矿井生产能力的不断提高，工作面产量不断增加，对胶带运输系统安全、经济运行的要求也日趋提高。矿井下带式输送机集控系统，由地面控制中心、KJD15A井下控制分站、KJD15A-2远程控制分站、KJK5就地操作显示屏和相关的保护传感器组成。胶带输送机监测监控系统采用了数据通信、容错技术操作控制和图形显示等先进技术，这是一套在地面实现对井下机电设备远程控制的自动化系统，保证了主煤流胶带运输自动化系统的安全性。带式机监控系统结构如图1所示。

图1 带式输送机监控系统结构图Fig.1 Ribbon conveyer monitoring system structure diagram

1 地面控制中心

地面集中监控管理中心设置在职能管理区(队)，通过工业控制计算机对井下各输煤系统和带式输送机运行状态进行远程监控。主要由主控制台、工业控制计算机、大屏幕显示器、触摸屏、电视监视器、不间断电源等设备构成。采用控制计算机(IPC)使得控制方式更加灵活，系统画面非常完善，它不仅能动态模拟显示带式输送机运行状况，还能显示各种保护的工作状态及设备运行情况，发出声光报警和语音提示信号。矿井上计算机实时显示带式输送机运行状况，定时打印各种数据报表，可与全矿计算机网汇接，显示切换到不同位置的画面图像，为科学有效的管理提供必要手段。

1.1 工业控制计算机(IPC)的功能特点

A.对煤矿井下各煤流方向带式输送机实现集中自动控制。B.通过光纤通信获取并存储井下运输系统的运行数据，由显示器动态显示各分站模拟各带式输送机的运行状态。C.进行数据综合处理，提供各种数据和工作状态，如:电机电压、电流值、带式输送机运行状况、传感器工作状态等，并对其进行综合处理。D.管理矿井下各带式输送机的可编程控制分站。E.具有语音报警和故障处理方法提示功能。F.进行生产管理，各胶带机累计运行时间、次数统计，原煤提升产量，各煤仓的满仓、空仓记录等项工作。G.键盘不直接用于控制胶带开停，只用于程序修改和屏幕切换。

1.2 图像显示

通过分屏卡控制，在多台大屏幕显示器上分别实时显示井下各带式输送机的模拟工况图及参数的动态值、平均值、实时曲线等，并可通过键盘、控制台操作按钮或鼠标翻阅和切换画面。

1.3 控制方式

在屏幕上(通过触摸或鼠标)可实现对井下各带式输送机的开、停、急停、打点、手(自)动控制等，实现带式输送机分流程的急停和信号联系，并可实现所需信号的声光报警。在不停止带式输送机运煤的条件下，通过配煤胶带的机尾自动移动、位置监视控制，实现了在本煤仓满仓时自动将煤流方向转到另一煤仓的自动配煤功能，以保证采煤面的连续生产。

1.4 信号传输

采用光纤收发器用于整个系统的通信，可把光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号。实现井上与井下的远程通信，采用光纤双路备用方式。

1.5 数据网络

建立计算机数据网络，将运输监控系统与职能管理区(队)乃至全矿计算机网络联网，以实现远程对每条带式输送机的数据进行修改。

2 矿用隔爆兼本安型带式输送机控制分站

井下控制分站由可编程控制器(PLC)构成。PLC的功能是输入各种控制信号、保护信号及联络信号，输出设备开停信号及各种声光信号并通过通信模块与各分站、上位机进行通信，把各种信息向上位机传输。控制分站的控制方式有:自动控制、流程监控分系统、就地自动监控和就地手动控制。各种控制方式全部具有与带式输送机间闭锁、防滑保护和防跑偏装置，急停、自动灭火、洒水断电等保护功能。

3 集中控制系统的网络技术

由单台控制计算机组成的系统，其功能有限，借助于通信技术可把地理位置分散的多台控制装置联结成网，使系统由于资源分散而实行分散控制的同时，还能实现系统集中监控、信息统一管理、系统资源共享。A矿主煤流自动化运输系统采用的是现场总线技术。整个系统由上位机、KJD15A主站、从站及其现场设备组成。总线把所有设备连接起来。

4 集中控制系统主要功能

4.1 控制功能

A.计算机集中控制。操作人员只需在地面远程监控中心操作按钮，通过计算机分别自动控制全矿井下所有带式输送机的启停。B.人工控制。操作人员分别在各条带式输送机头控制每条带式输送机的启停。C.计算机/人工控制方式转换。只要使用地面计算机发出启动指令，井下分站立即自动转换到远程控制摸式，停机后默认方式为人工控制方式，两种控制方式互为备用、互相闭锁。D.单一采区流程控制。可在主控系统部分异常或主控系统需要的条件下对本煤流方向的带式输送机进行监控。E.同煤流方向相互闭锁。实现顺煤流停，逆煤流开，具有开车前预警功能。

4.2 显示功能

A.电视图像显示。在电视屏幕上可随时定点或自动循环观看井下各条带式输送机机头和转载点的图像。B.监视器图像显示。

4.3 保护功能

系统具有防胶带低速打滑、沿线急停车、堆煤保护、防满仓、洒水和防跑偏等多种保护功能。

4.4 沿线呼叫功能

每台带式输送机沿线都设有扩音电话，便于维护检修人员与集中控制室操作员或相邻带式输送机巡检人员通话，保证生产工作正常进行和人员安全。

4.5 冗余功能

A.地面多机切换。B.地面与井下切换。在井下与井上的通信发生故障时，会由地面集中监控切换到井下主站进行控制。C.人工选择。可通过计算机操作来人为选择任意一台微机进行控制。

5 应用效果

A煤矿“主煤流自动化运输系统”自投入运行以来，节约工资费用66万元。如果考虑其他福利因素，每年还可以节约55万元。主控系统的改造与完善，加上软启动系统及自动拉紧装置的实现，使带式输送机运行的可靠性得到提高。由于监控系统功能完善、性能可靠，开机率明显提高，减少了各类事故隐患以及事故造成的损失。

[1] 蒋卫良.高可靠性带式输送、提升及控制[M].徐州:中国矿业大学出版社，2008.

[2] 孙继平.煤矿安全生产综合监控[M].徐州:中国矿业大学出版社，2008.

[3] 王崇林，李长录，谭国俊.煤矿供电与电气控制[M].徐州:中国矿业大学出版社，2008.

Application of centralized monitoring system of ribbon conveyer in modern mine

ZHANG Yu-min

(Longmei Safety Supervision Department,Harbin 150000,China)

This paper takes the A mine as an example,the technology application in functional feature and control mode of IPC was studied,and issues on ribbon conveyer control station and network technology of centralized monitoring system were expounded. Control system of network technology and the main functions and other issues. Through the transformation and improvement of master control system of the A mine “main coal flow automatic transportation system”,the operation reliability of ribbon conveyer has been enhanced combined with the achievement of soft start system and automatic tensioning device.

Mine; Ribbon conveyer; Centralized monitoring system; IPC; Application

2017-01-16

张玉民(1958-)，男，工程师。

TP277

B

1674-8646(2017)06-0078-02