矿山提升机集中控制现场应用

范鹏 王洪涛（安徽省庐江龙桥矿业有限公司，安徽 合肥 231555）

矿山提升机集中控制现场应用

范鹏 王洪涛（安徽省庐江龙桥矿业有限公司，安徽 合肥 231555）

2015年6月11日，国家安监总局下发了关于开展“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动的通知（安监总科技〔2015〕63号），要求金属非金属矿山井下大型固定设施实现无人值守系统，采用智能监测与自动控制技术，应用集智能电网管理、排水智能监控、变频伺服按需通风控制、提升系统管控、矿井中央集控平台等为一体的矿井无人值守系统，代替人工井下现场值守。到2018年6月底，实现中央变电所、水泵房、风机站、空压机房、皮带运输巷等场所的无人值守，减少作业人员60%以上。

矿井无人值守;远程集中控制

根据国家安监总局的以上通知，结合铁矿现场实际情况，设计制订新主井、混合井两套提升机电控系统的远程集中控制方案，在混合井井口位置设置集中控制室，实现两套矿井提升机的远程集中控制，减少作业人员，降低人工成本，提高提升机自动控制系统的自动化、信息化水平，提高矿山企业的设备管理水平。

1 现场情况

矿业混合井安装于2006年，双层罐笼配底卸式箕斗，用于矿石生产和人员物料运输。新主井安装于2015年，底卸式箕斗配平衡锤，用于矿石生产运输。

下表为新主井、混合井提升机系统参数

主机型号提升方式停车点数传动方式电机型号调速装置控制系统新主井JKM 4×6(Ⅲ)箕斗配平衡锤1个装载点1个卸载点交流同步电机低速直联TDBS 2800-16功率2800KW ACS 6000变频器GE Rx 3i混合井JKM 4×4(Ⅲ)双层罐笼与箕斗互为配重1个装载点1个卸载点7个中段直流电机同步直联ZKJ2500/500功率1400KW DCS 800变流器并联12脉GE Rx 3i

2 方案介绍

2.1 方案概述

对新主井、混合井原提升机电控系统进行升级改造，增加远程集控操作台，实现两套提升系统的远程集中控制；增加视频监控摄像头，完善对提升系统的视频监控，增加闸盘温度在线监测保护，进一步系统安全保护功能，保障远程集中控制安全可靠运行。集中控制室设在混合井井口位置，内有2台远程集控操作台、2台视频监视台、2台上位机系统等。

2.2 新主井方案

增加一台远程集控操作台、一套上位机系统和一套视频监控系统。构架光纤环网通讯线路，主井机房与副井井口集中控制室之间形成光纤环网通讯，通过光纤实现提升机PLC之间通讯、上位机通讯、视频数据通讯，保障数据的快速、稳定传输。增加在线式红外测温仪，对闸盘温度实时监控。

2.2.1 远程集控操作台

采用数字化操作台面，内有GE Profinet I/O子站，电源模块，与主控PLC控制系统通过光纤组成环网，提高通讯系统的稳定性和可靠性。台面设有报警音响及报警解除按钮、安全电路复位按钮（瞬时、绿色）、安全锁、测试选择及执行开关、紧急停车按钮。操作台整体人性化设计，美观大方，便于操作和观察电机电流、系统电压、闸压力、电机温度指示、提升速度指示、提升位置指示（LED发光管）等运行状态。

2.2.2 上位机系统

上位机系统具有与主控PLC通讯及现场管理系统联网功能，中文操作界面。通过显示屏动态显示提升系统重要参数。具有对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，能显示和打印故障发生的位置、时间、原因以及故障的有关数据参数，对速度实时值、提升种类、信号情况等进行实时显示并记录，存入数据库中。系统画面多种多样，有实时提升位置、提升速度、标高、报表、容器信号、液压站各种压力、油泵工作状态等，及低压供电系统图、传动系统图、液压系统图、安全回路图、信号监视图、动态速度图等，可显示并打印当日、当月、当年的提升量、用电量统计、故障信息、故障记录等其他相关信息。

2.2.3 视频监控系统

视频监控台采用琴式台，装有1KVAUPS不间断电源，为远程集控操作台和视频系统提供可靠电源。视频摄像头采用高清红外网络摄像头，视频文件存储不少于一个月。

2.3 混合井方案

增加一台远程集控操作台、一套上位机系统、一套视频监控系统。增加1个GENIUSHub中继器，实现混合井主控PLC与远程集控操作台与井下中段信号系统之间双路GENIUS通讯，保障2路通讯系统相互独立，还可延长通讯距离。同时上位机与机房PLC之间通过光纤通讯，视频信号采用光纤传输数据。增加在线式红外测温仪，对闸盘温度实时监控。

2.3.1 远程集控操作台

采用数字化操作台面，内有GENIUSHub中继器、GENIUS通讯模块、GENIUS I/O子站，形成双路GENIUS通讯，一路负责远程集控操作台一路负责井下中段信号和装卸载站，二者之间相互独立，提高了通讯系统的稳定性。台面设有报警音响及报警解除按钮、安全电路复位按钮（瞬时、绿色）、安全锁、测试选择及执行开关、紧急停车按钮。可观察电机电流、系统电压、闸压力、电机温度指示、提升速度指示、提升位置指示（LED发光管）等运行状态。

2.3.2 上位机系统

上位机系统设计内容及各种动态显示设计同新主井上位机系统设计一样。都具有与主控PLC通讯及现场管理系统联网功能，中文操作界面。显示屏动态显示实时提升位置、提升速度、标高、报表、容器信号、液压站各种压力、油泵工作状态等，及低压供电系统图、传动系统图、液压系统图、安全回路图、信号监视图、动态速度图等，可打印当日、当月、当年的提升量、用电量统计、故障信息、故障记录等其他相关信息。

2.3.3 视频监控系统

视频监控台采用琴式台，装有1KVA UPS不间断电源。新增3个枪机，采用高清红外网络摄像头，采用硬盘录像机，通过交换机将混合井原视频信号纳入新的视频监控系统，在井口集中控制室和办公楼主机房可以查看混合井所有视频监控，视频文件存储不少于一个月。

3 效益分析

目前两井人员配置如下，每天每条井6名卷扬机工，1-2人替班，三班四运转，共有15名卷扬机工，混合井井口有4名信号工，项目实施后可减少11名卷扬机工，保留8人，每班2名操作人员(一人监视、一人巡检)。按目前人均年薪4.2万元计算，每年可节约人工成本4.2*11=46.2万元，系统投资预算约41万元，不到一年时间即可收回全部投资，经济效益非常可观。

实施了矿井提升机的集中管控，积极响应了国家安监总局的政策要求，也提高了矿业提升机自动控制系统的自动化、信息化水平及矿山企业的设备管理水平，在全国矿山企业起到模范带头的作用，为矿业带来良好的社会效益。

[1]茹治国.远程监控与集中控制在矿山中的应用[J].商品与质量，2013(3):61-61.

[2]高云，胡平.流媒体技术在矿山远程视频监控系统中的应用[J].金属矿山.

范鹏（1988-），性别：男，名族汉，籍贯安徽安庆，当前职务电气主管

当前职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：电气自动化