带式输送机集控系统的实践应用研究

刘彦廷

(汾西矿业曙光煤矿，山西 吕梁 033000)

山西汾西矿业集团曙光煤矿位于山西省孝义市下栅乡，设计生产能力为300万t/年。随着开采进度的加快，煤矿带式输送机的数量正在增加，为实现对带式输送机的集中控制管理。公司引进KTC101集控系统来对煤矿井下带式输送机进行集中控制管理，并实现对带式输送机的多功能保护、监控管理和语音报警等功能，通过环网系统在地面控制调度室进行全面的监控和管理。

1 曙光煤矿带式输送机集控系统改造的原因

随着工作面掘进的推进，曙光煤矿带式输送机的数量急增，当前矿区共有各类带式输送机21部，在独立控制的工作状态下，各带式输送机都需要配备相应的人员。这大大增加了煤矿的开采成本。为响应高产高效开采的目标，公司决定对带式输送机的自动化控制进行改造。通过对整个矿区带式输送机的集中控制来实现煤矿的高效生产，减少井下工作人员的数量，降低工作强度，提高带式输送机运输系统的效率。公司通过认真的考察分析，结合带式输送机的具体型号，决定引进KTC101集控系统来对带式输送机的自动化控制系统进行改造。

2 KTC101集控系统

2.1 KTC101控制系统结构分析

KTC101集控系统采用的是双总线结构。一条是内部总线，上位机通过内部总线和各中位机模块相连，CS1和CS2又通过外部总线和下位机相连。下位机挂接在外部总线上，上位机只和中位机通信，完成信息采集和发出控制指令。CS1、CS2起上下联系功能，具体的结构示意图见图1所示。

2.2 KTC101系统功能简介

2.2.1 控制功能

通过主控制器的设置，完全可以实现对集控系统内的所有带式输送机都进行单独控制的功能，包括起动、停车、紧急停车和连锁控制。根据设置模式的不同，各部皮带可以完成集中统一的启停，忽略各联锁关系进行单独的启停，非主控制箱中的启停和实现单个电机的点动。

图1 KTC101集控系统结构示意图

2.2.2 显示与记录功能

集控系统中每条带式输送机相关设备的运行参数和工矿都能够在地面集控室内进行显示，带式输送机的各类故障行为也能在地面集控室内进行显示，同时对于沿线保护还可以自动识别故障位置，能对带式输送机的运行情况和参数进行自动记录，同时也可以具有后期的查询功能。

2.2.3 保护功能

带式输送机运行当中具有配套的堆煤、跑偏、烟雾、环境温度、纵撕等开关量传感器及实时检测的速度保护，用来对带式输送机的运行参数进行实时的检测和监测，通过集控系统的参数设定，能实现其报警和停止的功能。

2.2.4 语音通讯和网络通信功能

CS1沿线和CS1沿线的扩音电话能完成集控系统的语音通讯功能，可以与带式输送机操作位置上的工作人员进行联络，地面的集控中心使用E电话实现与皮带沿线的通讯，为掌握带式输送机工作现场的现状提供了条件。KTC101控制器配备了采用modbus RTU通讯协议的RS232通讯接口。通过网络通信功能可以将信息传输到地面集控中心，完成对带式输送机工作现场的监控与远程控制。

3 带式输送机集控系统的实践应用

2017年2月，曙光煤矿决定使用KTC101控制系统先对八采区的6部带式输送机进行集中控制试改造并应用。主控制器安装于一部皮带和二部皮带之间区域，从控制器引出CS1和CS2两条沿线。其中CS1沿线控制一部皮带，从CS1沿线敷设拉力电缆至本安输入输出（下位机），在此时应该将带式输送机的各类保护接入到下位机，然后曳光弹沿线敷设拉力电缆到带式输送机的机尾部分。整个沿线都必须设置扩音电话加强语音通信功能。在带式输送机机尾敷设KTK101-2-HAIY电话用于接入机尾跑偏保护和纵撕保护，并以终端作为沿线结束。

另外对于CS2沿线主要是起到控制二部、三部、四部、五和六部皮带，同样也是CS2沿线敷设拉力电缆至各部皮带的机头处下位机将各种保护接入下位机，之后继续敷设拉力电缆至机尾，沿途敷设扩音电话进行语音通信。同CS1沿线一样，加设KTK101-2-H A IY电话，并以终端作为沿线结束。

将控制器从CS1沿线将KJS101-E电话串入到沿线当中，此时就能完全地实现地面控制监控调度电话与CS1沿线、CS2沿线的语音通信。将产生的信号收集转换通过环网就可以传输到地面控制监控中心，工作人员可以在调度室内完成对八采区6部带式输送机的远程集中控制。

4 实践应用效果分析

4.1 实践应用效果分析

曙光煤矿八采区的6部带式输送机采用集中控制试改造并实践试运行已有半年之久，在这期间带式输送机的整体运行稳定，表现良好，实现以了以下的功能和作用：（1）通过KTC101集控系统实现了八采区的6部带式输送机的控制自动化。通过地面控制系统的监控主机就能对带式输送机的工作状态进行管理和控制；（2）提高了对带式输送机的管理效率。通过地面的集中控制系统就能对6部带式输送机统一进行启动、停止等多方面的操控，能实现各种保护功能与掌握各运行参数；（3）有利于带式输送机的维修工作，集中控制系统的信息显示功能和自动语音报警功能都对维修人员掌握带式输送机故障的相关信息提供了便捷，有利于维修人员及时做出正常的维修处理方案。

4.2 经济效益分析

KTC101集控系统的实践应用起到了很好的效果，更是产生了很好的经济效益，减少了开空机时间，节约了电费和设备维修费用。KTC101集控系统的应用，为八采区6部带式输送机减少人员15人，从人员工资费用上计算，半年时间可节约工资15×4500×6=40.5万元。集控系统运行的半年时间内，按每天开机时间节约0.6 h，空机耗电量为660 kW·h，电费0.85元/kW·h计算，半年时间共节约电费0.6×660×0.85×180=6.06万元。对比前一年同时期的维修费用，半年时间共节约维修人工费和材料费14万元。综合以上分析，半年时间内KTC101集控系统的应用为八采区共节约60.56万元。

5 结论

实践应用结果证明，KTC101集控系统在曙光煤矿八采区的试运行取得了很好的应用效果，有效地提高了带式输送机运行的可靠性和安全性。该集控系统可以在曙光煤矿的带式输送机集控系统的改造中全面推广应用，也可以为其他煤矿带式输送机的集控系统的改造方案提供参考。