自动化控制技术在煤矿井下皮带运输中的应用

雷永强 李东东

摘 要：煤炭作为我国各领域生产建设的主要能源，随着科学技术的不断进步，自动化控制技术在不断的应用于煤炭企业，不仅可以降低工作人员的劳动强度还可以很大程度上减少生产过程中造成的人员伤害。本文围绕自动化控制技术在煤矿井下皮带传输中的应用展开讨论，为煤矿井下皮带运输生产提供参考依据。

关键词：自动化控制技术;煤矿井下;皮带运输;应用

0 引言

在社会和经济发展过程中，科学技术广泛应用在各个领域中，其中自动化控制技术成为各领域发展重要的载体。我国煤炭领域正在积极的应用自动化控制技术，使井下煤炭生产处于自动化控制状态，尤其是以皮带传输为核心应用自动化控制技术，建立科学合理的皮带传输自动化控制系统，通过系统既能提高井下煤炭生产效率，还能降低运行成本，并且在自动化系统控制下，井下煤炭生产处于在安全稳定的环境中进行。

1 皮带运输自动化控制系统的概述

应用自动化控制技术，构建皮带传输自动化控制系统，通过系统可以监控皮带的传输、采集等过程，并且系统会自动分析皮带运输时相关设备的状态，一旦发现设备出现问题，针对出现的问题及时实施有效的措施，使皮带保持在正常的运行状态。在分析皮带系统的运行状态时，自动化控制技术具备较高的精准检测能力，可以精准检测出皮带系统每个环节产生的信息，根据信息优化皮带运行系统，从而提高皮带运输的效率。

2 煤矿井下皮带运输自动化控制的必要性

我国许多煤矿采用传统的生产模式，无法进一步提高生产效率，在激烈的市场环境中，煤炭企业的竞争能力不断下降，许多煤炭企业处于停滞状态。为提高煤炭企业的生产效率，煤炭企业应积极应用自动化控制技术，利用自动化控制技术构建自动化皮带传输系统，一方面降低生产成本，另一方面推动煤炭企业创新发展能力。在煤炭井下生产过程中，皮带是重要的传输装置，在传统的生产模式中，皮带传输效率低、能耗高，并且极易出现故障，企业在生产中会消耗较高的成本维持运行。在新形势背景下，提高煤炭企业的生产能力，应利用自动化控制技术构建自动化皮带传输系统，同时利用自动化控制技术实时监测系统的运行状态，以便发现问题及时处理，保证井下煤炭生产正常的进行。

3 皮带运输自动化控制系统的特点

在皮带运输自动化控制系统中，会在不同的位置配置监控设备，将监控设备进行连接形成网络节点，以便对皮带运行自动化系统进行全面的检测。在构建网络监控系统过程中，将光缆作为总线，通过光缆连接监控设备，最终形成完整的监控网络。在自动化控制系统内借助网络通讯技术，配合使用摄影技术控制和分析皮带的运行情况，通过对皮带进行图像化处理，有助于工作人员分析自动化控制系统存在的问题。为增强系统的监控能力，将工业化电视网络监控系统配置在皮带传输系统中，监控设备会全程监控皮带的不同装置，包括皮带机头、机尾等。在自动化控制系统中采用语音通讯的方式进行实时交流，通过地面指挥中心进行自动化操控，通讯设备会向皮带发出运行指令，皮带按照指令完成相关的传输任务。利用计算机控制技术建立远程控制中心，工作人员在远程操作系统中，控制皮带的运行状态。为提高系统运行的安全性以及可靠性，利用冗余控制技术，在地面配置两台计算機作操井下的皮带运输过程。由于自动化控制流程较为复杂，采用多重控制方法使皮带运输按照设定的流程运行。工作人员使用组态软件，在画面的状态下分析系统的运行情况，以人机互联的方式提高系统的可操作性。基于煤矿井下皮带运输安全性要求，在井下配置传感设备，通过传感器接收的信号，提高皮带传输效率。皮带运行自动化控制系统具备完善的数据存储、采集以及传输功能，通过自动化控制技术建立数据分析平台，可以全面分析皮带的运行状态，通过调整皮带的运输状态，在复杂的井下采煤环境中提高皮带的运输效率。

4 煤矿皮带运输自动化控制系统存在的问题

现阶段煤矿皮带运输自动化控制系统存在三个方面的问题：一，自动化系统应用存在的问题。由于皮带系统由多个转载点连接，需要将每个转载点保持在良好的连接状态，但是系统未能使转载点建立流畅的连接关系，不利于皮带安全稳定的运行;二，控制逻辑启停时间存在的问题。控制皮带的启停时间，可以使皮带运行更加流畅。但是在皮带启动过程中，由于启动时会产生较大的电流，极易出现跳闸情况。系统未能合理控制启停时间，导致皮带运行时会出现故障，需要工作人员进行不断的检查，保证皮带处于连续的工作状态，所以应提高系统控制启停时间的能力;三，传统皮带运输存在的问题。在传统皮带运输中应用自动化控制技术，由于传统皮带传动能力低、耗能高以及启动产生较大电流等因素，无法充分发挥自动化控制技术的检测、调整以及控制能力。

5 自动化控制在皮带运输应用中的运行原理

针对皮带运输自动化控制系统存在的问题，应基于自动化控制技术的运行原理，需要在系统内配置不同的设备，使系统更加完善，一方面增强电力能源的供应能力，以此满足自动化设备对电力能源的需求，另一方面使电子设备在控制系统内可以自主控制信号的传输和收集。

在自动化控制系统内应用电子技术时，通过传感器接收和传输信号，经由线路传输至CPU，CPU会分析获得信号，根据信号做出相应的预测，从而调整皮带传输的状态。在调整皮带传输状态过程中，直流电动机会根据指令调节皮带的速度，使皮带承受的负荷控制在合理的范围内，避免皮带处于低负荷状态，导致运行成本不断提高。

自动化控制技术建立皮带运输系统，系统由计算机和传感器相互配合，共同完成皮带的传输操作。为增加煤矿井下皮带检测能力以及数据维护功能，可以配置不同传感器，使井下传感系统更加完备，有助于提高系统的控制能力。

6 煤矿井下皮带自动化控制系统功能

6.1 控制功能

建立皮带自动化控制系统，在井内的不同位置形成独立的调度体系，井上控制中心向调度体系发出指令，每个调度体系可以进行相应的传输、检测等工作，使皮带传输处于一体化的生产状态，包括顺煤流停、逆煤流开。在每个生产流程都会提高生产效率，有助于皮带系统在自动化管理状态下降低运行成本[1]。