浅谈煤矿井下主运皮带集中控制

[关键词]井下皮带机；地面视频监视系统；地面皮带机控制系统

中图分类号：TP39.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0297-01

井下皮带机的集中控制技术在煤矿的应用越来越广泛。它把多项先进技术结合为一体，极大提高了煤矿作业效率，节省人员的投入，改善了作业环境，具有很高的经济效益和社会效益。本文介绍了煤矿井下皮带机控制系统的结构、功能及特点；分析了皮带机集中控制系统的经济、社会效益；简单探讨了皮带机的控制使用。

带式输送机的应用在国外是比较早的，发展也相对较快。伴随计算机技术、通讯技术、网络技术、控制技术、检测技术的发展和不断完善，以及对它们的广泛应用，输送机控制的发展也迎来了一个多元化的时代。国内的发展虽然滞后，但是并没有落后，对新技术和新产品的研发取得的成果也是非常可观的。并且提高了生产效率，实现了良好的经济管理效益，同时，采用机械自动化控制也有力确保了施工安全，减轻了生产和管理强度，具有很靠的可靠性和先进性。

一、皮带机集中控制系统的构成及参数

THK-1集中控制系统能够为工作面及胶带机通讯、 控制、 保护提供全套解决方案的控制系统。可实现工作面及固定胶带输送机等的保护、设备起、停控制、语音报警及沿线通话、沿线闭锁、故障检测及显示等功能。同时系统采用分布式控制，可实现远端数据采集和远程控制。多台控制器之间，通过系统自身沿线所带的八芯电缆，就可实现彼此数据通信和信息交换，不需要再单独铺设通信电缆，另配备EKZSP1-220型网络控制柜及FB-220 矿用隔爆型画面分割器，采用先进的网络化技术实现井下胶带机头、机尾及转载点的地面监视系统。

CPU模块是整个控制系统的心脏，一般都会在系统每主站上安装一个可编程控制箱，负责该条支路上所有皮带机的具体运作，CS模块通过与沿线急停开关，扩音电话、远端IO等设备通过八芯电缆相连，对沿线的状态进行查询与监控。一台控制器最多可安装3个CS模块，根据模块数量确定主站所带支路多少。IN模块本身提供22路开关量输入，IO模块本身提供20路输出，同时在IO板上自带一个跳线开关，通过设置跳线组，可以实现输出口（即继电器）跟沿线闭锁有一个硬件上的连锁关系，当沿线有闭锁时，该继电器就断开并无法闭合，实现保护闭锁功能。 以上模块都安装在一块母板上完成输入、输出、信号采集、控制等功能。

二、皮带机集中控制系统的特点和作用

1、控制自动化：采有工业以太网通讯技术各台皮带主分站，摄像对以网络形式进行控制和监视，所有数据及图像信息采用工业以太网传输。自动化主要体现在系统的控制器的选用和远程监控的功能上。地面的工作人员可以通过工控机进行远距离访问和控制各主站、分站，进行数据的采集和设备管理。另配备12台井上监视器随时掌握设备运行状态，因而也就提升了该套系统的稳定性和可靠性。

2、故障自我诊断：系统线路、传感设备具有自我检测功能，遇到网络断线、控制模块故障、信号传输干扰等情况，系统会发出相应警报并在地面工控机上显示方便维修人员进行故障分析。

3、布线方式：采用总线式网络结构所有监控设备以网络节点的形式接入系统主干网无需重复布线，只需两芯光纤以总线方式对接，亦可实现环网结构。以“地面控制为主，井下控制为辅”，地面工控机机与井下控制之间既相联系又互不干扰，井下光纤电缆任意一点断线也不影响地面控制。即便是地面部分发生了故障，也不会影响井下集中控制的正常工作 。增强了系统的可靠性。

4、操作人性化：采用力控组态软件系统画面美观，易于操作，同时具备各种保护动作信息在线显示，模拟真实的井下胶带分布及运行场景，各种保护动作信息保存功能。

5、低运行费用：由于是远程分布控制，就减少了机组布线，节约了成本费用。又因系统稳定性、可靠性较强，而且系统扩展性良好，网络化程度高，故能通过更改软件系统而实现功能的变换，而不需要重新设计。

6、低维护费用：系统本身的可靠程度加上自有的故障检测功能，所以降低了系统发生故障的概率，维护费用也就省了下来。

7、主要功能：对胶带机主电机启动开关进行控制；对设备起停状态，运行中的故障信息，运行中的各种采样值进行检测，同时通过动画和文字的方式，对相关信息进行显示；通话采用半双工通信方式，声强达90分贝以上，同时系统具有完善的语言报警提示功能，对于设备的起停、传感器保护、沿线闭锁及沿线故障、以及保护故障等都带有语言报警；拉动系统自身的电缆，就可实现急停。

三、皮带机的控制使用

远程操作控制：井下皮带机集中控制系统远程控制。大体的控制步骤分为地面发出开车信号，通过光纤电缆传送到井下主站，主站接收信号后进行启车前的预警（预警时间可调）然后启动皮带机。远程停机：地面发出停车信号主站接收停车信号后逆煤流进行停机；地面发出急停信号各主站接收信号后所有控制皮带均立即停机。系统运行有三种：集控模式、就地模式和检修模式。集控模式是指系统主站与分站按启动顺序全部启动运行；相应，就地模式是指系统中主站与主站所带分站之间各自带连锁关系运行由主站进行控制；检修模式是指井下主站与分站各自独立运行，给维修人员提供方便的检修条件。在集控模式与就地模式下系统的开停运行要严格遵循“逆煤流启动、顺煤流停止”的原则，而且分站控制一般都要服从于主站的控制，保证现场皮带机的有效运转。

四、效益分析

减少工人数量：因为该系统采用的是集中自动化控制，所以不需要专门配备人员对每个传输机进行手工操纵，只需要对每台皮带配备巡视人员。因而大大减少了岗位工种的投入，相应就节约了这一部分工资开销。

提高效率：自动化设备具有的一个特性――响应快，故能节约系统开启、关闭时间，机电设备的运转、停止时间。所有设备的启动停止只需要联系集中控制室就可以实现。又因其较高的可靠性，降低了可能故障的发生率，节省了用于频繁检测维护的时间。时间的节约，便是效率最直接的提升。

社会效益：系统运行稳定可靠，避免了一些安全隐患，对员工的人生安全起到了重要保障的作用。自动化也有利于煤矿井下做业环境的改善，不仅有益于员工身心健康，也有助于提升煤矿运行系统的形象。最后，先进设备技术的使用，方便了企业对技术性人才的培养和使用，同时惠及员工。

开发和应用电子、计算机及自动化技术是煤炭工业技术改造的一个重要方面。随着诸多技术的引用，煤炭行业信息化的工作重点开始逐渐转移到安全生产信息化方面。皮带机集中监控系统的应用，实现了自动化控制目标，展示了其优良的控制与监视管理性能，具有良好的安全保障，在今后将逐步朝着智能化、综合化的方向发展，达到真正的高效益低成本，真正的安全可靠。

作者简介：吴建平，男，1983年5月出生，学历大专，毕业于鹤岗矿务局职工大学，现任龙煤鹤岗矿业公司兴安煤矿皮带运行区助理工程师。