皮带运输机集中控制技术

分类：交通运输论文发表 时间：2020-04-18 15:48 关注：(1)

　　皮带运输机的运行有效性对矿井生产作业效率有直接影响，以此为着手点，对皮带运输机集中控制技术的应用开展分析探究，结合具体工程实际，在分析皮带运输保护的基础上，对皮带运输机中PLC可编程控制器运用开展探究，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴与参考。

　　关键词：煤矿;皮带运输;集中控制;系统设计

　　皮带运输设备作为井下长距离运输的首选设备，是实现矿井生产运输持续高效进行的关键所在[1-2]。但由于煤矿井下生产运输距离长，传统的皮带运输控制需要作业人员多点位操控，这样不仅烦琐且工作量大，对于矿井生产的现代化发展十分不利。有鉴于此，针对皮带运输机集控系统的研发开展探究，设计行之有效的运输机集控系统对于提升矿井生产作业效率和综合效益意义重大。

　　1工程概述

　　A矿井下外运斜井全长2300m，内部有大型皮带运输机等设备。该运输机运煤量最多800t/h，最快运行速度3.5m/s，它承担整个+850m水平作业面的煤炭外运任务。皮带机配套的PLC控制器和各类保护装置实现了对皮带运行的有效保护以及其运行状态的实时监测，保证了皮带运行的连续性和有效性。

　　2皮带运输保护分析

　　A矿外运斜井皮带运输设备配设有KTC101井下控制系统，集控制、通讯和保护于一体，能够实现对皮带运输的控制、保护、故障监测、信息状态显示、故障预警等功能[3]。整个KTC101控制系统主要构成组件包括：主控制器，用于对运输机运行状态的控制、监测和显示;隔爆安全型电源，用于为整个集控系统供电;系列组合扩音电话，用于进行实时通话和设备预警;系列组合急停闭锁开关，用于实现拉线急停、沿线闭锁等功能;远程控制分析，用于对下级子系统的远程操控和信息传输;七芯拉力阻燃电缆，用于皮带沿线各控制器、闭锁开关、扩音电话等设备的串联;各类传感装置，包含速度监测、烟雾监测、防跑偏监测、温度监测等，用于有效保护运输机。图1为KTC101控制系统原理示意图。整个系统选用嵌入式工艺，主控器通过对下位机传入信号的整理汇集，实现对皮带运输机运行中速度、烟雾、纵撕保护、温度等参数的实时掌握，并通过与预设安全参数的比对分析，对设备运行状态进行实时判定，一旦发现其存在参数异常情况，立即采取相应预设方案进行安全防控，同时，通过扩音电话发出预警，确保作业人员能够第一时间找到故障发生区域，及时处置安全风险。此外，在系统运行过程中，当各类保护感应装置发生动作并作出预警提醒后，故障信息会第一时间在操控终端予以显示，操控终端会根据问题类型及其危重性发出皮带运行操控指令，必要时会通过PLC控制系统实现对皮带的急停操作，避免故障隐患对皮带运输设备构成威胁。而当故障消除后，感应装置会将相关信息传输至控制终端，通过终端发出恢复指令，操作运输机重新运行。同时，主皮带、转载皮带、给煤机和液压插板间均存在连锁保护功能，只有当主皮带运行后，后三者才能正式运行。

　　3皮带运输机中PLC可编程控制器运用分析

　　PLC全称为可编程控制器，具有性价比高、可靠性高、多功能性、抗干扰能力强、运行能耗低、维修编辑等诸多特点，被人们广泛应用于各类控制系统中[4-5]。该装置本质上属于基于数字运算操作的电子系统，其使用中通过可编程存储器，借由输入数字量、模拟量等信号的输入输出，在存储器内部存储各类不同的执行逻辑运算和控制顺序及算数运算等操作指令。设备运行时，将预存储数据与实时监测所得数据进行比对分析，实现对皮带运输设备实际运行状态的有效判定，进而选择与其相适应的预存操控指令，实现对皮带运输设备的有效调控，确保其运行符合矿井工业自动化需求。图2为PLC控制系统示意图。图2PLC控制系统示意图A矿井下皮带运输设备操控选用型号为S7-300的PLC控制器，并将其融入KTC控制系统中，实现对井下皮带运输控制与保护的有效开展。在皮带运输控制上，井下作业人员在集控中心通过操控作业控制台便可选择皮带运输状态。在集控状态下，作业人员可以通过操控台对皮带运输设备的运行速度进行设定，随后按下启动按钮，PLC控制器会自动根据预设的内部逻辑开始自检，自检确认无问题隐患后(KTC系统正常、电机与滚筒状态正常、绞车压力正常、减速装置油压正常等)，开始依照预设的启动逻辑顺序依次启动各设备，其中，皮带电机需采用软启动的方式缓慢启动。启动完成后，各传感装置会实时监测不同设备的参数，并将相关数据传输至控制终端，通过终端显示屏显示，以便于作业人员了解。而当皮带设备需要终止运行时，作业人员按下停止按钮后，由PLC系统操控各设备按次序停机。在皮带运输保护方面，PLC系统的输入模块能够将各监测装置采集到的信息收集并转化为数字量、模拟量等信息，将其与预设数据比对分析，发现存在的安全隐患，第一时间操控相应的设备，做出应急保护举措，确保系统运行的安全有效[6]。a)当运输机机尾给煤量偏大时，会导致驱动电机电流增加，从而使得电流值超过PLC内预设的安全上限。这时，皮带机便会立即停止运行，避免被烧毁。b)在皮带运输机运行的过程中，如果发现减速装置油温偏高，则系统自身的判定程序会判断开启冷却系统进行降温处理;如果监测到减速装置油温偏低，则系统会判断开启加热装置，以提高油温，确保其始终保持在相对稳定的区间。c)PLC系统会持续接收张紧泵站压力信号，一旦发现油缸压力过低时，系统便会马上开启泵站电机。当压力满足使用需求后，系统又会自动关闭泵站电机。

　　4结语

　　井下巷道皮带运输系统作为矿井运输高效、持续开展的关键，确保其运行的合理、有效和持续，对于矿井生产的持续高效开展有重要作用。因此，在实际生产中，矿井管理者必须高度重视相关问题，积极组织专业技术力量，通过对皮带运输机控制系统的优化改良，实现作业操控的集中化，从而为整个矿井综合效益的持续增加提供有力支持。

　　参考文献：

　　[1]柴磊.带式输送机集中控制系统研究[J].自动化应用，2019(7)：43-44.

　　[2]鲍勇豪.基于S7-300的皮带机集中控制系统[J].电子技术与软件工程，2019(17)：110-111.

　　[3]张宇强.皮带运输机变频控制系统设计分析[J].能源与节能，2019(3)：18-19.

　　[4]王洪军.关于煤矿矿井皮带自动化的改造设计与实践分析[J].低碳世界，2019，9(4)：75-76.

　　[5]胡文鹏.东庞矿集中控制系统的开发与应用[J].科技创新与应用，2019(12)：161-162.

　　[6]杨恒.皮带机集中控制系统的优化改造[J].中国新技术新产品，2019(15)：14-15.

　　作者：程磊 单位：同煤集团同发东周窑煤业有限公司