智能控制技术在煤矿井下带式输送机中的应用价值分析

郭丽

摘要：煤矿井下带式输送机从驱动、运行到井下故障检测和检修，都需要实时实地监测，以保障系统的顺利运行。煤矿井下带式输送机本身就作为一种重要设备，实现煤矿运送货物的便捷化通道。该文针对传统煤矿井下输送机的弊端，提出了应用智能化控制技术，实现设备集约型、安全性、便捷性等价值优势。

关键词：智能控制；煤矿；带式输送机；应用价值

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）10-2351-02

Abstract： Coal mine belt conveyor from the drive， run to the underground fault detection and repair， we need real-time on-site monitoring to ensure the smooth running of the system. Coal mine belt conveyor itself as an important equipment to achieve coal transporting goods facilitation channels. In this paper， the traditional disadvantages of coal mine conveyor proposed application of intelligent control technology， equipment intensive， safety， convenience and other value advantage.

Key words： intelligent control；colliery；belt conveyor；application value

随着我国煤炭事业的快速发展，煤矿井下带式输送机运行系统也在朝着自动化、智能化方向前进。我国矿业的机械化、现代化中，运用智能技术为煤矿输送开道护航，将极大程度的为煤矿井下安全生产提供便利。煤矿井下带式输送机，是以输送带为牵引线来承载构件，最终实现连续输送的设备，它是煤矿作业领域的重要设备组件。智能控制系统作为完备的系统，是整个设备组件配件间运作的纽带。智能控制系统的集中、智能化作用，是一项高端且应用持久的工具，其在井下识别技术以及智能化感知和管理功效在实际的煤矿作业中日益显示其价值。

1 煤矿带式输送机概论

煤矿井下带式输送机线路长、运量大，一般为工作机组中的双滚筒多电动机驱动方式来实现其牵引过程，尽管从设计之初到现代的运行环境中，由于复杂的地下环境，使得设备在输送中应用与实际预期相偏离。其工作原理与复杂的生产环境密切相连，都需要对机械传输设备的安全性和可靠性详细考虑，方便对其工作原理实施相应的研究。

带式输送机的传感器功能，能够详细的验出输送机带呈现的状态，再经由信息处理器输送到控制机内部，控制机的编程和输入指令，控制设备的各种运行状态。带式输送机还以开关好频率的测量来对各种信号实施处理。开入口的控制系统以堆矿信号和温度传感器实施节点通断信号。对于特定的传感器频入口，以交代速度和电机流量实现控制机的频率量输入时，一般通过接入转换装置来实现和控制机的连接。

输送机内部对速度信号的检测，主要是针对输出峰值在1V以上的正弦波频率信号，以继电器板对放大、滤波、倍频处理后输出到频入口的信号实施检测。为防止线路偏颇，对拉线开关的测量，电路的连接也要以控制机根据频率来判别动作开关的位置。带式输送机通过控制机对外部实施控制，通过节点通断来实现对磁力起动器的控制。输送带是整个矿机控制系统的主战场，对矿机的控制，也是通过安装节点信号的电流信号，实施控制电流控制。以经济、可靠、维修方便为出发点，对煤矿带式输送机的运输系统进行设计研究。

2 现有的煤矿带式输送机运输系统概况及问题

2.1 煤矿输送机运输系统概况和设计参数

带式传送机是构成煤矿系统中主要的工具之一，也是媒体那安全生产和技术革新中最主要和关键性工作，不但对矿井作业产生影响，同时也是直接制约矿井产量的动能。煤矿带式输送机以手动急停拉线开关来实现系统的运作，这种传统的人工手动操作运行方式，无法满足煤矿企业大规模集约化、现代化生产需求。有传统信号灯打点方式控制系统，使得煤炭输送能力远远达不到需求，长距离的运输线路，使得开关机控制以及对煤量的信息掌握不够全面，对于设备和电力的浪费现象严重。传送机的独立运行，没有形成规模效益，市场出现煤矿系统运作问题。

目前煤矿井下带式输送机控制系统中，以开环控制策略为主实施的控制，在性能指标和精度要求上，警报系统和总线控制系统都极大的而提高了整个输送机系统的可靠性和安全性。为了满足系统驱动的单元之和，符合总功率的相关要求，将煤矿井下带式输送机设备实现小型化、通用化机组，降低企业成本，便于安装、搬运和维修，减少输送带的张力，以避免安装误差和荷载变化而导致的电动机功率失衡，必须理想分配其双滚筒驱动。

带式输送机智能控制系统设计参数：1）运量：4000 t/h；2）运输长度：2772 m；3）倾角：0.533—12。；4）带速：4.5m/s；5）电动机功率：2X1650kW。

2.2 煤矿系统中存在的问题

在现有的带式输送机系统中，带式输送机以方便伸缩的机身和储带仓对机尾采煤工作面实施采煤作业。在使用上，可实现单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送煤炭。带式输送机机架轻巧，拆装方柏霓，在现代煤矿业日益发展的今天，从小规模，日益走向大型化方向发展。在煤矿井下作业时，带式带式输送机的单机长度已近15公里，甚至形成了诸多联系不同带式输送机的专用通道。现代的额带式输送机结构，目前还处于探索阶段，一些长距离、联系运量运输的输送机结构中，在作业过程中产生的粉尘噪声何日废气以及高能耗仍然是需要进行技术革新之处。就有的煤矿输送系统而言，在养护和使用中，一般是针对机械设备的堆煤保护，防止煤传送带跑偏或者温度超标，产生隐患。

目前多数情况下使用的带式输送机，多为固定结构。在是一种，主要是因胶带强度和驱动装置尺寸间的摩擦，使得带式输送机的运动部件和磨损零件使得输送机的经济性大大降低。部门输送机的启车方式是根据运输系统中胶带机的运行状态来实施运行时长的，在实现运输系统运转时，难免出现误差。启动时荷载量较大，对于故障的排查情况亦极为困难。

煤矿井下带式输送机作为煤矿井下的广泛使用工具，不但是以后实用、便捷的输送设备，而且以大容量的输煤和跨界节能的集约型大宗输煤设备，实现了煤矿运输配料间的配置选择。带式输送机从驱动到输送运行，期间匮乏相应的安全运行检测信息和智能判断信息体系，对于故障检测的误报率也在呈现上升态势，不仅影响生产，同时也使得机组的使用寿命大打折扣。

3 智能控制技术在煤矿井下带式输送机中的应用价值分析

为了适应煤炭矿产企业的市场化、规模化、现代化技术要求，从传统的煤炭生产企业中走出，必须对现有的输送机设备实施技术革新。同传统的控制机相比，应用智能技术相比，输送机系统技术的革新手段和联动方式，都在朝着智能化方向发展。从传统的直面控制机系统里，物化升级为智能控制技术。输送机的控制系统也从手动开关里面升级为通过万能转换开关来完成对电机的分时和有计划的控制。

3.1 煤矿井下带式输送机智能技术实施井下运输作业

当今人工智能技术的进步，相应的促进了智能控制技术的进步。融合现代智能控制理论、人工智能和计算机科学相结合产物的智能控制系统，已经成为现代行业发展的先河。煤矿井下作业，仍然是现代开发新能源的主要手段。尽管如此，困扰在煤矿作业领域安全的事故仍然频发。井下未知隐患太多，利用智能技术设备对煤矿井下带式输送机实施防护，能够更好的对井下设备实施监控，逐渐形成的信息和控制系统，使得电机效率的飞跃转折有了相当程度的契机。在高性能和低能耗的刺激下，带式输送机中应用智能技术实施中枢管控，能够更有效的实现集成型控制。

煤矿井下带式输送机中应用智能控制技术，能够作为一种有效的支持分布式控制实施的串联网络系统结构，不但可以为井下煤矿营造安全的运行环境，同时也以综合化的实时控制、检测和管理功能，实现煤矿井下作业体系系统化。利用智能控制技术的煤矿井下带式输送机，除了确保系统运行的可靠性外，还以高故障排查性，提高煤炭运输效率。智能控制系统的地面监控和网上浏览功能，使得运输操作人员及时了解井下煤矿一项操作现场，对矿业部门单位的生产和发展以及煤量的开采，都具有积极的引导作用。

在煤矿井下带式输送控制系统中，实现其工作面的集体控制时，智能系统完善的地面监控和地下传感功能，通直观的对创送机操作设备实施直观了解，对设备的通停状态，更能系统化的实施监控。

3.2 煤矿井下带式输送机智能型火灾警报系统

智能技术应用于煤矿井下带式输送机中，实现了机械设备控制理论的升华，在现有的井下作业中，应对井下不安全因素，实现带式传送机的准报，对系统作业的正常运行速率具有准确及时的定位意义。

智能型火灾警报系统，其设计理念和功效，都是在传统的基础上升华而来。利用计算机远程控制系统，实现单片机对延误传感器、温度传感器和气味传感器的自动警报功能，依靠鼠标和键盘操控，由警铃和警灯实施紧急广播和远程报警功效，最终由软件程序系统实施安全防护，使得早期报警得以实现。

监控层的设计配置，处二楼由工控机和人机界面构成外，还包括工业计算机在内的组建。煤矿井下工业以太网的CPU中央管控器功能，有处理器模块来实现数据的传输和交换，在系统组态软件方面，整个控制系统组态和故障信息处理技术，相应的王娜车你够了对火灾监视系统的动态运行。智能型系统出了对高、低压的闸门实施控制信号外，还对故障状态和监视系统实施监视。对电动机卡的工作电流、故障状态、制动闸实施开停和动态监控。亲爱监控层的综合保护方针，对于输送带和取得滚筒之极爱你的摩擦打滑以及可能引发的煤尘和瓦斯爆炸，都能够起到很好的警报和预防作用。在既定的程序作用下，对传送带的跑偏问题、堆煤事故、断带保护、灭火装置、烟雾报警、沿线故障等都能起到和好的防护作用。

3.3矿井带式输送机分布式智能控制系统

通信网络技术串联如煤矿井下带式输送机运行结构中，除了不影响传输数据外，还使得带式输送机控制系统实现控制、检测、管理等方面的综合化智能化传播速率。总线网络控制系统的应用，解决了传统作业中无煤空运转的情况，实现了煤炭作业领域有网络分布到地面监控以及井下作业和传输系统的综合化、一体化、智能化控制体系。

带式输送机的智能节点，除了实现其管理层功能和各种类型微控制器接口的智能化功能外，还能以外围单片机设计，实现智能数据传输。控制任务的完成，很大一部分得益于其控制算法和驱动控制器。新型的设计理念，将传感器与控制器接口相连部分连接在一起，在起动控制和功率平衡上，寻求最佳合理点位，实现了带式传送机的正常化控制节点。

在实施现场控制时，输送机注射笔之间，由操作界面和后二笔补充以及上位机的工作情况实施控制。智能系统通过连锁关系来实现输送机各装置的顺序启停。对于输送带的验证，能以检测开关实现低速验证。之恩那个控制系统还以输送机的远程操作开关实现装置间的顺序启停。

4 总结

智能控制技术应用于煤矿井下带式输送机设备中，是煤矿企业的正确选择。在现有的配置运输设备中自动化、智能化、安全性、经济化，对实现煤矿井下带式输送机设计对矿床资源开发的重要意义。煤矿的高产、高效以及集约化生产，都需要煤矿井下开采作业和输送技术做支撑。在对输送机的改进过程中，智能控制体系更能提高井下设备的性能和大运量以及相关技术要求。煤矿井下作业实践表明，智能控制技术的应用，不仅可以提高运输系统效率，减少劳动强度，同时还保障安全生产，值得在矿业领域推广。

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