工业以太网在带式输送机集控保护系统的应用

（福建省永安煤业有限责任公司仙亭煤矿，福建 大田 366102）

前言

现有的1#皮带运输系统操作方式为人工就地控制的操作方式，造成劳动强度大，2#皮带的投入使用，势必会投入更大的人力物力。采用工业以太网实现1#和2#皮带运输机联动能够实现远程无人值守，2#皮带集控箱和远程分站通讯采用工业以太网技术减少布线的麻烦，且减少故障点判断的时间，降低检修人员查找故障难度，提高设备检修的效率和系统运行效率。采用工业以太网通讯技术TCP/IP，保证通信速率高，通信稳定、抗干扰能力强。

一、工业以太网TCP/IP

工业以太网是一款基于工业物联网架构设计的工业嵌入式软件一体化设备。可实现工业现场多种设备的数据接入和转发推送功能，且工业以太网具有开放性好、软硬件资源广泛支持、成本低廉、使用方便等优点。

工业以太网技术能够实现以下功能：

①实现远程控制工业现场设备；②实现工业现场PLC 远程修改程序；③实现工业现场设备受人机界面远程控制；④实现工业现场组态画面远程映射，在工业电脑上模拟现场运行环境；⑤可灵活接入以太网口视频监控系统，将工业现场环境实时传递至地面调度中心。

二、工业以太网皮带控制系统组成

2#皮带运输系统长度为850m，现场原有1#皮带长度约为670 米。为实现远距离可靠通讯，并将2#皮带运行状态及数据实时传输到1#皮带机操作室。在2#皮带运输系统机头部位安装一台KXJ1-127（就地综合保护控制PLC 箱），2#皮带运输系统操作台配置10.4 寸昆仑通态人机界面，可显示2 条皮带运输系统的运行、故障信息、并可对皮带运输系统启停控制。2#皮带运输系统沿线安装3 台DXJ-2/127 远程分站保护箱。为实现2#皮带运输系统无人值守集控要求，在1#皮带运输系统操作室内新安装一套DXJ-2/127 集控箱（内置PLC 和人机界面）。将1#皮带运输机各类保护传感器（打滑、跑偏、堆煤、撕裂断带、温度、烟雾监测装置、自动洒水装置、沿线急停闭锁）全部接入DXJ-2/127 集控箱。在1#皮带机操作台配置10.4 寸昆仑通态人机界面，可同时显示两条皮带的运行、故障信息，而且能够实现对2#皮带运输机沿线各传感器信号的采集和故障点定位。在不影响皮带运输机安全情况可通过人机界面把某个故障保护屏蔽。

三、工业以太网TCP/IP 皮带控制系统工作原理

2 条皮带运输机数据交换是通过工业级以太网交换机，利用以太网交换机把+500m 就地综保控制PLC 箱、+500m 操作台内人机界面MCGS、沿线3 台DXJ-2/127 矿用隔爆兼本质安全型远程分站箱通过网线和光纤连接在一处。在1#皮带运输机控制室内的集控箱安装光电收发器A 端，在2#皮带机头KXJ1-127 矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱安装光电收发器B 端。通过工业级以太网交换机数据互换，采集3 台DXJ-2/127 矿用隔爆兼本质安全型远程分站箱内PLC状态值实时上传至2#皮带机头KXJ1-127 可编程控制箱；DXJ-2/127 远程分站箱还可完成2#皮带运输机KXJ1-127 可编程控制箱系统控制功能，还可实现远程启停给煤机。

实现带式输送机集控保护条件如下

1、必须保证每台PLC 自带以太网网口功能；2、所有PLC 和人机界面IP地址设置必须是唯一性；3、所设置的IP 地址必须处在同一个网段内。

四、工业以太网TCP/IP 的优势

采用工业以太网TCP/IP 技术，能够有效减少布线。

采用工业以太网TCP/IP 技术，能够接入视频监控系统，能够异地实施监控查看皮带运行状态。

采用工业以太网TCP/IP 技术，能够实现远程启动给煤机。

采用工业以太网TCP/IP 技术，使用西门子WinCC 组态技术，模拟皮带运输系统和实时监控皮带集中控制系统设备运行状态。

采用工业以太网TCP/IP 技术，突发情况下某个保护故障导致皮带运输系统停机，屏蔽当前保护即可应急运行又不影响提升运输，提高矿车周转率。

采用工业以太网TCP/IP 技术，若当前多个远程分站中的一个PLC 通讯故障，只需带笔记本电脑快速排除故障。

五、结语

工业以太网在皮带集控中心应用有五个优势：

1.选择先进的以太网交换机，实时性好、可靠性高、数据处理速度快。

2.采用分布式控制结构，具有较高的安全性。当1#皮带运输系统通讯故障时，可采用就地手动控制皮带运输机。

3.通信网络速度快、距离远、可靠性高。当网络发生掉线或传输故障时，人机界面自动侦测到并发出报警。

4.减少布线的成本，由于采用远距离通信网络，只需布设网线或光纤将更加方便快捷高效，减少控制线用量，减轻工作量，降低接线失误概率。

工业以太网TCP/IP 技术要比其它现场总线（modbus 协议、CAN 通信协议）更容易上手，无需花大量时间和资金，且以太网交换机即插即用无需二次开发，还支持多种传输介质、多种传输速率、满足各种应用需求。工业局域网接入以太网后，可远程诊断或编程PLC 设备，而无需深入现场检修设备，有效减少故障影响时间，采用以太网技术对设备检修有很大的高效性。

工业以太网技术在自动化领域，未来工业以太网技术将会是工业自动化领域的引领者。