皮带运输系统综合自动化探析

罗海安

摘 要：输送系统是矿山生产的主干线，一旦发生故障，将严重制约和影响生产。煤矿皮带运输系统综合自动化控制改造项目，按照数字化矿井建设总体规划进行设计施工，通过技术升级使皮带运输系统实现远程现监测监控、集中控制，满足系统先进性、 可靠性、实用性、经济性的要求。

关键词：皮带运输系统;自动化;探析

1 基本情况

矿井皮带运输系统共有8台皮带机和1部简易设备（筛选笼），分别为地面1#皮带机、手选矸1号皮带机、手选矸2号皮带机、筛选笼，2#大倾角皮带机和3#皮带机，以及井下综采系统的4#、5#、6#皮带机。为提高矿井的生产率和自动化水平，保障生产的安全性，将9台皮带机设备全部纳入集控，結合已有的视频系统，在矿调度中心实现集中显示、集中操作、集中控制，构成管控一体化监控系统，使整个运输系统实现自动化控制与监视，达到了智能性、高安全性的目的。

2 设计原则

控制系统的设计选型遵循技术先进，配置优化，性能可靠，经济合理的原则，完全满足现场环境条件，以保证系统长期稳定运行为目的，控制网稳定可靠，具有一定的抗干扰能力。具备应急安全措施，防止网络瘫痪。在计算机上对系统的重要过程参数、设备状态等进行在线集中监控，对重要设备进行在线分散控制。

它既可以在井口皮带机监控室，又可以在矿调度中心“一键式”实现对整个运输系统的操作控制和数据监控。不仅能实现集中控制，还能在现场单机控制。停止任何一台皮带机将导致随后的皮带机停止运行。

3 矿井皮带运输集控系统设计方案

保留现有的皮带机电控、保护（除急停），重新配置电控分站、通讯电缆及KHP352矿用带式输送机保护装置、KTC186矿用工作面通信控制装置组成多条皮带机集控系统，在调度中心设一台研华IPC610工控机、以太网光交换机、视频录像机DS-8616N-K8，井下数据由光纤接入光交换机，通过以太网电口接入工控机。操作台上工控机组态画面采用组态软件，采用主画面及多个子画面方式显示全系统工况、主要参数。并具有数据存储功能，实现井下皮带机的集中控制;通过地面集控室的IP 话台实现对皮带全部沿线的呼叫、通话。井口皮带机监控室与调度中心之间通过光缆组成冗余以太网，在井口皮带机监控室及调度中心均可实现集中控制。图一为皮带集控系统设备布置图：

4皮带运输系统自动化控制及效果

4.1皮带运输自动化控制系统功能

经过上述改造，可在调度中心实现遥控皮带机单开单停，也可实现皮带机的顺序启停，保证紧急情况下的急停。各皮带相关数据（电机电流、速度、保护动作）实时显示，统计报表输出，各种报警提示，历史存储。这些数据同时被传送到矿调度中心，实现了信息共享。

该系统还可以对各种煤流流程进行编程和选择，单机设备（如筛选笼）可以联机/单机启动，煤流选择具有闭锁保护功能，在遥控下实现逆启顺停，设备出现故障时，将设备（皮带）全部关闭。并通过 WEB发布有关数据，实现远程查询和管理。

4.1.1启动控制

在所选过程中，皮带和设备均处于正常待机状态，煤仓煤位在适当范围内，选择自动控制模式，按下系统启动命令，系统按所选过程反向启动相应的皮带或设备，也可按闭锁状态，逐个在调度中心启动各皮带或设备。或者在手动控制状态下可以对任意设备单独启动。

4.1.2停止控制

停机控制有三种方式。①自动泊车。按照煤仓的设定时间或堆煤高度，设定系统自动停止顺停;②人工停止。当遥控或就地按下停止按钮时，系统自动启停或立即停止;③故障停车。如果发生堆煤、严重跑偏、皮带撕裂等故障，系统会自动启停或立即停止。皮带机在拉下开关时，应立即停止在前面选定的过程中所用的设备。

4.1.3故障自诊断及保护功能

皮带运输自动化控制系统功能精确判断故障类型，故障位置，并能对图像和语音进行提示，实况资料及时报告管理：记录并储存传送带故障状况。通过系统实时记录，自动生成运行日志报告和生产报告，并能记录每台带机和设备的累计运行时间、启动/停止时间等，实时记录模拟量和开关量。

4.2项目实施效果

4.2.1安全性能高

系统保护功能完善，运行时如有保护动作，系统均可实现故障停机保护。该系统通过设定控制参数，既可避免瞬间动作引起的停机，又可及时发现故障点。与此同时，当某一传感器损坏，导致保护误动时，可在触摸屏头部，对各条皮带进行各种防护，以便在现场不能及时处理时，屏蔽后复位继续启动，等检修正常后将屏蔽保护移除，为生产赢得时间。

4.2.2改善工作环境

系统安装后实现远距离控制，操作人员在控制室内完成对各皮带机的开停控制，岗位操作工在控制室内操作隔离噪音和煤尘污染，改善了工作环境。

4.2.3减员提效

原9台皮带机设备需要6人操作，系统安装完成后，在控制室中可以实现对整个运输系统的一人控制，改变了传统一人一岗的操作方式，从而减少了岗位人员，达到机械化换人、自动化减人目的，经济效益提高83%。与此同时，减少作业人员，为推进成本管理起到积极作用。

4.2.4减少开机启动时间、节约电费

原系统9台皮带机设备，首先由综采工作面顺槽皮带机（6号）启动运行，然后打铃通知，依次运行前一台皮带机，直至运行1号皮带机，皮带机由里至外运行，整个过程耗时约12分钟。采用集控系统后，整个启动运行过程耗时约2分钟，工作效率提高95%。同时，1-6号机及地面的破碎筛选系统，每次可节约运行时间10分钟，按每班启动2次，三班制计算，每月可节约电费1176KW*1h*0.5411元/KWh*30天=19089元。

4.2.5提高经济效益

该系统所具有的智能性、高安全性，设备故障清晰的显示在操作系统屏幕上，可为日常检修工作提供可靠的参考;同时及时发现事故征兆，为做好事故的预防起到积极作用，从而减少机电事故和成本投入。 集控系统安装前，皮带机发生故障，需要检修人员巡检皮带机，根据现场情况及经验判断出故障点，再进行处理，往往耗时1-2个小时。系统安装后，故障点清晰的显示在操作系统屏幕上，小故障10分钟内就可以处理完毕，为原煤生产创造了时间，每次故障处理可多出原煤124吨，相当于创造了经济效益。

5结语

该文通过对矿山皮带运输系统综合自动化控制技术的改造，将皮带运输系统集成于统一的综合自动化监控平台上，进行集中调度管理，实现对皮带运输系统的远程集中监控。为实现企业减员提质增效，提高生产自动化水平和综合管理水平，取得了显著的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]刘文韬.煤矿皮带运输系统网络化监控改造实践探析[J].广东化工，201，946（14）：167+162.

[2]张晓东.自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2019（18）：132-133.