井下带式输送机远程集中控制系统的技术研究应用

张丽娜

（山西安信建设工程检测有限公司，山西 晋城 048006）

岳城矿原煤提升运输系统主要以皮带输送机运输，井上、下共10条皮带。岳城矿主运系统的皮带运输机控制目前均采用PROMOS皮带保护控制器进行就地操作控制，未实现远程集中控制。因此有必要根据井上、下带式输送机的运行情况，设计一套带式输送机集中控制系统，实现系统的实时监测与自动化集中控制。

1 集控系统功能描述

岳城矿设计的皮带集控系统是一集地面集控监测、语音通讯以及视频上墙和远程诊断于一体的综合自动化控制系统[1-2]，主要包括以下四个部分：皮带集中控制系统网络传输技术研究、语音扩播系统的建立、视频监控系统、地面监控组态软件设计。整个皮带集中控制系统能够实现井上、下皮带集中控制，并与语音扩播系统、视频监控系统进行联动，在皮带出现故障时，准确、可靠、迅速地做出反应，及时报警或停机。

2 皮带集控、数据网络传输及系统整合技术研究

皮带集控系统能够与数据指令传输系统相结合，实现集中控制和手动控制的同步运行。其硬件设备的基本架构如图1。

如图1，系统主要由上位机、交换机、皮带主控制器、通讯扩音电话、传感器、摄像仪、电源、电视墙、IP电话等设备组成。硬件结构可分为管理层、传输层和控制层三层结构。

图1 皮带集控网络结构图

（1）管理层是以安设在运行队集控室的皮带集控上位机为核心，实时跟踪现场设备的工况参数，并通过指令实现全系统的集中控制。

（2）传输层是基于井下千兆环网和交换机等传输设备，将地面调度室各类指令信息与井下各盘区变电所内的控制设备实时互联，保证各种控制指令的有效传达和现在状态信息的及时反馈。

（3）控制层是通过基于PLC的皮带主控制器，对一盘区皮带巷和各工作面顺槽皮带进行实时控制，并针对系统的运行动作进行状态监控，实现各条皮带所有保护的在线状态监测和实时上传。

3 视频监控系统

皮带集控系统视频监控系统将采用数字摄像仪，解决以往采用的模拟摄像仪清晰度低、布线不灵活、升级改造困难的问题，主要实现两个方面的内容：显示屏设计以及数字视频传输网络的设计。

分别在带式输送机机头、机尾、除铁器处安设高清网络摄像仪19台，每条皮带安装一台矿用本安型网络交换机，带式输送机头本安型网络交换机作为以太环网的分支延伸使用，利用矿上工业以太环网，视频信号通过光纤连接到以太网环网交换机，实现视频信号的上传。如图2。

图2 岳城矿视频传输网络结构图

4 语音子系统技术研究

语音系统是集井下各皮带巷扩播电话、调度电话、带式输送机头电话和皮带控制系统于一体的实时广播系统，能够结合各皮带的运行状态参数进行自动声音报警，实现调度应急信息的及时下达。具体连接方式为：在带式输送机头将皮带控制器中的音频信号接入扩播报警电话，通过耦合器，再接入原有井下电话系统中，就可以完成扩播、报警、调度电话三合一功能。

如图3所示，程控交换机PBX通过耦合器和本安型电话机相连接，程控交换机的振铃信号经过耦合器传给话机，当话机听到振铃声时，摘下耳机，和呼叫方建立通话链路。本安型电话机通过键盘发出双音频呼叫信号，通过耦合器及程控交换机呼叫所选需要通话电话，当被选电话听到振铃声，摘机后，建立通话链路。广播报警通过地面指挥中心的报警计算机，实现分组话机或全部话机的广播报警。

图3 语音子系统结构示意图

5 组态软件地面控制技术研究

根据岳城矿目前皮带布置情况和运行维护状态，皮带控制系统、工业视频系统等子系统对上位机程序的特定要求，设计开发出一套皮带集控上位机软件。软件程序界面美观、易操作，数据传输稳定、安全；具备监测和查询功能、视频显示和集中控制功能。组态软件监控画面如图4。

图4 组态软件监控画面示意图

6 应用效果及结论

该系统于2017年12月在岳城煤矿井上、西翼、南翼皮带巷对10条皮带进行了工业性试验。试验结果表明：集控系统安装后，集控系统能够实现井上、下10条皮带的实时监测和自动化集中控制，过载、堆煤等各类保护能够迅速反馈，系统运转正常，系统后台能够及时传输到集控室并自动记录报警事件，便于进一步统计分析，说明该系统能够满足矿方带式输送机集中控制的需求，实现无人值守、减员增效的目的。