采煤工作面转载机远程监控系统研究

贾艺栋

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司双柳煤矿，山西 柳林 033300）

引言

转载机是矿井采煤工作面运输系统重要组成设备，转载机若具备自动控制、故障诊断以及运行监测等功能，在一定程度上提升了设备运行可靠性[1-2]。在采煤工作面正常回采推进过程中，需要频繁启动或者关闭刮板输送机、转载机等设备，但是受到采煤工作面环境恶劣、作业人员劳动强度大等因素影响，当出现紧急情况需要转载机立即停止运行时，往往停机效率较低[3-4]。同时现阶段国内关于采煤工作面转载机监控研究处于初级阶段，仅能实现转载机电机冷却水流量、温度，减速器油温、油位等监测，具备的功能不够完备[5]。为此，提出一种转载机远程监控系统。

1 采煤工作面转载机结构及特征分析

在采煤工作面布置的转载机常被安装在采面与运输巷交汇位置，主要功能是实现原煤、矸石等转载及运输。转载机主要结构包括有机头、机尾、紧链装置、刮板链以及溜槽等。转载机机头主要结构包括挡板、传动装置、液压系统、机头链轮轴、卡箍等构成，机头是转载机运行的动力来源；紧连装置结构主要包括有阻链器、辅助紧链等构成；刮板链主要有连接环、螺母、圆环链、横梁以及刮板等构成，刮板链在运行中可承受较大的动、静载荷，本身具备有较强的抗腐蚀以及抗摩擦能力；溜槽结构主要有槽体、电缆槽以及盖板等构成；机尾主要由机尾链轮组件、油箱、机尾架以及挡板等构成。文中以山西某矿3306采煤工作面机头位置布置的SZZ900/315转载机为工程实例，对转载机远程监控系统进行研究。

2 远程监控系统结构

2.1 总体结构

具体采煤工作面转载机远程监控系统结构包括有机载监控系统、巷道远程监控系统、地面远程监控系统等构成，具体结构见图1所示。

图1 转载机远程监控系统结构图

2.2 地面远程监控系统结构

地面远程监控系统基于SIMATIC WinCC平台构建，可实现转载机以及附属设备的停机、运行等功能控制，也可实现转载机运行状态的远程监控。

为了实时掌握、分析转载机上布置的各类传感器监测数据，系统应具可与巷道监控装置间进行数据通信，具体监控系统远程信息传输通信结构见下页图2。

图2 监控系统远程信息传输通信结构

为实现转载机以及巷道监控装置间的数据的远程监控，基于SIMATIC WinCC以及S7-300PLC实现数据通信，具体数据通信步骤为：采用SIMATIC S7 Protocol Suite.chn通信程序作信息交互的驱动程序；在对通道单位选择时应选用驱动程序下的TCP/IP通道；通过构建信息通信通道，与巷道监控装置核心S7-300PLC进行数据通信，并对相关参数进行设计。

2.3 巷道远程监控系统结构

巷道远程监控系统的应用可实现转载机附属机电设备上布置的传感器检测参数实时监测，并将监测数据传输给地面远程监控系统。机载监控系统主要结构模块包括有数字量、模拟量信号采集，随后通过人机交互界面实时显示监测数据，并根据监测数据对转载机是否出现故障进行判定，并可实现转载机的启动、停止以及紧急停止等功能。

巷道远程监控系统结构主要包括有变压器、工业计算机、交换机、HMI显示屏、光电转换模块以及S7-300PLC等构成。监控系统内部结构主要有内部接线腔、变压器腔、外部信息接线腔等构成。具体转载机巷道远程监控装置具体功能为：对供配点系统运行情况进行监控；对转载机运行工况进行监控；实现远程监控供能。巷道监控主机主要是为了实现转载机的远程集中控制以及故障诊断，具体功能包括有：对监测获取到传感器数据进行分析以及运行故障的远程诊断；对转载机设备运行情况进行集中控制，具体功能包括有设备的顺序启动、正常启动以及急停等；实时显示组合开关控制器、移动变电站以及机载监控装置等设备运行基本情况。

2.4 机载监控系统结构

为了实现转载机运行参数的远程监控，需要在转载机上布置各类传感器，具体布置的传感器型号、功能见表2所示。

表2 转载机机载传感器型号、功能表

将上述各传感器安装在转载机机身腔体内，通过传感器监测获取到转载机运行物理参数以及组合开关运行状态。用以实时采集、分析传感器监测数据的核心组件为S7-300PLC。

3 结语

转载机是采煤工作面重要的运输以及转载设备，其运行效率以及运行可靠性直接关系到采煤生产。本文提出的转载机远程监控系统，主要结构包括地面远程监控系统、巷道远程监控系统以及机载监控系统等，各系统通过转载机上机载传感器实现转载机运行参数的远程监控。