【煤矿生产中用PLC控制胶带输送机初探】 煤矿胶带输送机

　　【摘 要】某矿胶带运输系统线路长、岗位多、联络环节多,针对这些特点，该矿采用了PLC集中控制系统控制煤矿胶带输送机,从而实现了主煤流系统的集中控制和胶带输送机的安全高效运行，取得了明显的经济效益。
　　【关键词】胶带输送机；PLC；集中控制；工作原理
　　引言
　　某矿由于采区开拓不断延深,井下输煤主要运输工具——强力胶带输送机和各采区胶带输送机需要不断延长,煤流的转载90%是由采区胶带输送机直接转载到主胶带输送机上,这样就形成运输系统线路长、岗位多、联络环节多等特点,人员分散,不利于安全生产和科学管理。为解决该问题,并根据煤矿运输标准化管理的需要,达到设备安全可靠运行以及减人提效目的,该矿使用PLC集中控制系统来控制胶带输送机,该集中控制系统采用KXJ-0.25/660/380/127矿用隔爆兼本安型PLC,通过集中控制和工业电视相结合,对井下主煤流强力胶带输送机和振动给煤机及煤仓煤位计等相关设施进行监测,实现了主煤流系统的集中控制。
　　1 系统组成
　　PLC集中控制系统由地面控制中心、传输线路、井下分站、相关保护装置等部分组成。结合该矿的实际要求,本着方便安装的原则,该PLC集中控制系统采用西门子S7-300系列PLC。该煤矿公司共有12条胶带和5个煤仓安装了PLC控制系统,其中北翼4条胶带和北翼煤仓、南翼5条胶带和南翼1号、南翼2号、南翼3号煤仓、石门2条胶带和石门煤仓外加1条三水平暗斜井胶带。以南翼5部、南翼4部和南翼3号仓为例,南翼5部胶带输送机和南翼4部胶带输送机以及南翼3号煤仓构成一个小的局部闭环回路,煤仓煤位的高低可以通过人为设置极限值,当煤位达到高或低的极限值时要求必须立刻停止胶带输送机运行。本着逆煤流开、顺煤流停的设计理念,在胶带与胶带之间可以设置有联锁和单机启动,同时安装胶带的六大保护装置,即堆煤、温度、烟雾、速度、跑偏和自动洒水装置;为了突出该系统的优越性和科技性,增加了对一些重要数据的实时掌握功能,如电动机的电压和电流等,在每部胶带输送机的落煤点设置了工业视频头,该视频头信号采用点对点的光纤模拟量传输方式,能保证现场信号和地面集控人员所看一致。
　　(1)地面控制中心:主要通过工控机对胶带输送机及相关设施进行监控和集中控制。系统软件使用IFIX系列,采用主、从计算机实现双机热备用,当其中一台计算机出现故障时,可自动切换到另一台计算机,以防止数据丢失或控制失控。由工业电视完成对胶带输送机的视频监视。
　　(2)传输线路:以Profibus为主干网,采用铠装光缆作为传输介质,具有远程启动、停止、复位和测试功能,并可进行地面远程编程、故障(保护)屏蔽及控制方式转换、振动给煤机点动操作等功能控制;能实时显示各胶带输送机、相关设施及所有信号状况,并能方便地进行多画面切换;当井下被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后,给出语音、文字告警提示。
　　(3)井下分站:每条胶带分别设置一套控制装置,采用S7-300系列PLC,加装光纤接收连接模块接入井下Profibus网。胶带输送机集控系统主要由隔爆兼本安型胶带输送机控分站、本安型操纵屏以及安全保护等设备组成。
　　(4)相关保护措施:根据煤矿安全生产需要,安装有对胶带、电动机起保护作用的传感器,如跑偏传感器、急停传感器、打滑传感器、料位传感器、烟雾传感器、速度传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器等,并配备胶带沿线扩音电话。
　　2 工作原理与控制方式
　　工作原理:该系统采用PLC作为控制中心,采用串行通信方式实时监测拉绳、跑偏、温度、烟雾、开停、速度、堆煤、洒水、电流、电压、物料等传感器的检测的信号及执行设备的状态信号。这些传感器均需要24V工作电压,因此,需要使用电源转换。
　　PLC集中控制系统的控制方式有人工就地控制和地面集控两种。
　　（1）人工就地控制。井下操作司机、检修人员可分别在各条胶带输送机机头及其它设备机头控制该设备的启停。当该胶带输送机集控分站的远程/就地按钮显示就地时,此时地面集控室操作人员不能完成对该胶带输送机的远程操作;若要对其操作只能由司机亲自去胶带输送机现场去按启动按钮方可启动该胶带输送机。该按钮在点动胶带输送机或检修胶带输送机时适用。
　　（2）地面集控(分为地面远控集中控制和地面自动集中控制)。在每部胶带输送机机头安设了胶带输送机集控分站,当该分站的远程/就地显示远程时表明此时操作人员在操作室可直接通过键盘或鼠标点击就可以完成对该胶带输送机的地面远程启动操作,当地面集控人员点击该胶带输送机启动字样时该胶带输送机就会启动。如此可以同样的操作完成对任何一部胶带输送机的远程启动。在地面远程单机操作的基础上可使胶带输送机与胶带输送机之间联合闭锁,让胶带输送机按照逆煤流开、顺煤流停的原则开停。操作人员在操作室可根据实际需要实现设备的单启、单停,联启、联停等操作。
　　3 系统的主要功能
　　3.1 故障自诊断功能
　　(1)PLC故障自诊断:PLC的扫描器和适配器发生故障时,系统会通过网络的通信情况判断故障,并发出报警;(2)传感器和信号线故障诊断:模拟量的传感器或信号线发生断线故障时,PLC通过测量值判断故障并发出报警。
　　3.2 显示功能
　　在计算机屏幕上动态显示全系统工况、主要保护、参数及每台设备运行的有关信息(开停、速度、运行时间统计等),同时实时显示胶带输送机和各种保护传感器的工作状态,如胶带电流和速度等参数,还可显示胶带输送机的故障类型、故障发生时间及故障位置。
　　3.3 保护功能
　　系统带有速度、过流的模拟量检测。通过对系统自带的速度传感器信号的检测,可以进行打滑、过速、欠速保护。
　　3.4 实时记录功能
　　系统对操作记录、启停记录、电流检测记录、传感器状态记录、设备开机率统计记录、运行状态记录等都可保留,工作人员可随时翻看记录;具有各集控设备及各检测传感器和保护的历史趋势曲线查看和相关历史数据查询功能。
　　3.5 安全管理功能
　　集控中心工作人员赋予相应的用户名和口令,规定操作人员的不同权限,操作人员只有通过输入正确的口令和密码后才能进行操作。
　　3.6 故障屏蔽功能
　　系统可对PLC出现的故障进行屏蔽,及时调整设备参数,以保证故障后设备在最短时间内恢复运行,故障在检修时间内排除后撤消屏蔽。
　　3.7 历史查询功能
　　电动机电流、温度、带速、产量和瞬时流量历史趋势图查看、相关数据报表显示和历史数据查询。
　　4 结束语
　　PLC集中控制系统可对井下在用的12条胶带、5个储煤仓进行控制和保护,整个系统和各个网络及控制部件运行良好,未出现任何故障;尤其是在井下比较恶劣的环境下,各分站、操作屏以及通信网络经过长时间的运行,至今依然运行良好,充分体现了自动化产品的高品质和优良的可靠性,实现了胶带输送机的安全高效运行,保证了煤矿的安全生产和经济效益的不断提高。
　　参考文献:
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