02

煤矿井下带式输送机集中控制系统 

----------------------------------------------------------

煤矿井下带式输送机集中控制系统实现了煤矿主运输皮带的无人值守控制；能够在地面控制井下皮带的工作状态；能够对带式输送机的运行数据进行显示、存储、智能分析；配置煤流监测装置，能够根据煤流量的大小控制带式输送机的运行速度，达到能效优化的目的。

1 系统组成

本系统主要由PLC控制、视频监控、皮带综合保护、预警通话、运行参数监测与数据分析、传输网络等模块组成。PLC控制系统的下位机选用西门子S7系列产品，皮带保护系统配备堆煤保护、沿线急停保护、超温保护、烟雾保护、纵撕保护、速度保护、跑偏保护、张紧力下降保护、超温洒水等9大保护，同时具备电机电流、电机温度、电机振动、煤仓仓位检测；语音系统配置我公司自主研发的KXH127型数字语音机，具备开车预警、故障语音提示、语音对讲功能；电视监控系统中的矿用摄像仪采用海康高清机芯，集控室视频设备以海康品牌为主体。整个系统集“控”、“视”、“听”为一体。图a、图b为本系统构架示意图。

                                              图a  集控系统网络构架

图b   系统现场设备关联

2.系统实现的主要功能

1）控制方式 

（1）集控室远程控制：集控室操作人员通过上位机运行界面，一键自动或单击手动控制皮带机群和给煤机的启停、故障复位、急停、开关远程送电等操作，实现井下无人值守控制。

（2）现场手动控制：现场操作人员通过现场按钮控制设备启、停，皮带保护投入，皮带间闭锁关系存在。

（3）现场应急控制（检修手动）：现场操作人员通过现场按钮控制设备启、停，皮带保护不投入，皮带间闭锁关系不存在。

2）设备状态“可视化”

在集控室的上位机上，实时显示皮带运输系统的各种信息，包括：系统各保护传感器的工作状态（按各传感器的准确位置显示）、电动机运行返回接点状态、电机电流、电机温度、张紧力、煤仓仓位、皮带停车原因、PLC控制分站通讯状态等等。

井下操作箱上配置有本安LCD显示屏，与地面计算机同步实时显示皮带运输系统的各种信息。

3）远端维护功能

（1）技术人员可以在集控室通过专用软件，实现现场控制分站PLC程序的修改及内部数据检测。

（2）系统计算机或服务器可以设置连接internet网络，技术人员可以通过远程协助软件，控制集控室计算机，实现上位机程序修改以及现场控制分站PLC程序的修改和内部数据检测。

（3）系统若配备工业级IP路由器，利用VPN技术，技术人员可以通过登陆特定账户，直接访问井下PLC修改程序和分析数据。

4）历史纪录查询及报表管理功能

（1）在上位机上，可以选择时间段查询选定设备的历史运行纪录，纪录内容包括设备单次运行时间、单次停车时间、单次运行时长、单次控制方式、单次停车原因、累计运行次数、累计运行时长、累计停车时长。查询内容以excel表格形式显示，可以直接导出保存、打印。

（2）可以选择时间段查询选定设备的故障记录，包括：故障发生时间、故障类型、电机无返回接点故障、制动器无返回故障、给煤机无返回故障、电机温度超限、电机电流超限等。查询内容以excel表格形式显示，可以直接导出保存、打印。

（3）可以查询选定时间段内的操作纪录。查询内容以excel表格形式显示，可以直接导出保存、打印。

（4）在上位机上，可以选择时间段查询选定设备的电机电流及电机温度，数据以曲线视图形式显示，便于管理者与设定值比较，快速判断电机近期的运行状态。曲线可以导出，格式为Microsoft OneNote。

5）保护功能

（1）系统具有2016版《煤矿安全规程》第三百七四条关于主运输胶带规定的保护的接口，包括堆煤保护、沿线拉绳保护、超温保护、烟雾保护、防撕裂保护、速度保护、跑偏保护、张紧力下降等保护。

（2）除了具备上述规定的保护功能外，系统还具备电机电流超限提示、电机稳定超限提示、仓位超限提示，这些功能根据需要可以设置停负载，避免设备故障重载停车。

6）声音提示功能

（1）皮带沿线安装语音通话设备，皮带开车时沿线语音给出“设备启动请工作人员注意”，保护动作时给出声光提示“XXX保护动作”。

（2）集控室当皮带开车时上位机给出声音提示“XXX皮带启动”。当保护动作时提示“XXX保护动作”，电流超限、仓位超限均给出相应提示。

7）设备停车原因分析功能

皮带每次停车，系统会分析输入输出数据判断停车原因，并在上位机及现场操作箱显示屏显示停车原因，停车原因包括：正常停车、保护动作停车、顺启超时停车、闭锁关系停车、急停停车、通讯故障停车。

3、上位机监控界面案例展示