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煤矿带式输送机集中控制系统的应用分析
摘要：近些年，伴随着带式输送机的不断发展，其逐渐趋于完善性。在社会经济水平提升的背景下，有关于机械制造、冶金技术和化工技术等均得到了一定程度的创新以及改进，因此，在应用带式运输机期间也面临着有关的改变，此种变化延伸到了各项企业中。在物料输送系统内应用带式输送机有着极高的作用，该种类型的输送机除了自动化效果良好之外，而且性能极高，基于此种优势，所以被普遍应用到了各项行业内。在文章中，重点分析和探讨了煤矿带式输送机集中控制系统的设计及应用现象。
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当前阶段，要想确保带式输送机和综采工作面规模扩大要求相符合，当设计驱动电机的过程中，均有着非常大的设计余量，不过从实际生产现状来看，因为采煤机截割功率失去了平衡性，同时无法确保带式输送机煤炭运输量是恒定值，因此生产工作中普遍存在着带式输送机自身运输量小于额定运输量的现象，导致驱动电机功率下降，电能消耗较多，不利于提升经济效益。所以，目前企业面临的首要问题便是采取合理方式降低带式输送机运行期间消耗量过多现象。
1、工程案例
本文以某项煤矿案例为主，该项煤矿属于生产力大约是300万t的煤矿，其中，应用的皮带运输机机械长度大约是2000m，结合400kW的主机电实施驱动操作，将运输能力控制在合理范围中。可是从该项煤矿中带式输送机实际运行现状来看，还有着较多的问题，比如自动化性能没有体现出来，水平较低，系统控制效果不佳，面临着空载运行现象。基于此，必须应用新型的带式输送机达到自动化集中控制的目的，促使作业安全开展。
2、煤矿带式输送机集中控制系统的结构设计和优势体现
带式输送机的安全稳定性是促使煤矿高效率运行的一项主要依据，其中，我国对于煤矿带式输送机要求的保护措施包含了多方面，分别是防滑保护、对煤保护、防跑偏设置以及温度和烟雾保护等，而从数据交换以及语音互联等多方面，有待进一步研究。虽然我国带式输送机保护装置实现了煤矿安全中心规定的堆煤、跑偏以及急停等保护装置，可是从实际作业现状来看，矿井内的多条带式输送机保护系统处于独立运行的状态，这些系统无数据交换，同时也没有实现语音通信，地面调度室无法进一步掌握到带式输送机实际运行状态，基于此，要想进一步提升煤矿自动化生产效率，减少成本输出，达到节能降耗的目的，和矿井生产中自动化要求相符合，相关企业研究了一种新型的语音通信功能带式输送机集控系统，该种类型的系统有利于交换数据，在满足基本需求的基础上提升煤矿生产自动化水平。
2.1 结构设计
煤矿带式输送机集中控制系统结构为环形，采取光纤和网络交换机内部相互连接到一起，然后落实于中央集控室内部中，此种类型的结构有利于增强通讯环节的规范性，使其越来越安全。其中，中央集控室、可视化系统以及井下交换机和控制器等相互组合形成了煤矿带式输送机，其在应用期间产生的效果极高。
2.2 系统功能
2.2.1 安全回路
在煤矿带式输送机总线内部运行期间，应用新型的安全回路形式产生的作用非常高，此种类型的微控制器有着独立性特征，和安全回路相互结合到一起，处于12V电压中将会形成一项准确地频率信号，如此一来，在未来运行环节中，带式输送机能够接受和急停开关有关的信号，同时全部的数据线路还可以引进相同电缆中，在提升安装和维护效率的基础上确保质量。
2.2.2 语音对讲
在煤矿带式输送机系统运行期间，可以应用语音对讲系统，每间隔100m左右便设置一项语音对讲设施，为人们联系提供良好的便利。需要明确注意到的一方面是，可以把设备内包含的信号连接到主要控制器内部，确保语音传输到控制器中的任何一个位置，以此在集控中心内将语音播放效果体现出来。
(1）从目前运输线语音通话设备运行现状来看，可以将办公固定IP电话和生产调度IP电话中的有线通信语音系统相互结合到一起，将录音、强拆和全呼以及组呼等调度功能体现出来，提升通信资源利用率，确保通信的流畅性。利用大屏幕触摸屏以及图形化方式将终端设备类型以及通信状态体现出来。
(2）根据调度室IP电话以及沿线任意电话进行拨号，系统直接与调度电话系统相互连接，实现就近广播。对于相关管理人员来讲，只需要处于办公中采取计算机技术和井下进行对话即可，如此一来，除了能够对调度人员通知流程进行改善和优化以外，还可以省略传达时间。
(3）可以构建新型的多媒体调度系统，系统可以支持扩张广播功能，调度台能够对扩声终端设备进行单播方式，或者是借助调度机系统对着各项小组喊话，选取语音文件加以广播。
2.2.3 集中控制功能
在构建集中控制自动化系统期间，主要是基于工业以太网、网络使用千兆工业环形以太网，将三层千兆核心交换机设置到集控中心中，组合形成环网结构，以此达到地面生产系统和监督系统就近接入的目的。同时在井下还可以设置以太环网交换机，布置一个主环网以及多项子环网，落实到井下各项系统内。矿井地面和井下的前兆工业环网和集控中心核心交换机相互连接到一起，组合成冗余千兆主干环形网。完成系统构建工作以后，能够符合全矿井各项分散的控制单元联网要求，对于分散类型的子系统来讲，包含了两种方式，分别是集中和分布两种，调度指挥中心对矿井各项控制层设备进行统一指挥，为矿井管理系统提供准确地数据，以此综合性控制矿井管控一体化。
2.2.4 系统相互融合以及联网操作
当前阶段，在设计系统的过程中，必须和多系统合成单一系统基本要求相一致。应用期间，与办公电话系统、工业对讲系统以及无线通信系统等进行并网，组合成标准且完善的网络通信产品。而且地面调度系统能够和某项区域单独进行通话，把相关调度指标反馈给井下区域人员，使其了解到实际情况。该种类型的系统有利于局域网多项用户同时进行登录，权限用户在网上进行登录以后，能够对生产、管理数据图形和图像信息等进行动态的浏览，对监控子系统内的控制设备发动权限允许的操作，获得控制操作响应，实现异地维护目的。当设备以及相关线路发生故障问题以后，能够马上修复处理，为后期生产奠定坚实的基础。
2.2.5 底层本机控制
底层本机控制一般表现为在煤矿井下带式输送机以及工作面运行期间，对相关环节进行控制，该项方式是集控制、检测、保护以及通话为一体的控制系统。
(1）系统能够提供的保护涉及到煤矿安全准则中的输送带跑偏保护、速度检验、超速保护、沿线急停闭锁、烟雾保护以及电动机温度保护等，同时系统还留有煤仓高低煤位检测传感器的相关接口，可以动态性检验煤仓中的煤量。在系统主机中，包含了多项开关量输出和模拟量输入，沿线还能够和智能输出输入相互连接到一起，处于沿线中任意位置进行连接，便于控制相关信号。
(2）在系统运行期间，应用工业嵌入式计算机控制和现场CAN总线技术，将集中和分布式控制整合到一起，同时应用一台控制器可以达到控制多条带式输送机的目的。科学合理的应用带式输送机有利于减少设备成本输出，留出充足的井下安装空间，从一定程度上缓解安装设备的劳动压力。
(3）主控器一般是应用液晶显示屏，将设备各项状态以彩色图形和汉字形式等清楚的体现出来，同时还可以明确参数和故障的具体位置，可以为作业人员操作以及监控信息提供便利。系统密封程度也是极高的，符合标准要求，有利于提升防水和防潮效果，保障数据传输的效率和稳定性，操作起来十分简单。
2.3 优势体现
该系统能实现对井下多条带式输送机的集中控制，实现井下各带式输送机之间的语音通信，调度室与井下各输送带保护系统之间的数据通信和语音通信。通过探究表明，系统运行稳定，能达到减员增效、降低成本的效果。
2.3.1 改善使用功能
煤矿带式输送机集中控制系统有利于减少操作期间人员数量，强化系统的逻辑效果，虽然使用期间发生了逆煤流现象，不过煤矿带式输送机也可以得到良好应用。当顺煤流现象发生以后，系统应用期间将会主动停止，而且煤矿带式输送可以降低工作压力，达到减员增效的目的，形成一体化局面。人机界面有着丰富性和多样化特征，运用期间动态性能也会体现出来，同时在规定时间内高效率处理数据。
2.3.2 保护功能极为完善
在应用带式输送机期间，出现带速、打滑以及跑偏现象的概率较低，相关人员应当结合系统应用现象制定出完善的保护对策，当系统操作期间发生了异常问题以后，需要快速了解到产生故障的原因以及故障性质，发出准确的报警信号，以此实现带式输送机高效率运行的目的。
2.3.3 灵活性极强
在应用带式输送机期间，产生的灵活性非常高，这是因为运输煤矿期间经常受到不良因素的影响，所以必须将带式输送机的灵活性体现出来，为后期工作提供便利。
2.3.4 能够降低安全隐患出现概率
集中控制系统中传感器集成数据采集器，能够全面检测传感器的工作情况，实施故障预警，明确故障基本位置，缩减故障处理时间和期限。而且还可以动态性的对各项输送机运行状态进行全面监督以及控制，快速了解到输送机工作状态，将安全隐患彻底消除，为后期类似事故积累经验。当皮带出现了跑偏现象可是又无法发现事故位置的情况下，当故障点经常出现告警并闭锁系统的时候，将会导致皮带机停机，所以为了防止影响到工作开展，系统可以采取屏蔽传感器方式保持皮带机稳定运行，规避安全隐患的发生。
3、Modbus通信协议
现阶段，在工业化控制环节中逐渐应用了Modbus通信协议，该项协议经过不断发展，逐渐成为了行业的基本标准。对于煤矿带式输送机来讲，一旦无法使用Promos总线将相关问题彻底解决的话，那么可以应用Modbus通信协议解决存在的各项问题。现阶段，Modbus串行链路协议属于基本的站点，同时还包含了多项从站，假设从站内没有获得主站方面提出的要求，是无法高效率传输各项数据的。所以，科学合理的应用通信协议，即便是处于较长距离的情况下，也可以达到通信目的。从中来看，在煤矿带式输送控制系统中应用Modbus通信协议的程度极高。
4、煤矿带式输送机中包含的技术设备
4.1 精密减速器
在煤矿带式输送机运行期间，精密减速器得到了良好的应用，其可以有效的启动以及关闭机器，此种类型的精密减速器除了刚度效果强之外，同时运行期间不会产生较大程度的噪音。在操作环节中，可以应用精密减速器了解到各项运行状态，集启动、停止、缓冲和加速为一体，从而确保煤矿带式输送机被控制在最佳范围中。
4.2 应用盘型制动器
对于煤矿带式输送机内应用的盘型制动器来讲，是一项新型的制动器，在应用期间除了惯性非常小之外，同时还有利于高效率调整，而且应用盘型制动器期间稳定性极高，呈现出来的优势良好。
5、结束语
从以上论述来看，当对自动化控制系统进行规范性设计期间，必须综合性考虑多项要点，遵循基本的原则，将设计功能和系统运行效果全面体现出来，以此提升带式输送机控制效率，确保煤矿带式输送机得到合理应用。
参考文献：
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2024-01-25我要评论
期刊名称：煤矿机械
期刊人气：1765
主管单位：国家煤矿安全监察局
主办单位：哈尔滨煤矿机械研究所
出版地方：黑龙江
专业分类：煤矿
国际刊号：1003-0794
国内刊号：23-1280/TD
邮发代号：14-38
创刊时间：1980年
发行周期：月刊
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2021-03-19
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