1、前言
華豐煤礦煤炭生產(chǎn)主運(yùn)系統(tǒng)為三段鋼纜機(jī)運(yùn)輸和一部轉(zhuǎn)載膠帶輸送機(jī)接力運(yùn)輸，原有系統(tǒng)每個(gè)皮帶輸送機(jī)均獨(dú)立控制開停，專人專崗進(jìn)行操作，系統(tǒng)分散，效率低，其控制系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)就地的簡(jiǎn)單操作，控制的靈活性、可靠性差，控制方式不靈活，且大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不能由調(diào)度人員及時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及出現(xiàn)故障時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，影響了運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而制約了整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。針對(duì)此情況，華豐煤礦實(shí)施了主運(yùn)系統(tǒng)集中控制改造，采用工業(yè)以太網(wǎng)將皮帶各PLC控制分站與井上集中控制中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，所有控制命令和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各種保護(hù)信號(hào)均通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)井上控制中心和皮帶控制分站的信息交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)皮帶輸送機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和控制。
2、改造方案
主運(yùn)系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)主要由地面控制中心站、皮帶主站、皮帶機(jī)控制分站、各種傳感器及輔助設(shè)備等組成，主運(yùn)系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)如圖1所示。
地面控制中心站（集控室）為本系統(tǒng)主控地點(diǎn)，其設(shè)備包括高性能的工控機(jī)兩臺(tái)（互為備用）、大屏幕顯示器、UPS、打印機(jī)、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)接口、控制臺(tái)。在集控室，操作人員對(duì)井下皮帶和給煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)衍開停控制，顯示井下皮帶機(jī)和給煤機(jī)的各種數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)（包括各電動(dòng)機(jī)電流、開停狀態(tài)、各種保護(hù)信號(hào)等），并有故障報(bào)警。
井下主站是整個(gè)系統(tǒng)的中樞，要完成各PLC分站監(jiān)控信息的交換及與地面集控室的信息交換，并顯示有關(guān)信息。
皮帶分站與就地控制合為一體，是一臺(tái)完整的皮帶輸送機(jī)監(jiān)控裝置，它可脫離集控系統(tǒng)獨(dú)立控制皮帶和給煤機(jī)。
集控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊控制方式，地面集控室、井下主站和皮帶分站，通過礦用光纜連接。
工業(yè)電視系統(tǒng)是皮帶運(yùn)煤系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，可直觀地監(jiān)視（可視）整個(gè)皮帶運(yùn)煤系統(tǒng)中各重要環(huán)節(jié)和設(shè)備，如皮帶給煤點(diǎn)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)等地的堆煤故障，作為皮帶運(yùn)輸保護(hù)系統(tǒng)的一種補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)無人值守，而且本工業(yè)電視系統(tǒng)能通過接口與其它系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。
3、改造目標(biāo)
(1)在地面集控室由工控機(jī)顯示各皮帶的運(yùn)行狀態(tài)、顯示各皮帶的各種運(yùn)行參數(shù)。設(shè)有各皮帶的故障信號(hào)顯示，并伴有聲光報(bào)警，提示值班人員采取有關(guān)措施；
(2)地面集控室可實(shí)現(xiàn)集中自動(dòng)控制、集中就地控制、遠(yuǎn)方試驗(yàn)控制三種方式。操作人員可在皮帶控制分站對(duì)皮帶和給煤機(jī)進(jìn)行就地手動(dòng)控制、就地試驗(yàn)控制兩種方式；
(3)操作人員在地面監(jiān)控室通過計(jì)算機(jī)控制各皮帶及給煤機(jī)的順序起、停；
(4)在各機(jī)頭、機(jī)尾、給煤點(diǎn)安裝工業(yè)電視，在地面集控室內(nèi)配有相應(yīng)的監(jiān)視器，可監(jiān)視井下現(xiàn)場(chǎng)情況；
(5)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)堆煤、沿線急停、超溫、煙霧、防墜、低速、跑偏、高煤位保護(hù)；
(6)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逆煤流啟動(dòng)，順煤流停車，皮帶停機(jī)，相應(yīng)給煤機(jī)及給煤皮帶立即停車。
4、系統(tǒng)特點(diǎn)
(1)主運(yùn)系統(tǒng)集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)組成，監(jiān)控系統(tǒng)主要由井上控制中心和井下若干控制分站構(gòu)成，控制中心主要由工控機(jī)及大屏幕顯示器等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)皮帶輸送機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和控制。皮帶控制分站主要由可編程控制器PLC (ASCS-3全數(shù)字鋼纜皮帶控制系統(tǒng)中的操作PLC)等構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)皮帶輸送機(jī)的直接控制并對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各種保護(hù)信號(hào)進(jìn)行采集與傳輸。采用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)將皮帶各PLC控制分站與井上集中控制中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，所有控制命令和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各種保護(hù)信號(hào)均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)井上控制中心和皮帶控制分站的信息交換。
(2)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要同15個(gè)工業(yè)電視探頭和四臺(tái)工業(yè)電視監(jiān)視器組成，對(duì)井下各轉(zhuǎn)載點(diǎn)、給煤點(diǎn)設(shè)備實(shí)施全方位監(jiān)視，及時(shí)觀察井下現(xiàn)場(chǎng)情況。
5、工業(yè)性試驗(yàn)
華豐煤礦主運(yùn)系統(tǒng)改造后經(jīng)過半年多的運(yùn)行，工作正常，對(duì)主要技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行性能、系統(tǒng)保護(hù)監(jiān)控功能、工作的可靠性進(jìn)行了測(cè)試，均達(dá)到設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)使用要求，系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)合理，保護(hù)功能齊全、顯示清晰，動(dòng)作靈敏可靠。主運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)煤達(dá)664501t，事故影響為零。
6、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
(1)主運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)主運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到地面監(jiān)控室，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及報(bào)警顯示，操作人員及管理人員在地面即可掌握井下主運(yùn)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，又可根據(jù)自動(dòng)化控制信息，實(shí)現(xiàn)井下設(shè)備的遙測(cè)、遙視、遙控，保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠，提高整個(gè)礦井生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化管理水平，創(chuàng)造了良好的安全效益。
(2)主運(yùn)皮帶系統(tǒng)電控及自動(dòng)化改造后，減少三個(gè)給煤機(jī)9個(gè)崗位工，井下兩個(gè)車房，轉(zhuǎn)載機(jī)9個(gè)崗位工，共計(jì)18人，每人按月工資1200元計(jì)算，每年可減少工資支出21.6萬元。
(3)主運(yùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提高了整個(gè)礦井生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化管理水平。
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