皮帶輸送機和刮板、轉載輸送機已成為煤礦生產中非常重要的運輸設備,它能否安全高效地運行,直接決定著礦井機電設備的開機率和產量,而老式的皮帶傳輸方式,采用繼電控制,每條皮帶可以獨立控制開停,系統分散,控制的靈活性差,且各皮帶的配置差異較大,同時采用人工操作,操作人員勞動強度大,系統運行效率低,且易引起操作失誤,造成設備損壞,甚至人員傷亡,給礦上帶來重大的損失。為此實現皮帶輸送機的集中控制就顯得更加必要。
實現皮帶輸送機的安全高效運行,不僅要有單部皮帶輸送機(設備)的獨立控制分系統,更需要能夠控制和協調指揮各分系統的主控機,對主煤流集中控制、地面調度監測監控等環節進行組網控制。這種以“地面控制為主,井下監控為輔”的控制模式是皮帶輸送機集中控制發展的重要方向。
皮帶運輸自動化系統采用分布式結構,在井下各膠帶機機頭設立一套礦用隔爆兼本安型可編程控制主站,完成對該膠帶機系統受控設備的集中控制;地面設立工程師站,遠程監測控制系統設備,實時顯示系統數據,及時播報系統故障及報警點,形成歷史記錄,供后期查詢及打印報表等。
1)系統監測信號
模擬量檢測的數據主要有:膠帶機速度、電機工作電流、電機工作電壓、滾筒溫度;
數字量檢測的數據主要有:膠帶機啟動柜接觸器的狀態、急停傳感器的狀態、跑偏傳感器的狀態、煙霧傳感器的狀態、堆煤傳感器的狀態、撕裂傳感器的狀態,灑水電磁閥的狀態和系統集控/就地/檢修/工作模式。
數據自動采集主要由PLC實現,PLC模擬量輸入模塊通過傳感器連續檢測膠帶機速度、電機電流、電機電壓、滾筒溫度,并通過程序設置超限報警,有效預防事故的發生事故擴大。
2)系統控制信號
系統可以控制膠帶機電機的開停,電動球閥開停,給煤機的開停(預留)。
PLC的數字量輸入模塊將各種開關量信號采集到PLC中作為邏輯處理的條件和依據,控制膠帶機的啟停。
3)控制模式
為了滿足日常運行、檢修、故障處理等需要,具備三種控制模式:就地檢修、遠程手動和遠程自動。操作人員可采用不同方式控制各條皮帶的啟動和停止。
就地檢修控制:當日常檢修或故障處理以及特殊需要時,操作人員可分別在各條皮帶頭通過礦用隔爆兼本安型可編程控制器上的啟停按鈕控制皮帶的啟停。
遠程手動控制:在這種方式下,操作人員只需在地面控制中心操作鍵盤或鼠標,控制井下各條皮帶和給煤機的啟停以及故障解除等,并且通過計算機語音系統發布開車提示命令。這種情況系統設備會根據閉鎖關系響應操作人員操作。
遠程自動控制:在這種方式下,操作人員只需在地面控制中心操作鍵盤或鼠標選擇系統啟停流程,可實現系統的一鍵順/逆煤流啟停。
4)故障自診斷功能
網絡故障自診斷:當網絡由于發生斷線、干擾等傳輸問題時, 網絡會自動偵測到,并發出報警。
PLC故障自診斷:PLC的掃描器和適配器發生故障時,系統會通過網絡的通訊情況判斷故障,并發出報警;PLC的I/O模塊發生故障時,CPU會通過I/O模塊的狀態位偵測到故障及故障內容,系統會發出報警。
傳感器和信號線故障診斷:模擬量的傳感器或信號線發生斷線故障時,PLC通過測量值判斷故障并發出報警。
5)多功能顯示
工況圖顯示:工況圖動態顯示整個系統所有皮帶、給煤機、轉載皮帶運行的工況,以及主要保護、煤炭產量(需配備相關稱重設備)有關參數信息。
信息圖顯示:實時顯示皮帶、給煤機開/停狀態和煤倉煤位高度。如皮帶開停狀態、檢修狀態及運行速度,拖動電機電壓、電流、開機時間、停機時間等參數。
故障及保護顯示:同時實時顯示皮帶和各種保護傳感器的工作狀態,顯示皮帶的故障類型,分站之間通信是否異常。
歷史查詢:皮帶開停記錄、給煤機開停記錄、電機電流、電機溫度、帶速、產量和瞬時流量歷史趨勢圖查看、相關數據報表顯示和歷史數據查詢。如圖所示。
6)保護功能
系統能夠自動實現皮帶控制的多種要求外,還可以實現地面集中控制,程序流程控制,井下集中控制和就地控制。實現自動控制時,計算機首先完成內部自檢,沿線預警信號,執行開/停機及各種保護和信號的處理,系統具備故障狀態下緊急停車功能。
符合煤炭安全規程對皮帶機保護的六項措施。系統具有皮帶低速打滑、機頭堆煤,滿倉,超溫灑水,煙霧,滾筒超溫,沿線急停和跑偏保護。
7)語音功能
如果出現事故異常,地面主控室通過語音系統給出語音報警提示信號。也可以實現開車前預警提示。
8)數據共享
計算機管理工作站設信息管理系統,決策者通過管理工作站可根據各自權限遠程訪問監控上位機,得到現場生產數據報表、設備管理信息和生產統計分析。
9)設備檢修預警
上位機軟件增加重大設備檢修周期預警界面(如:滾筒、減速機、皮帶電機等),及時提示對皮帶重大設備及時檢修維護。