礦井運輸是煤炭生產(chǎn)過程的重要組成部分，其系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、環(huán)節(jié)多、貨流量大。高產(chǎn)高效礦井運輸系統(tǒng)與裝備具有的主要特征是煤流運輸連續(xù)化、設(shè)備大型化、監(jiān)測控制自動化。20世紀(jì)80年代以來，輸送帶運輸已成為我國高產(chǎn)高效礦井輸煤的主要工具，因而輸送機的自動化程度及安全運行在煤礦生產(chǎn)中占有重要的地位，目前我國煤礦輸送機的控制仍以就地控制為主，這種控制方式不僅需要較多的人力，而且勞動環(huán)境條件差，不具備對故障記錄及綜合分析等功能，各種保護信號只能就地顯示，不便于科學(xué)管理。為了提高系統(tǒng)的自動化水平，小康礦與唐山開誠電器有限公司共同合作對井下主輸送機集中監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)了由地面集控室進行遠(yuǎn)程集中監(jiān)視和控制。該系統(tǒng)投入運行后，取得了安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、提高效率和推動現(xiàn)代化礦井建設(shè)的良好效果。
2、系統(tǒng)概述
小康礦井下主帶式輸送機系統(tǒng)由3臺帶式輸送機組成，長度分別為800 m、460 m、1 400 m。集控系統(tǒng)由隔爆可編程控制箱、本安現(xiàn)場操作箱、集控操作臺、上位機、各類現(xiàn)場傳感器構(gòu)成。PLC之間通過通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)。帶式輸送機設(shè)置了跑偏、沿線急停、速度、縱撕、煤位、溫度、煙霧、電流、載入保護等傳感器，這些信號接入PLC分站，由分站PLC進行運算處理，參加設(shè)備的聯(lián)動和閉鎖。在機頭設(shè)置了超溫灑水裝置，由PLC對其進行自動控制，此外，還與集控系統(tǒng)配套實施了語音選播調(diào)度電話系統(tǒng)和工業(yè)電視集中監(jiān)視系統(tǒng)。
3、網(wǎng)絡(luò)配置
集控系統(tǒng)采用目前最流行的2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：控制層和管理層�？刂茖硬捎肅C - Link網(wǎng)絡(luò)，管理層采用工業(yè)以太網(wǎng)。4個PLC分站選用日本三菱FX2N系列PLC，PLC主站選用日本三菱Q系列PLC，PLC主站一方面通過CC - Link主站模塊與4個PLC分站組成CC - Link網(wǎng)絡(luò)，另一方面通過以太網(wǎng)模塊與操作員站組成工業(yè)以太網(wǎng)，cc - Link網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)采用雙絞線，以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)采用光纜。
(1)CC - Link網(wǎng)絡(luò)
CC - Link是控制和通訊鏈路的縮寫，它在實時性、分散控制、與智能機器通訊、RAS功能等方面在同行業(yè)中具有最新和最高功能，同時它可以與現(xiàn)場各制造廠家的產(chǎn)品相連，該網(wǎng)絡(luò)滿足了用戶對開放結(jié)構(gòu)與可靠性的嚴(yán)格要求，系統(tǒng)可連接最多64個遠(yuǎn)程I/O站模塊，最多42個遠(yuǎn)程設(shè)備站模塊，最多26個從站／智能設(shè)備站模塊：擁有在同行業(yè)中最快的通訊速度，所以當(dāng)需要高速應(yīng)答時它可以支持傳感器輸入及容許智能化設(shè)備進行大量數(shù)據(jù)的傳送，CC -Link系統(tǒng)還可以執(zhí)行與智能化設(shè)備間的瞬間信息傳送，CC - Link系統(tǒng)具備自動在線恢復(fù)功能、待機主控功能、切斷從站功能、確認(rèn)鏈接狀態(tài)功能及測試和診斷功能，可以構(gòu)成具有高度可靠性的網(wǎng)絡(luò)。
(2)Q系列以太網(wǎng)
Q系列以太網(wǎng)為三菱公司最新推出的適合工業(yè)應(yīng)用的100 Mbps以太網(wǎng)，包括了標(biāo)準(zhǔn)的電子郵件通訊功能，信息能在世界各地進行傳輸，容易配置遠(yuǎn)程監(jiān)視／控制系統(tǒng)，對于企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)，F(xiàn)TP服務(wù)器功能和MC協(xié)議能方便地進行程序的下載／上載，Q系列以太網(wǎng)支持TCP/IP協(xié)議。TCP協(xié)議保證個人計算機／工作站和通過網(wǎng)絡(luò)連接的PLC之間的通訊中數(shù)據(jù)的可信性和可靠性，并且可以同時在以太網(wǎng)模塊中與多個緩沖存儲器進行通訊，通過使用序號、數(shù)據(jù)再次傳送功能和校驗的步驟來保持?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。IP協(xié)議以數(shù)據(jù)報格式發(fā)送和接收通訊數(shù)據(jù)，可以分割和重新匯編通訊數(shù)據(jù)。
4、操作員站
操作員站采用1臺工控機，通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC系統(tǒng)相連，上位機運行組成軟件組態(tài)王。組態(tài)王是在PC機上建立工業(yè)控制對象人機接口的一種智能軟件包，提供數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，以及信息管理等功能。它支持真正客戶一服務(wù)器模式和Intemet/ln -tranet瀏覽器技術(shù)，并且是一種可伸縮的柔性結(jié)構(gòu)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，可以將不同站點設(shè)計成I/O服務(wù)器、報警服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、登錄服務(wù)器、校時服務(wù)器、客戶機等，在系統(tǒng)擴展和變化時，有著極大的靈活性；組態(tài)王可與各種關(guān)系數(shù)據(jù)庫無縫連接，用戶可以全方位地獲取和存儲組態(tài)王數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫中，可以在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建和修改表、插入和刪除記錄，從而實現(xiàn)組態(tài)王和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換，同時能將ODBC數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)以表格形式在組態(tài)王中顯示，可依據(jù)條件查詢、選擇顯示字段、同時打印查詢結(jié)果；組態(tài)王分布式報警系統(tǒng)提供多種報警管理功能，包括基于事件的報警、報警分組管理、報警優(yōu)先級、報警過濾、死區(qū)和延時設(shè)定等功能，以及基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報警管理；組態(tài)王可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員事件；報警和事件具有多種輸出方式；文件、數(shù)據(jù)庫、打印機和報警窗，歷史報警數(shù)據(jù)可直接記錄到ODBC數(shù)據(jù)庫中并用表格直接輸出。
5、系統(tǒng)的主要功能
(1)控制方式包括集控自動、集控手動、就地、禁起、檢修方式，使系統(tǒng)操作靈活、可靠，在集控方式下，所有設(shè)備的控制由操作員站完成。
(2)流程選擇在集控方式下，可根據(jù)工藝選擇運輸流程，輸送帶啟動按順煤流方向，并根據(jù)輸送帶速度、長度延時開車，以縮短空載運行時間；重載啟動時，按逆煤流方向啟動；系統(tǒng)停止或無煤時延時自動停車。
(3)輸送機保護 在輸送機上按《煤礦安全規(guī)程》設(shè)置跑偏、打滑、撕帶、煤位、溫度、煙霧、載人等傳感器，當(dāng)檢測到故障時，系統(tǒng)進行報警，嚴(yán)重故障時緊急停車，有效地防止事故的發(fā)生和故障擴大化。
(4)實時監(jiān)測 運行中對電機的電流進行實時監(jiān)測分析，當(dāng)發(fā)生電流超限或突變時報警，嚴(yán)重時停車。
(5)信息處理功能操作員站人機界面友好，操作靈活方便，能夠直觀動態(tài)模擬現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，為操作員最大限度地提供各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)備運行數(shù)據(jù)（故障率、故障時間、運行時間等）在計算機內(nèi)按月刷新，存儲0.5 a并能打印。
(6)實時網(wǎng)絡(luò)功能 系統(tǒng)采用客戶一服務(wù)器模式和Intemet/lntranet瀏覽器技術(shù)，同時允許20個客戶在任何地方通過互聯(lián)網(wǎng)訪問服務(wù)器（操作員站），隨時了解、掌握帶式輸送機運輸系統(tǒng)的生產(chǎn)情況。集團公司領(lǐng)導(dǎo)、礦領(lǐng)導(dǎo)、職能科室和礦調(diào)度員等管理層領(lǐng)導(dǎo)及人員在計算機上就可直接監(jiān)視設(shè)備運行情況，真正實現(xiàn)了信息化管理。
6、經(jīng)濟效益分析
實現(xiàn)輸送機集中控制后，由于我們可根據(jù)實現(xiàn)生產(chǎn)情況，靈活地采用順煤流和逆煤流開啟設(shè)備減掉了司機及放煤倉人員。過去操作人員就地開啟時，為防止輸送機壓住現(xiàn)象，一律采用逆煤流，每天輸送機空運時間累計為1 h，3條輸送機總裝機功率為1380 kW，現(xiàn)在我們采用順煤流自動開啟設(shè)備后，節(jié)電23萬余元，2a多時間可以收回用于集中控制的全部投資。
7、結(jié)語
經(jīng)過多次的運行，實踐證明，該系統(tǒng)保護功能齊全、通訊速率快、網(wǎng)絡(luò)先進、布線方便，有利于礦井減員增效、減輕工人勞動強度、減少事故率、提高設(shè)備的使用壽命，實現(xiàn)了對井下帶式輸送機系統(tǒng)的地面集中監(jiān)控，取得了安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗、提高效率和推動現(xiàn)代化礦井建設(shè)的良好效果。
相關(guān)輸送機產(chǎn)品：
1、皮帶輸送機
2、刮板輸送機
3、斗式提升機
