1、概述
    膠帶輸送機系統(tǒng)是礦井煤炭運輸?shù)闹饕�方式，目前我國煤礦井下膠帶輸送機的控制方式仍以人工就地控制為主，這種方式不僅需要較多的人力資源，而且工人勞動環(huán)境比較差，膠帶輸送機可視化集中控制系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用是現(xiàn)代煤炭企業(yè)為保障安全運輸、降低運輸事故、實現(xiàn)高產(chǎn)高效、提高煤礦現(xiàn)代化管理程度的一項重要工作。國內(nèi)外現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)實踐證明，只有減少轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，消除煤流的停頓，實行不間斷不停頓的連續(xù)運輸，才能達到高產(chǎn)高效的目的。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    設(shè)計的主要原則是，實現(xiàn)以地面控制為主，井下監(jiān)控為輔的控制方式。系統(tǒng)采用集散式計算機控制系統(tǒng)(DCS)，控制系統(tǒng)由地面遠程集中監(jiān)控中心、井下若干個控制分站和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組成。地面、井下的圖像和數(shù)據(jù)采用光纖傳輸。地面控制中心由兩臺IPC工控機、大屏幕、打印機等組成．二臺工控機采用冗余技術(shù)互為備用。井下控制由多個控制分站組成，采用可編程控制器為核心的防爆兼本安膠帶機自動控制裝置。
3、數(shù)據(jù)通信與PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)
3.1傳輸介質(zhì)
    信息與圖像采用光纖和雙絞線進行傳輸。
光信號通過礦用阻燃單模光纜無中繼地從井下
傳輸?shù)降孛�。�?shù)據(jù)信息在井筒中傳輸通過光纖
傳輸，工業(yè)現(xiàn)場總線信息傳輸采用雙絞線。
3.2 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)
    通過信道與其他控制分站連接，構(gòu)成基于DP方式的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)是一種完全開放式的網(wǎng)絡(luò)。將膠帶機自動控制裝置所檢測的現(xiàn)場信息上傳給地面遠程控制中心，同時通過該網(wǎng)絡(luò)接收地面控制中心的控制指令。
3.3通訊單元功能
    由可編程控制器和通訊模塊構(gòu)成的井下主控中心控制單元，主要實現(xiàn)：與地面控制主機和井下控制分站的通訊；與井下控制單元共同構(gòu)成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。
4、系統(tǒng)功能
4.1操作控制
    系統(tǒng)除能自動實現(xiàn)膠帶機控制的多種要求外，還可以利用觸摸屏或鼠標器實現(xiàn)地面集中自動控制、井下集中自動控制和就地手動控制。實現(xiàn)自動控制時，計算機首先完成內(nèi)部自檢、沿線預(yù)警信號發(fā)布、執(zhí)行膠帶機開停及各種保護和信號的綜合處理，系統(tǒng)具備故障狀態(tài)下的緊急停車功能。操作人員可在地面上位機采用不同方式控制各條強力膠帶機的啟動和停止。
4.2圖像顯示
    地面控制中心顯示器具有豐富的畫面。畫面采用組態(tài)三維動畫顯示方式，反映膠帶機運行及傳感器工作狀態(tài)。顯示內(nèi)容包括：膠帶機和給煤機開／停、煤位高低、電機電壓，電流、環(huán)境溫度、各種傳感器動作狀態(tài)等，并能顯示上述參數(shù)的動態(tài)值、平均值、實時曲線、歷史曲線等。
    顯示畫面主要包括：工況圖、控制操作圖、故障及保護顯示、信息圖、實時和歷史趨勢圖和報表圖。
4.3語音報警
    可以實時顯示報警類型，且有語音報警提示、記錄功能。報警類型主要包括：起、停車預(yù)告，煙霧、堆煤、跑偏、打滑、滅火灑水、溫度和滿倉等。
4.4歷史查詢
    電機電流、電機溫度、帶速歷史趨勢圖查看、相關(guān)數(shù)據(jù)報表顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢。
4.5綜合保護
    系統(tǒng)具有膠帶機低速打滑、機頭堆煤、滿倉、超溫灑水、煙霧、滾筒超溫、沿線急停和跑偏等多種保護。
5、軟件
    由于地面遠程集控系統(tǒng)采用了不同種類工業(yè)自動化設(shè)備，因此在系統(tǒng)中安裝了大量的與之相關(guān)的開發(fā)運行軟件、組態(tài)軟件和控制器編程軟件。操作系統(tǒng)采用中文Windows 2000。
5.1組態(tài)軟件
    組態(tài)軟件主要完成上位監(jiān)控組態(tài)軟件與控制器的通訊任務(wù)，進行數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。通過數(shù)據(jù)與畫面的有機組態(tài)，使得操作人員可以方便地通過監(jiān)控畫面對系統(tǒng)進行控制操作和有效的監(jiān)測，實現(xiàn)對生產(chǎn)系統(tǒng)的實時監(jiān)控。
    組態(tài)軟件采用人一機對話，交互填表方式，就可以完成各種工業(yè)監(jiān)測，控制系統(tǒng)的軟件研制工作，易于學(xué)習(xí)使用，構(gòu)成系統(tǒng)快速簡捷。同時充分考慮到功能的擴展，配有軟件接口，以處理特殊的現(xiàn)場問題和要求。
5.2應(yīng)用軟件
    采用Microsoft Visual Basic 5.0開發(fā)，通過組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)通信，獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并相應(yīng)開發(fā)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表。通過DDE方式與Fix組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫進行交換，獲取運行數(shù)據(jù)，并相應(yīng)開發(fā)各種運行數(shù)據(jù)報表，以文字、圖表形式直觀地在總控室顯示，打印成各類管理報表。
    程序結(jié)構(gòu)清晰，易讀、易調(diào)試、易推廣，同時，高級語言具有強大的計算功能和圖形功能，應(yīng)用軟件開發(fā)完備，可大大加快開發(fā)速度，并經(jīng)過嚴格的軟件測試，可靠性高。
6、可視化
    所有礦井都使用了可視化工業(yè)電視系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由工業(yè)攝像設(shè)備、操控設(shè)備、顯示設(shè)備、傳輸設(shè)備、光纜等組成，完成視頻信號的分配、控制切換和實時監(jiān)控工作。
6.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    在控制室設(shè)立一面工業(yè)電視監(jiān)視墻，由純平彩色電視機和背投影大屏幕（或DLP圖像顯示器）組合而成，純平彩色電視機分成兩部分排列在大屏幕兩側(cè)，每側(cè)各設(shè)置純平彩色電視機。工業(yè)電視圖像全部通過礦用阻燃多（單）模光纜無中繼傳輸?shù)降孛婵刂剖摇?br /> 6.2特點
    (1)建立適合于煤礦安全生產(chǎn)的光纖圖像、數(shù)據(jù)傳輸信道，解決了電纜傳輸所帶來的抗干擾效果差、不能遠距離傳輸、誤碼率高等問題；
    (2)特別是傳輸井下視頻圖像，清晰穩(wěn)定，效果良好：
    (3)頻帶寬、本質(zhì)安全，無中繼傳輸可達20Km以上；
    (4)阻燃光纜重量輕、損耗低、耐水火、抗拉強度好，特別適合煤礦這樣比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件：
    (5)井下各監(jiān)控點圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降V總控室、集團公司調(diào)度室及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)辦公室，實現(xiàn)多級監(jiān)控。
7、結(jié)束語
7.1使用效果
    膠帶輸送機可視化集中控制系統(tǒng)在徐州礦務(wù)集團公司6對礦井推廣應(yīng)用后，地面遠程控制系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，集團公司調(diào)度室和集團公司、礦相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在辦公室能查看各礦監(jiān)測點的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)過程，效果表現(xiàn)為：
    (1)實現(xiàn)了地面遠程集中控制。操作人員在地面總控室采用不同方式控制各條膠帶輸送機的遠程啟動、停止、復(fù)位和測試，且對給煤機進行點動操作和功能控制，實現(xiàn)逆煤流開、順煤流停；
    (2)各種保護齊全可靠，一旦出現(xiàn)異常，及時報警提示操作人員，進行語音通話，并可以查找故障點及故障類型；
    (3)實時反映電機電流、溫度、帶速產(chǎn)量及瞬間流量；顯示監(jiān)視點運行狀況、工況圖、數(shù)據(jù)圖、控制操作圖、報表圖、信息圖、歷史趨勢圖、實時趨勢圖、故障及保護，并打印相關(guān)圖表和運行參數(shù)；
    (4)通過和其它安全監(jiān)測系統(tǒng)組網(wǎng)，具有聯(lián)網(wǎng)和擴展功能：
    (5)采用冗余技術(shù)，采取雙機熱備用，防止了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失和失控；系統(tǒng)突然掉電，具有提供2小時以上的連續(xù)供電的掉電保護；
    (6)軟件運行效率高，易操作，運行穩(wěn)定。
7.2經(jīng)濟和社會效益分析
    (1)由于實現(xiàn)了可視化集中控制，膠帶輸送機司機全部撤離，只配備巡查工，6對礦井的膠帶輸送機系統(tǒng)可減少操作司機146人，每人按工資1.3萬元／年計算，年節(jié)約工資15038萬元。
    (2)集控系統(tǒng)的投入使用，由于有完善的監(jiān)測、監(jiān)視功能，提高了運行的可靠性，解決了人工操作所存在的各類隱患，使膠帶機的開機率明顯提高，故障率明顯減少，真正達到減人提效的目的，產(chǎn)生了顯著的直接經(jīng)濟和效益。
    (3)通過工業(yè)控制計算機等多種先進的技術(shù)手段并輔以工業(yè)電視，提供了完善的監(jiān)控手段，操作人員能實時掌握膠帶機的運行工況，充分保證了煤流運輸?shù)倪B續(xù)性和安全可靠運行。
    (4)達到了高起點、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效益、高效率的目標。具有先進的技術(shù)水平，有較強的代表性。