基于PLC对采区皮带机集控系统的设计应用.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 3 年第1 期 总第1 1 2 期 基于 P L C对采区皮带机集控系统的设计应用 袁广振 1 ， 郝允领 ， 韩 保 ， 陈 鹏 【 1 ． 徐州中矿大华洋通信设备有限公司， 江苏 铜山2 2 1 1 1 6 ； 2 ． 山东泰山能源有限责任公司翟镇煤矿，山东 泰安 2 7 1 2 0 4 1 概 述 摘要本文详细介绍了P L C技术在煤矿井下采区皮带机集控系统中的设计应用， 并 以翟镇矿井下采区7 2 0 1 矸石回填皮带机集控系统为例， 详细阐述了其系统组成、 系统结构、 系统功能和 系统在 生产 中的优点等。这一技术的应用能实现煤矿井下采区皮带运输 系统现 场 岗位的无人值 守， 从 而达到减人增效、 提高矿井安全程度 的 目的。 关键词皮带机集控 系统 ； P L C； 采区工作 面 中图分类号 T D 6 3 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 3 0 1 0 0 6 6 0 3 煤矿井下采 区工作面皮带运输 系统环境恶劣 ， 危险度高 ，然而此处又是煤矿生产过程中重要场所 之一 。为了实现煤矿井下采区皮带运输系统现场 岗 位的无人值守 ， 从而达到减人增效 、 提高矿井安全程 度 的 目的 ，我们应用 了 P L C技 术来集 中控制 皮带 机 。采区皮带机集控系统是一种实现煤矿皮带机集 中控制及保护的智能化系统。 系统采用 s 7 3 0 0系列 的可编程控制器实现数据的采集和设备的控制 ， 具 有高可靠性 、 灵活性和强大的I ／ O容量。系统可组成 不 同规模 、 不同功能的 自动化控制系统 ， 既可控制单 条皮带机 ，又可实现对 由多条皮带机组成的运输系 统的集中控制。该系统集监视 、 控制于一体， 具有 自 动化程度高、 安全性高、 实用性强 、 运行可靠等优点。 2 系统 组成 翟镇矿井下采区 7 2 0 1 矸石回填皮带机集控系 统有 七 条 皮带 和一 个 给 煤机 组 成 。 1 皮 带 长 为 2 2 0 m， 双电机驱动有抱闸 ， 机尾有一 台给煤机 ； 2 { j} 皮 带 长为 1 5 m， 电动滚筒 驱 动 ； 3 } } 皮 带 为 6 0 0 m， 单 电 机驱动有抱闸 ； 4 皮带长为 1 5 0 m，电动滚筒驱动有 抱 闸 ； 5 皮带长为 5 0 0 m，单电机驱动 ； 6 皮带长为 3 0 m， 单电机驱动 ； 7 皮带长为4 0 m， 单电机驱动。 其 中 1 皮带和 4 皮带为斜巷皮带， 其余为平巷皮带。 矸石运输方向为给煤机到 1 皮带再到 2 皮带直到 7 皮带。整个系统实现逆矸石流开车 、 同时停车的 单机 自动化集中控制。 3 系统结构 翟镇矿井下采区 7 2 0 1 矸石回填皮带机集控系统 基金项 目 江苏省科技成 果转化 资金项 B A 2 0 l o 0 5 8 由集控中心、 通信网络系统、 控制分站、 保护传感器、 语 音报警及工业电视系统组成。其中集控中心为操作台 放于 4 皮带机头， 负责整个系统的监测与控制， 操作 台为组合式操作台，它集本安型操作台和隔爆监视器 为一体。为了便于操作员观看将隔爆监视器镶嵌于操 作台斜面板 ， 隔爆监视器为八画面显示 ， 画面能够由操 作台按钮进行画面切换 ， 切换顺序为八画面、 前四画面 和后四画面。 操作台斜面还镶嵌有触摸屏 ， 与控制分站 采用以太网通讯 ，用于显示各种设备的运行状态和各 种传感器的工作状态， 电机电压电流等参数。 通信网络 系统采用 D P 主从通讯进行主从站的数据传输，传输 介质为光纤 。控制分站由两台矿用隔爆兼本安型可编 程控制器组成 ， 采用 D P主从分站通讯模式 ， 从站放于 1 皮带机头， 用来控制 1 、 2 、 3 皮带和给煤机。 主站 放于 4 皮带机头 ， 用来控制 4 、 5 、 6 、 7 皮带 ， 并处 理和完成操作台发出的指令。语音报警装置放于操作 台内， 与皮带沿线的扩播电话相连 ， 用 以提醒周围人员 皮带的启停和各种传感器报警信息。工业电视系统利 用光纤为传输介质，采用在每个落矸石点处安装光纤 摄像仪， 便于操作员观查矸石流的运行情况， 实现现场 矸石流的实时监视。 翟镇矿井下采区 7 2 0 1 矸石回填皮 带机集控系统结构图如图 1 所示。 图 1 翟镇矿井下采区7 2 0 1 矸石回填皮带机集控系统结构图 66 煤矿现代化 2 0 1 3 -r 第1 期 总第1 1 2 期 5 系统在生产 中的优点 5 ． 1 高安全性 系统运行过程中若出现下列任一情况 ，系统都 将实现故障停车保护 控制参数可根据用户需要进 行设定 1 烟雾报警功能； 2 温保护功能； 3 打滑保护功能 ； 4 皮带运输跑偏监测和保护功能 ； 5 堆煤报警功能； 6 急停 、 闭锁保护及故障识别功能； 7 其他保护功能。 5 ． 2 改善工作条件 由于该系统能实现远程控制功能，操作者在装 修好 的硐 室内能完成 对各条皮带机的开停控制 ， 从 而使岗位操作员的工作环境得到改善。 5 ． 3 减少岗位人员 未安装集控系统之前 ，该运输皮带系统中有八 部设备每班就需要八个岗位有人值守， 每天三班倒 ， 一 天就需要 2 4 名操作员。 安装集控系统之后只需一 名操作员和一名巡检员就能实现对整条运输系统的 控制， 改变了传统一人一岗的操作方法。 使每天在井 下采区工作面的岗位人员从 2 4 人减到了 6 人， 实现 了减员增效 。 5 ． 4 提高经济效益 该系统所具有的智能性 、 高安全性 ， 可为 日常检 修工作提供可靠的参考， 及时发现事故征兆 ， 为做好 事故的预防起到积极作用， 从而减少机电事故和成本 投入； 同时操作员的减少， 使生产成本得到了降低。 6 结论 煤矿井下采区工作面自动化的建设是煤矿发展 的趋势， 是提高矿井安全生产水平， 提高企业市场竞 争能力的重要途径。 该集控系统投入成本小， 但效果 显著，在翟镇煤矿从 2 0 1 1 年三月份投人使用以来， 工作性能稳定 ， 使每天在井下 7 2 0 1 采区工作面的岗 位人员从 2 4 人减到了 6 人 ， 实现了减员； 操作员的 减少， 使生产成本得到了降低 ， 增加了效益。该系统 采用 S 7 3 0 0系列 的可编程控制器 实现数据 的采 集 和设备的控制， 具有高可靠性 ， 为提高矿井安全生产 做 出了巨大贡献 。 该系统在翟镇煤矿投人生产之后，得到了显著 效果 ，矿领导随即决定在正在生产的 7 2 0 2 采区和 2 4 0 5采区安装该皮带集控系统。 7 2 0 2矸石 回填皮带 机集控系统有六条皮带和一个给煤机组成。其系统 结构 和系统功 能同 7 2 0 1 矸石 回填 皮带机集控系统 类似。2 4 0 5 采区安装的是顺槽皮带集控系统，有 4 条运煤皮带组成， 其控制方式为逆煤流开车， 顺煤流 跑空停车。 这两套系统投入生产之后 ， 提高了翟镇煤 矿矿井安全生产水平，达到了减员增效的目的。同 时 ， 为煤矿培养 了一批皮带 自动化集控精英 ， 对将来 矿井 自动化建设 积累了经验和储备 了人才 。 参考文献 [ 1 】 戴明智． 浅谈矿井皮带机集中控制系统的应用．工会博 览 理 论研 究， 2 0 1 1 年 第 3期 ． [ 2 】 王波． 基于 P L C的矿用皮带运输机集控 系统的开发与 研 究 ． 『 3 张丽君． 基于 s 7 3 0 0 P L C的皮带集控 系统． 水力采煤与 管道运输， 2 0 1 1 年第 0 1 期． [ 4 ] 王伟宁． 皮带运输机故障检测系统的研究和应用．兰州 理工 大学， 2 0 0 7 ． 【 5 】 赵燕南． 皮带运输机的 P L C控制． 中国科技信息， 2 0 1 0 年第 O 1期． 作者简介 袁广振 1 9 8 5 一 ， 男， 江苏徐 州人 ， 徐州中矿大华洋通信 设备有限公司项目经理， 现主要从事煤矿井下自动化集控 系 统设计 工作 。 收稿 日期 2 0 1 2 9 5 M i n i ng a r e a o f t he be l t c o n v e yo r c o nt r o l s y s t e m d e s i g n a p pl i c a t i o n s b a s e d o n PLC YUAN Gu a n g - z h e n 1 , HA0 Yu n - l i n g ， HAN Ba o 2 , C HE N P e n 1 ． X u z h o uH x y t e c h C O ． ， L T D， X u z h o u 2 2 1 1 1 6 ， X u z h o u ， C h i n a ． 2 ． S h a n d o n g T a i s h a n E n e r g yC o ． ， L t d ． Z h a i z h e nC o a l ， T a i a n ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e the d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n o f t h e P L C t e c h n o l o gy i n u n d e r g r o u n d c o a l mi n e b e l t c o n v e y o r s y s t e m， a n d t a k e z h a i ’ S mi n i n g c o a l 7 2 0 1 b a c k fi l l i n g b e h c o n v e y o r c o n t r o l s y s t e m a s a n e x a mp l e ， d e t a i l e d e x p o u n d s the a d v a n t a g e s o f i t s s y s t e m c o mp o s i t i o n ， s y s t e m s t r u c t u r e ， s y s t e m f u n c t i o n a n d s y s t e m i n t h e p r o d u c t i o n e t c ． T h e a p p l i c a t i o n o f t h i s t e c h n i q u e c a l l a c h i e v e t h e g o a l o f t h e p o s t u n a t t e n d - e d of mi n i n g c o al mi n e b e l t t r a n s p o r t s y s t e m ， S O a s t o i mp mv e the e f fi c i e n c y ， a n d t h e p u r p o s e of mi n e s a f e t y d e g r e e ． Ke y wo r d s b e l t c o n v e y o r c e n t r a l i z e d c o n t r o l s y s t e m P L C w o r k i n g f a c e 68