井下胶带机地面远程集中控制系统.pdf

井下胶 带机 地 面远 程集 中控 制 系统 王 惠忠 王树胜 赞运 河， 等 4 3 磊 “ 一 ． ．’ 文章编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 0 2 0 30 0 4 3 0 3 井下胶带机地面远程集中控制系统 王惠忠 ， 王树胜 ， 赞运河 ， 郝榕 ， 王素川 ， 谭得健 1兖矿集团兴隆庄煤矿． 山东 兖州2 7 2 1 0 2 ； 2 ． 中国矿业大学信电学院， 江苏 徐州2 2 1 0 0 8 中国分类 号 T D 6 3 4 ． 1 文献标 识码 B 摘要 针对煤矿井下胶带机运输系统线路长、 岗位 多、 联络环节多等特点， 应用 D C S系统与冗余技术， 在 * 隆庄煤矿 实现 以“ 地 面控制 为主 ． 井下监 控为辅 ” 的控 制模 式。该 系统运 行安 奎、 可靠 。 主题词 矿井； 胶带机； D C S系统； 地面集中控制 ； 冗余 Su r f a c e Ce nt r a l i z e d a nd Re mo t e Co n t r o l S y s t e m f o r Und e r g r o u nd Be l t Co n v e y o r WANG Hu i z h o n g ， WANG S h u s h e n g， F EI Yu n h e ， HA0 Ro n g ， WANG S u c h u a n， TAN De j i a n 1 Xi n g l o n g z h u a n g C o a l Mi n e o f Ya n z h o u Mi n i n g Gr o u p C o ．L t d． ，Ya n z h o u 2 7 2 1 0 2，Ch i n a 2 C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g，C UMT． ，Xu z h o u 2 2 1 0 0 8，C h i n a Ab s t r a c t I n a c c o r d a n c e wi t h t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m o f u n d e r g r o u n d b e l t con v e y o r s u c h a s l o n g l i ne ，mul t i p l e s t a t i o ns a n d c o mmu n i c a t i o n l i n ks ，u s i n g DCS s y s t e m a nd r e d un da nc y t e c h n i q u e，t h e C On t rol s y s t e m o f“ s u r f a c e c o n t r o l i s ma j o r ，u n d e r g rou n d mo n i t o r i n g a n d con t r o l i s a s s i s t a n t ’ ’ h a v e b e e n c a r r i e d o u t i n t h e Xi n g r o n g z h u a n g c o a l mi n e ． l h i s s y s t e m r u n s wi t h h i g h s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y Ke y wo r d s c o a l mi n e ，b e l t c o n v e y o r ，DCS s y s t e m，s u r f a c e c e n t r a l c o n t r o l ，r e d u n d a n c y t e c h n i q u e 1 概述 8 0年代 以来 ， 胶 带运 输 已成 为我 国高 产高教 矿 井井下输 煤的 主要 工 具 ， 因 而胶 带输 送机 的 自动 化 程度及 安全运 行在 煤矿生 产中 占有 重要 的地位。 目 前 ， 我 国煤矿井下胶带输送机的控制仍以就地控制 为主 ， 这种控制方式不仅需要较多的人力 ， 而且工人 劳动环境 条件差 ， 不 具备 对 故障 的记 录及 综 合分 析 等功 能 ， 各种保 护信号 只能就地显 示 ， 不便 于科学管 理 。 将计算机 控制 技 术 、 网络技 术 、 工业 电视技 术 、 光纤 通信技 术和 电力 电子技术 用于煤 矿井下胶带输 送机 自动控制， 不仅大大地提高了生产效率， 增加 了 煤炭产量 ， 而且也使设备的可靠性和利用率得到 了 有效提高 ， 劳动人员安全得到可靠保证 ， 工作环境进 一 步完善 ， 实现了安全、 可靠、 经济的运行。 2 系统结构 针对煤矿井下运输系统线路长、 岗位多、 联络环 节多等特点 ， 应用工业现场总线技术与计算机控制 相结合 ， 实现以“ 地面控制为主， 井下监控为辅” 的控 制模式 。 2 1系统 概 述 兴 隆 庄煤 矿隶 属充 州矿业 集 团公 司 ， 设 计能 力 为年产原煤 3 5 0万 t ， 目前 已达到年产 6 0 0万 t ， 是 我国特大型现代化矿 井。处于 一2 7 0水平， 现有 3 个方向强力胶带机运输系统 ， 分别是东翼、 西翼和中 翼。矿井设计胶带机输煤系统 为各条胶 带就地控 制 ， 使用 的均 为 D X 4系列 强 力 胶 带机 ， 带 宽 为 l O 0 0 mm， 胶带强度为 2 0 0 0 k g ／ c m， 增速后胶带运行 速 度 分 别 为 3 1 5 m／ s 和 4 ． 0 m／ s ， 运 输 能 力 达 1 20 0 t A n。 2 2系 统 结 构 地面远程集中控制系统主要由地面监控中心、 井下监控中心 、 东上仓胶带机分站 、 东平一胶带机分 站 、 东平二 胶带机 分 站 、 西上 仓胶 带机 分 站 、 西 水 平 胶带机分站、 西上山胶带机分站和 8 3 0 0胶带机分站 等构成 。 维普资讯 4 4 工矿 自动化 2 0 0 2年 第 3期 该系统分为集中控制和工业电视两部分。集中 控制分为地面和井下两个控制中心 ， 地面主要设备 包括 工业控制计算机 、 2 1 显示器、 触摸屏、 不问断 电源、 网络连接器等； 井下主要设备包括 井下主控 中心 、 井下控制分站、 网络通信系统。 1 地 面监控 中心 地 面监 控 中心 设置 在 区队 ． 主要 通过 两 台工业 计算机 冗余 、 工业电视和广播通信 系统对胶带机 运行状态进行远程控制 、 监测和监视 。 2 井下监控 中心 井下监控 中心分为井下控制主机 、 井下主控 中 心控制单元两部分。井下主控中心实现的控制功能 与地面控制中心的功能相同， 主要完成与地面 的热 备用 以及作为井 下控 制部分 的通信 核心 ， 完 成各 P L C分站监控信息交互传送。同时 ， 通过两台触摸 屏为井下值班人员提供整个系统的运行工况和必要 操 作 。 3 井下 控制分 站 井下控制分站由 K J 4 2 1矿用隔爆 兼本安 型 胶带机 自动控制装置 以下简称胶带机 自动控制装 置 和保护传感器等构成。该装置可以同时完成一 条胶带机多台电机的启停控制及保护动作 ， 采用可 编程程序控制器 P L C 作 为控制核心。 2 3 保护侍 感 器 各胶带机配备有煤位信号、 打滑 、 超温洒水 、 电 机温度 、 滚筒温度、 堆煤、 沿线急停、 跑偏和烟雾等保 护 3 数据 通信 1 数据通信信道 信息与图象采用光纤和双绞线传输。光信号通 过矿用阻燃多模光缆无中继地从井下传输到地面。 在井筒中数据信息通过光纤传输， 工业现场总线信 息传输采用双绞线。 2 数据通信控制模块 通信控制模块主要包括与地面控制主机和井下 控制主机的通信及与井下控制分站共同构成工业控 制网络两部分。 由于网络通信模块有距离限制 ， 所 以在控制分 站超出其距离范围时， 要添加中继， 保证数据的可靠 传输。 3 地面和井下控制主机数据通信 向地面控制主机和井下控制主机传送各井下控 制单元 包括胶带机 、 给煤机和控制器 的实时运行 数据 。 接收地面控制主机和井下控制主机发出的控制 信号。 4 系统冗余 由地面 2台工控机 大屏幕和触摸屏 和井下 1 台工控机构成系统冗余。由触摸屏主控 ， 当触摸屏 工控机发生故障时 ， 将 自动无扰切换控制， 并保持当 前 监控状态 。 以井下控制主机构成地面控制主机的热备 ， 具 有与地面控制主机相同的控制功能， 可实时显示数 据 、 报警等 。 5主要功 能 将工业控制计算机和工业电视相结合构成的胶 带机监 测监控系 统具有 下列主要功 能。 5 1控 制 功 能 操作人员可在地面上位机采用不同方式控制各 条强力胶带机的启动和停止， 控制方式有 3种。 1 地面集中控制 在这种方式下 ， 操作人员 只需在地面控制中心 操作触摸屏按钮或 鼠标 ， 控制井下各条胶带机和给 煤机的启、 停 以及故障解除等。并且通过计算机语 音系统发布开车提示命令。 2 人工就地 控制 当地面控制中心或井简信道出现故障时， 操作 人员可分别在各条胶带机头通过胶带机 自动控制装 置控制胶带机的启 、 停 。 3 控制方式变换 通过地面控制 中心远 程控 制 I J 4 21胶带机 自动控制装置进行手动／ 自动切换， 完成集 中控制与 就地控制转换 ， 使得两种控制方式互为备用 、 互相闭 锁 ， 提高系统的可靠性和灵活性。具有同煤流方 向 相互闭锁功能 ， 实现逆煤流开 、 顺煤流停。 5 2显 示 功 能 1 工况 图 工况图动态显示整个系统所有胶带机 、 给煤机、 转载胶带运行 的工况 ， 以及主要保护、 煤炭产量及有 关参数信息。 2 数据 图 工况 图中可以隐藏或显示每条胶带机、 给煤机 当前累计开机时间、 累计停机时间、 煤仓煤位高度显 示以及数值大小 、 电机 电流柱状显示、 分站通 信状 态、 是否存在报警以及联络打点返回显示等信息。 维普资讯 矿井供电系统谐波及其综台治理 李思义 4 5 文章 编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 0 2 0 3 0 0 4 50 4 矿井供电系统谐波及其综合治理 车思义 永城煤电集团公司安监局 ， 河南 永城4 7 6 6 0 0 中图分类 号 T D 6 1 1 文献标识 码 B 摘要 分析了谐波及谐波源产生原因、 谐波时电气设备及供电网络的危害， 指出了抑制谐波的有效措施 ． 提 出谐波补偿 纛波装置 安装位置 的合理 确定 主题词 矿 井； 供 电 ； 谐波 ； 滤波 嚣； 综合 治理 H a r mo n i c W a v e o f M i n e Po we r Su p p l y S y s t e m a n d I t s Co mp r e h e n s i v e Tr e a t me n t LI Sj v i S a f e t y S u p e r v i s o r o f Y o n g c h e n g C o a l ＆ E l e c t r i c G r o u p Co mp a n y ．Y o n g c h e n g 4 7 6 6 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r a n a l y s e d t h e c a u s e s o f h a r mo n i c wa v e ，h a r mo n i c wa v e s o u r c e a n d i t s d a n g e r t o t h e e l e c t r i c e q u i p me n t s a n d p o we r s u p p l y n e t wo r k，i n d i c a t e d t h e e f f e c t i v e me t h o d t o c o n t r o l h a rm o n i c wa v e ，a n d r e a son a b l e i n s t a l l a t i o n o f c o mp e n s a t i o n f i l t e r d e v i c e f o r h a r mo n i c wa v e Ke y wo l d s c o a l mi n e ，p o we r s u p p l y，h a r mo n i c wa v e ，f i l t e r ，c o mp r e h e n s i v e t r e a t me n t 3 控 制操作 图 工况 图 中含有一 些控制按钮 ， 通过 “ 开停控制 ” 、 “ 停车” 按 钮可 以进行 胶带机 开停 、 流程 开停 、 单 台开 停选择 。 4 报表 图 工况图中还包括数据表 、 报警 预览、 历史趋势 图、 报表和历史查看按钮， 可进行相关信息的查看。 5 实时 和历 史趋 势图 显示 当前和过去 1 个月所有电机电流、 带速 、 核 子秤、 滚筒温度 、 煤仓煤位的历史曲线。 5 3 报 警 功能 可以实时显示报警类型， 且有语音提示 。报警 类型包括烟雾 、 堆煤 、 跑偏 、 打滑 、 灭火洒水等。 5 4打 印琦能 地面工控机可以打印胶带机 、 给煤机 、 核子秤 的 所有状态信息， 报表类型分为 日报表 、 月报 表、 年报 表 。 5 ． 5历 史查询 电机 电流 、 电机 温度 、 带 速 、 产量 和瞬 时 流量 历 史趋势图查看 、 相关数据报表显示和历史数据查询。 5 ． 6 I业 电视 图象显示 图象经过视频光接收机将光信号转换为电信号 送到电视机和视频矩阵控制系统 ， 在任何一台电视 机上可以任意定点、 循环观看各条胶带机机头 和转 载点 工业 电视 图象 。 5 7保 护 功 能 系统具有胶带机低速打滑 、 机头堆煤 、 满仓 ， 超 温洒水 、 烟雾、 滚筒超温 、 沿线急停和跑偏等多种保 护。如果 出现事故， 地面主控室可通过语音系统发 出语音报警提示信号。 6结论 兴 隆庄煤矿主煤流胶带机地面集 中监控系统， 是一个集 自动化、 信息化 、 计算机工业控制、 网络、 通 信和工业电视等高新技术为一体的 自动化系统 。该 系统采用冗余技术 ， 利 用地面、 井下三机互相热备 用， 确保了远程 自动控制的可靠性 ， 大大提高了系统 运行 的可靠性 和安 全性 。 系统将矿井主煤流系统各种设备状况集中到地 面 中心站 ， 进行记录、 存储和打印， 提高 了全矿井胶 带 机输煤 系统 的现代 化管 理 水平 。易 于维 护 ， 使用 方便， 具有可扩展性 ， 为今后实现全矿井生产综合 自 动化 打下 了良好 的基础 。 枝 稿 日期 2 0 011 20 7 作者筒介 王惠忠 1 9 5 1 一 、 工程师 现在充矿集 团*睦庄煤矿从事 机 电管理工作 ． 任机电矿长 主持和参与多项省部级科研项 目， 已发 表 论 文 5篇 维普资讯