煤矿井下皮带机自动控制系统的设计与应用.pdf

当代化工研究 Modern Chemical Research76 技术应用与研究 2020 ・ 15 煤矿井下皮带机自动控制系统的设计与应用 *辛义亭 山西晋城无烟煤矿业集团公司寺河煤矿山西048205 摘耍现阶段，随着信息化时代的快速发展，我国的工业产业要在这种背景中汲取优势，尤其是对于煤炭企业开采过程中餉皮带机而 t,更需要融合信息化技术手段，从而实现整个企业的价值，保障经济利益餉提升，还能在一定程度下促进煤炭行业的进步.基于此，本 文主要分析煤矿井下皮带机自动控制系统餉设计与应用. 关键词煤矿；皮带机；自动控制；系统设计 中图分类号T 文献标识码A Design and Application of Automatic Control System for Belt Conveyor in Coal Mine Xin Yit in g Sih e Co a l Min e, Sh a n xi Jin c h en g An t h r a c it e Min in g Gr o up Co mpa n y, Sh a n xi, 048205 Abstracts At this stage, the ination age is developing rapidly. If the industrial industry in China want to draw advantages from this background, especially for belt conveyors in the mining process of coal enterprises, it is even more necessary to integrate ination technology, so as to realize the value of the entire enterprise, ensure the promotion of economic benefits, and promote the progress of the coal industry to a certain extent. Based on this, this paper mainly analyzes the design and application of automatic control system far belt conveyor in coal mine. Key words coal mine； ； belt conveyor； ； automatic control； ； system design 引言 运行成本低也是自动化控制体系的一大最主要特征，这 井下皮带机自动控制系统是煤矿井下开采中极其重要 的一种系统，该系统的应用可提升煤矿生产的高效性和安全 性，而且随着煤炭产业的快速发展，煤矿井下自动化作业也 成为一种必然的发展趋势，有助于提升系统的生产运输效率 和煤矿井下作业技术水平，为煤炭产业的进一步发展奠定坚 实的基础。 1 皮带机自动控制系统的特征 ⑴实现自动化控制 在进行皮带机的自动控制系统的调整时，相关工作人员 可以采用远程防范和近地调整的两个方式，如此一来，就可 以对整个系统进行分类整理，确保信息能够及时地被收集起 来。互联网自动化技术也对自动化控制体系起到了一定的支 撑作用，不仅可以对整个系统采取实时监控，还可以对所面 临的数据进行收集和打印。在对整个自动化控制系统进行远 程监控时，还可以利用具体的机器设备对其进行调节，如此 一来就可以最大程度地保障整个工作环境的安全性，还可以 延长器械的使用年限，提高机器的使用率。 ⑵体现出人性化操作 皮带机的自动控制系统具有人性化的特点，为了更好 的满足人们的使用需求和操作需求，在对其进行具体的设计 时，进行了全面的调查和调整。该人性化操作模式主要为了 保护人们的安全性，在对井下的工作场景做出的虚拟化模 拟，而该模式主要使用的机械设备就是井下的许多摄像头， 而且为了满足井上人们的具体要求，在摄像头接收到信息之 后，每隔一段时间都会向上传输，中央控制系统还会对其进 行处理，使其成为具体的图像，从而可以帮助自动化控制系 统进行远程模拟。皮带机的人性化操作不仅可以帮助井上人 员对井下进行及时的掌控，还可以满足人们的正常监控需 求，并以一种极其简便的方式来使监测工作变得更加方便。 ⑶运行成本大幅降低 主要是由于自动化控制系统已经被广泛使用在皮带机的自动 化控制体系里，不仅可以对皮带机本身做出一定的维护，还 可以尽可能降低各项危险事故的发生概率，从而保证整个工 作能够顺利完成。不仅如此，在对皮带机机械设备进行更好 的参数调节时，不仅需要考虑工作人员的正常需求，还需要 为工人提供一个舒适的工作强度，还要在整个设备投入使用 之前，进行详尽的调试，确保其无法发生任何问题，之后再 将其投入到正常的使用中。 ⑷全分布式系统设计 煤炭企业的皮带机械设备还有一个最主要的自动控制 设备体积特点，即全分布式系统设计。如此一来，就可以促 进各个站类之间的沟通联系，还能形成独立的工作区域，可 以最大程度的保证整个皮带机使用的安全性，进一步的提升 工人工作的效率。而且一旦该自动控制系统发生了任何细小 的问题，无法正常开展工作，由于井上和井下设备的互不干 扰，井上设备的故障并不能对井下设备做到任何的阻碍作 用，同时可以促进整个工作效率的极大提升。该系统有着极 强的优势，可以激发整个工作的顺利完成，还可以降低设备 之间的相互干扰。 2. 煤矿井下皮带机自动控制系统设计基本要求 第一，安装各类设备来进行信息的传感，可以促进电流 使用的安全性和整体环境的安全保障，对一些工作设备进行实 时监控，一旦出现任何状况，相关人员都会对其进行及时的处 理，从而保障工程顺利完成；第二，应用生动形象的表达方式 来展现工程的工作流程，还可以实现多重信息之间的互换。 3. 煤矿井下皮带机自动控制系统硬件设计 ⑴结构组成 皮带机的自动控制系统硬件设计主体部分由四部分构 成，分别为PLC主站和控制分站、输送保护设备、通信等， 且多围绕一个中心来进行工作的开展，即S7-300PLCo这个 当代化工研究 77 Modem Chemical Resxmrch I，2020 15 技术应用与研究 中心的主要特征电路电流和电压上，整个控制功能的发挥， 分别体现在电枢和励磁回路的具体调节上，两类设备的功能 发挥都依赖于晶闸管整流器，而差异性主要体现在前者是电 路串联，而后者是并联，具体情况如下图1所示。 图1系统硬件图 ⑵传感器选型 在进行传感器的选择时，首先要确定输送机保护主机， 即KHP128-Z,其次再对各种类型的传感器进行选择，主要包 含以下七个类型第一，速度传感器。该设备的主要作用是 速度检测，一旦发现异常情况都要进行及时的数据导回；第 二，温度传感器。该设备的主要作用是温度检查，有着一定 的保护作用，如果温度超过一般水平，将会开启自动洒水装 置的开关；第三，烟雾传感器。该设备的主要作用就是为了 确保工作环境烟雾达到相关标准，并对不平衡现象进行及时 的调整；第四，跑偏传感器。该设备的主要监测对象为输送 带，一旦发生任何扭曲现象，该传感器将会发出跑偏信息； 第五，堆煤传感器，主要对煤炭做出保护工作；第六，撕裂 传感器。该传感器主要是通过电阻输出值的大小变化来发挥 作用，一旦撕裂信号发出，整个设备将会暂停两秒，之后再 正常运行；第七，急停传感器。一旦该设备发现任何事物现 象，都可以对主机传递急停的信号，从而暂停整个工程，只 有人工调节之后，才能开启正常运转。 4.煤矿井下皮带机自动控制系统软件设计 对于煤矿井下皮带自动控制体系的软件设计而言，主 要的功能有通讯和数据交换两大类。通讯功能的实现得益于 CP343-1的帮助，数据的传递也必须在多类信息驱动器的推 动下进行。 ⑴上位机软件 ① 人机界面。对于自动控制体系中的人机界面而言，可 以帮助相关人员进行对整个系统进行监控，而这个过程中， 键盘鼠标等都发挥着极大的作用。人机界面内的各个部分都 有一定的简易性，便于工作人员的使用。而且，整个监控体 系可以起到适时监控和数据成像的功能，还可以将所测得的 数据以曲线形式打印出来。人机界面系统内主要使用了中文 来进行提示，便于操作人员的工作，也在一定程度上简化整 个操作过程，一旦出现任何的差错，警报措施就会发挥作 用，最终的措施和警告结果都会被整理到中央库存档案中， 为今后的工作累计经验。 ② 图形界面。整个自动控制体系的图形界面都是为了显 示数据，而且显示手段多种多样，显示形式也各有差异。但 所有的方式也有其统一性，即可以利用动画来进行数据的凸 显，具有一定的便捷性。 ③故障信息d a t a b a se o在整个自动控制体系中，故障信 息d a t a b a se发挥着信息储存的作用，可以对各类信息进行储 存查询等功能，并且还能对故障情况进行实时监控，一旦发 现任何问题都可以对其进行及时的排查，为工作人员节省检 修时间。 ⑵PLC控制软件 PLC控制软件可以对程序进行具体的操作，并在上级命 令具体核查之后才投入使用。主要的步骤过程为首先，对 已传递的消息进行保存，其次，整个传递过程具有强烈的抗 干扰性，数据遭受到外界影响而发生改变的可能性较低。最 后，该程序在具体的操作过程时，详尽包括了所有的指令， 并对其进行数据的收集和整理。 5.煤矿皮带机常见故障维护 ⑴皮带机保护装置出现故障维护 对于煤炭企业而言，皮带机的保护装置是为了使机器能 够正常使用。然而一旦该装置出现故障，就会使整个皮带机 暂停工作，必须等问题解决之后才能开始，进一步的保证整 个工作的安全性。而解决故障的主要方式是利用手动控制和 电动控制的双结合，来发现故障位置的具体地点，而且皮带 的警报措施也可以为位置的找寻作出贡献。在进行故障巡查 时，还需要对皮带机的外部和内部都进行故障筛查，外部确 定无事后，需要采用磁力启动器来对内部进行勘探，从而发 现具体的故障位置并对其进行解决。 ⑵皮带机故障维护 在上文的分析中，我们明白在煤炭企业中，为了确保整 个流程的稳定性，相关企业一般都会釆用各类传感器来对皮 带设备进行监控，一旦发现故障，不仅可以准确找出故障地 点，还可以降低维修时间，为企业节省资源，在此基础上， 通过故障的分析收集后，可以得出各类问题的实践经验，从 而可以为煤炭开采奠定基础。 6结束语 在生产实践中设计了带式输送机自动控制系统，根据有 关保护需要应用各种传感器，引入了S7-300PLC,确定使用 的PLC的型号与功能模块，在此基础上，还对控制流程图进 行设计，通过PLC语言进行了自动控制程序编写。此外，还 配置了in To uc h来负责实现显示功能，从而实现对机械设备 的自动化操控。 【参考文献】 [1]肖利平.基于PLC技术的煤矿井下带式输送自动控制系统的 研究[J] 中国煤炭,2017, 40 05 79-81132. ⑵任国玲皮带机自动化系统在煤矿中的设计与应用[J].河 南科技, 2017 16 78. [3] 赵彩红.基于PLC的带式输送机控制系统设计[J].煤矿机 械,, 2017, 3306251-253. [4] 郑辉.龙东矿西翼皮带巷火灾应急风流控制系统设计[J]. 能源技术与管理,2017 02 92-94. [5] 吴远青，靳永刚，尚景梅,贺法智常村煤矿煤楼集中控制系 统改造实践[J].矿山机械,2017, 38 16 83-84. 【作者简介】 辛义亭 1986-，男，山西省临汾市翼城县人，本科，助理 工程师，山西晋城无烟煤矿业集团公司寺河煤矿；研究方向煤矿 井下皮带机、主排水、供电设备自动化。