自动化集中控制技术在煤矿中的应用研究.pdf

113 ELECTRONICS WORLD・技术交流 本文主要讲述了关于我国目前的煤矿自动化集中控制技术的一 些发展状况，并且结合某地的煤矿实际，简介了在主提升和供电系 统方面集中控制技术的基本情况，主要包括提升钢带机和井下变电 所安装的目的以及方案说明，实现的功能等等。 目前我国科学技术在迅速的发展，为了适应人们生活各个方面的 需求，煤矿业也必须有所发展，科技的进步推动了煤矿的发展，将传统 的煤矿逐渐的转变为自动化和信息化等高产量、高效率的矿井，只有不 断满足人们的日常需求，才能得以长久的发展和生存。伴随自动化技术 和科学技术在各个领域的不断应用和成熟，促进了其生产效率不断的提 高，特别是在煤炭产业上非常重要，不仅可以有效的解决人多、投入大 的问题，还可以在一定程度上消除较多的安全隐患，以下将讲述关于煤 矿提升钢带机和井下变电所自动化控制技术的原理和应用。 1 钢带机自动化集中控制 1.1 现场情况和改造目的 某煤矿公司一共有四台皮带机电控系统，并且有两套电控系 统是属于流调速装置的磁场可逆电枢串联的电控系统，其他的井下 属于隔爆兼本安型皮带电控系统，这四台机器目前的控制方法主要 是利用皮带机进行手动操作。在现如今的科技条件下，这种控制技 术是比较落后的，其一，皮带机控制的工艺相对来说比较简单，开 启之后便不再需要过多复杂的操作。除非需要进行保护或者出现故 障导致停车之后才需要再次启动，因此不需要很多的司机去进行操 作，每班配置司机会造成不必要的人力浪费。其二，皮带机在运行 的时候，只有司机知道最主要的地面电科和调度的情况，并且需要 和皮带机房进行及时的沟通和了解。而且很多时候并不能非常全 面、仔细的了解到。另外，各条皮带之间在运行的过程中，也不能 及时的进行了解，只能通过电话进行沟通，整个流程就非常的落 后。所以提出新一代的方案，根据局部的网路搭建皮带机的远程操 控平台，对这四台皮带机进行集中的控制，在地面上就可以实现对 这几台机器运行的状况和信息、数据等进行全面的、细致的观察和 记录，并且可以实现远程的启动、停止以及故障的复位等等。这样 一来，就不需要在每个设备上都安排固定的操作员工，司机房不需 要时时刻刻有人值守，只需要一名巡检人员进行巡检，在很大程度 上降低了人力、物力的成本，使自动化程度得到很大的提高。 1.2 方案说明 本方案主要通过局域网将井下的PLC和地面钢带机的主、副 PLC和集控上位机进行联网，从而实现上位机对每个PLC的监控， 对于网络基础，改造需要煤矿方将矿局域网接入到井下的三台皮带 机房和地面的钢带机房，并且给PLC和上位机设备分配比较固定的IP 地址。对于电控改造地面的钢带机需要更换为整套的PLC作为西门 子S7-300系列，在机房装设一台工业的交换机。井下的三台皮带机 则以需要为每台PLC增加以太网模块，在各个皮带机房进行交换。因 为控制的方式多样化，电控系统需要对每个设备的PLC进行编程和调 试，对于上位机的软件，进行升级。如果现场的风机和油泵等外部 设备为继电器进行回路启停控制，为了可以实现远程操控，电控就 必须对外部的一些线路进行改造，增加PLC接口模块，促使这些设备 的控制方式为PLC直接输出，增加上位机的机器，实现对现场的不同 数据和监控，进行有效的控制，同时为集控厂家提供启动和停止的 接口，实现在集控系统上位机的启动以及停止操作。 1.3 改造后实现的功能 改造之后新增的上位机可以对每台皮带机进行现场设备的启动 和停止控制，对于开车方式的选择操作和故障的复位操作等，可以 进行监控电枢电流和励磁电流等，可以监控电控系统的超速和倒转 以及机头机尾的保护等，可以生成运行曲线以及数据，并且可以保 持存至少一个月以上。 2 井下变电所自动化集中控制 2.1 现场情况和改造目的 为了提高供电系统的质量，因此安装自动控制系统，从而实现 对井下所有变电所开关的控制，以及实现远程的地面检测和控制， 达到提高供电安全可靠性和减少人员浪费的目的。 2.2 方案说明 将多个变电所的高低压保护器接入电力控制分站，确保在监 控的时候，可以完整的检测到保护器的数据，从而实现保护器和电 力监控的双向数据通信。和工业的以太环网联网，从而实现电力监 控的分站和地面的控制机联网。井下的变电所主要采用的是三层结 构的监控系统，第一层主要是上位监控计算机，第二层是监控的分 站，第三层则为智能开关。系统采用工业以太网以及现场总结的模 式，主要干道依然是以太环网到每个变电所，通过对变电所的交换 机数据接口，实现各个开关的智能综合控制。监控分站主要采用的 是RJ45标准的以太网和交换机连接，接入到井下工业的以太网。每 个开关的综合保护器都采用不同的型号参数进行保护，通过对RS485 的归集传至监控分站，对采集到的数据进行处理和分析，经过工业 以太网再传送到矿井的电力监控后台，构成全面的电力系统，电力 监控系统后台主要是以OPC的方式，把数据传送到综合的自动化平 台，并且可以根据地面的主机对综合的保护器进行远程的操控。 2.3 改造后实现的功能 井下所有变电所的高压开关具有较完善的保护系统和远程通讯 功能，具备实现变电所集中监控条件；电力监控分站、环网交换机 肩负着井下各变电所自动化设备的数据采集和传输，必须保证正常 供电，并具备3hUPS后备供电功能，使地面集控室能实时观察井下 各变电所供电情况。 结束语近年来，伴随自动化集中控制技术在煤矿中的不断探 索和应用，自动化充分的发挥了管理信息网络和生产控制系统的功 能，很大程度上实现了管理的一体化，并且实现了减员的目的，促 进了煤矿业未来更好的发展。 自动化集中控制技术在煤矿中的应用研究 天地（常州）自动化股份有限公司 王世峰