煤矿胶带输送机中的PLC集中控制系统应用实例

学术论文 2018-07-12 07:46:49
  我国是一个以煤炭为主要能源的国家,每年都有大量的煤炭被从地下开采出来,在整个矿井中需要使用强力煤炭输送机来对开采出来的煤炭进行输送,但是随着矿层的不断开采,需要使各个开采区的煤炭输送机不断进行延长,从而造成各个煤炭输送机的管理较为分散,需要使用一种集中控制系统来对各个不同的煤炭输送机进行控制,从而达到煤炭输送机的安全可靠运行以及降低操作人员提高工作效率的目的。 
  1 煤炭输送机集中控制系统简介 
  在我国的很多大型煤矿中,由于开采时间长,造成矿采区不断的进行延伸,而作为井下的主要输煤工具――强力胶带输送机和各个延伸井的胶带输送机则不断的进行延长,其中开采下的煤炭的90%转载是通过使用胶带输送机直接转载到矿井中的主胶带输送机上的,从而造成井下的输送系统线路长、岗位较多而且联络环节多的弊端,对输送机的管理造成一定的困难,煤炭输送机集中控制系统则是针对以上这些弊端而专门进行设计的,通过使用PLC作为主控单元并结合工业电视机从而达到对井下的主煤炭输送带和振动给煤机及煤仓煤位计等进行监测,从而达到对于井下煤炭输送机的集中控制,节省了人力资源和提高了效率。 
  2 煤炭输送机集中控制系统的组成 
  整个煤炭输送机集中控制系统是由地面监测控制中心、输送机沿线监测传感器、煤矿井下控制分站以及一些输送机的安全保护装置等组成,由于井下监控设备的接入点较多,从监控量、成本以及运算速度等方面进行考虑选用西门子S7-300系列的PLC作为主要控制单元,通过在井下各条胶带说输送机和煤仓安装PLC控制系统,从而将各个输送机和煤仓构成了一个小的局部闭环回路,而对于煤仓中煤炭位置的高低可以通过使用传感器来进行控制,当煤仓中的煤炭的位置高于或者是低于设定的传感器的高度时则需要使煤炭输送机立即停止,而本着逆煤流开、顺煤流停的设计理念,可以在胶带和胶带机之间设定有联锁和单机启动模式,安装在输送机的安全保护装置主要有:胶带机的堆煤检测装置、温度传感器、烟雾传感器、胶带机的速度传感器以及跑偏检测装置和自动洒水装置,同时,对于胶带机的各个电机的速度、电压、电流以及温度的都有所检测,确保胶带机能够正常工作,同时在各个胶带输送机的落煤点通过加装视频监测视频头,其中该视频头采用的是点对点的光纤模拟量传输方式,从而能够确保监测探头所拍摄视频的实时性,从而方便地面控制人员查看。 
  地面控制中心其主要用途是通过控制系统对胶带机进行集中控制和对各个由传感器发送来的胶带机的运行状态进行监控,并通过视频监控系统对胶带机之间的落煤点之间进行监控,其中整个控制系统采用的是双机热备用的模式,能够保证总有一台计算机对其进行控制。 
  传输线路采用的是以Profibus为主要技术的传输线路,从而实现对输送机实现远程操控。 
  而对于井下分站则是采用的是以PLC为主的控制装置,通过接入Profibus网络从而实现井上井下的数据共享。 
  3 煤炭输送机集中控制系统的控制模式 
  集中控制系统的工作原理如下:整个系统采用PLC作为控制中心,通过使用串行通信方式来实现对于煤炭输送机运行情况的实时状态监测,通过使用传感器对传感器传回的数据进行处理。在使用传感器对胶带机进行状态监控时,需要使用24V的电压作为主要的供电电源。根据PLC的具体的控制方式将整个控制方式分为:地面自动集中控制、地面远控集中控制以及人工控制等方式。其中地面控制方式是通过在每条胶带输送机的两端安装有工业视频装置,同时在胶带机上加装有基于PLC开发的集控装置,当这个装置的远程控制功能启动后可以确保操作人员能够在控制中心通过使用控制端从而完成对于胶带输送机的地面远程启动操作。这种启动操作可以完成对于其中单一一条胶带机的控制也可以同时完成对于多条胶带输送机的远程启动操作,同时在地面进行远程单机操作的基础上能够使胶带输送机与胶带输送机之间实现联合闭锁,从而使胶带输送机能够按照逆煤流、顺煤流停的原则开停。而人工控制则是通过井下操作人员进行井下根据实际需要进行胶带输送机的启停操作,同时还可以方便胶带输送机的维护人员在每条胶带输送机的机头以及其他设备的机头控制胶带输送机的启动。同时需要完成人工控制和地面控制之间的互锁,在进行人工井下控制时不能完成由于地面集中控制的的操作。 
  4 系统辅助安全功能 
  4.1系统自我检测及诊断功能 
  在整个集中控制系统的主体部分之外需要添加一部分的自诊断和报警程序,从而可以方便操作人员和维修人员对于设备故障的诊断,其中将这些诊断及报警写入到PLC的程序中,通过对传感器采集来的信号进行处理,从而对运行中的胶带输送机的运行状态进行对比分析,从而在胶带输送机发生异常状况时及时进行报警并切断输送机的电源。同时,设备维护人员可以根据报警信息及时的对发生故障的部分进行快速诊断。 
  4.2系统的其他辅助功能 
  通过在屏幕上的页面中对各个皮带输送机的系统工况等一些参数进行动态显示,从而使地面控制中心的监控人员对设备的运行情况有直观的了解,同时对这些运行数据进行存储,方便以后查询,还可以添加一些语音通话、故障屏蔽以及打印功能等方便系统运用。 
  结语 
  在胶带传输机上进行集中控制可以有效的减少井下作业人员的数量,提高胶带机的控制效率和作业效率,通过对整个集中控制系统的使用功能使用后发现,整个系统中的各个网络以及控制性能较为良好,同时在恶劣的环境条件下仍能正常保证工作,从而实现了输送机的可靠高效运行。 
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[责任编辑:花间一壶酒]