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摘 要： 针对区域范围内设备分散、工艺流程关联密切、现场工作环境恶劣的生产场所特设计一套自动化集中控制系统，不仅可以改善工作人员的工作环境，而且还可以提高生产效率，减少设备因人员操作失误引起的设备损坏和安全事故，平煤一矿的丁三转载系统工艺流程相对简单，被控设备不是太多，比较典型利于实现集中控制。该设计可以作为类似系统实现集中控制以实现煤矿安全生产减人增效参考案例。
关键词： 集中控制；网络通信；视频监控；实时语音通信
中图分类号：TD634 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110041-01
0 引言
丁三转载运输系统如图1，由五条皮带和一个煤仓组成相对独立的生产单位。五条皮带接收沿线的出煤并运送储存在煤仓内，待前序皮带运输到地面。五条皮带原控制方式为类似于继电器控制系统，主要控制设备为QBZ系列矿用隔爆型真空电磁起动器和QJZ-400-1140W矿用隔爆兼本质安全型智能真空磁力起动器，其中转载、一部、二部、三部为QBZ200型，四部为QJZ-400-1140W型。现在现场每部皮带配置一名司机负责皮带的开停，司机之间通信主要通过程控电话以及电铃，完全靠司机主观判断来对设备进行操作，对司机现场经验及业务能力要求较高。而且设备间没有闭锁连锁关系，容易出现事故，危害人员安全影响正常生产。
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；MC1-转载皮带机头煤仓。
图1 丁三转载系统
基于现场硬件设备结合煤矿减人增效，提高生产效率，特设计一套自动化系统实现对该五条皮带的自动化控制、现场生产情况监视、与现场人员实时通信联络。系统主要设计思想及实现方法如下文介绍。
1 系统设计功能
本系统除具备对五条皮带的控制运行参数监视功能，还具备对五条皮带关键地点的现场图像显示以及语音通话通信的功能。控制功能主要是具备集控手动、集控自动和集控检修三种控制功能，五条皮带之间在自动和手动模式下具有闭锁关系，具体的连锁关系以煤仓作为分界点，只要煤仓未满，则煤仓前级皮带就可以往煤仓内送煤，只要煤仓不空，则下级皮带就可以往外运煤。丁三系统五条皮带具有“顺开顺停”和“逆开顺停”控制功能，控制方式转换方便、快捷。现场图像显示主要是通过一套井下工业电视系统实现。语音通话通信主要应用一套数字式扩音电话系统来完成此项功能。皮带司机通过工业电视系统查看现场的情况，扩音电话系统则提供了与现场人员进行实施通话以及开机停机前的预警功能。
1.1 皮带控制
丁三转载皮带、丁三转载一部、二部、三部和四部这五部机巷皮带工艺流程简单，主要功能为五条皮带自动手动模式下顺序开停，检修模式下对每一条皮带单独开停，非操作皮带闭锁。设计操作方式为每条皮带就地控制、转载机头司机室操作台就地集中控制、地面调度中心集中控制，其中每条皮带就地控制为原系统配置，这里作为其他两种控制方式的备用控制优先级最高可靠性最高；转载机头司机室操作台就地集中控制适用于区域内设备集中且关联性强的中小型系统实现集中自动控制；地面调度中心集中控制监控是大型综合性系统发展方向，主要是对系统内子系统级层次的控制监视。
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；HMI-皮带操作台。
图2 丁三转载网络通信系统
如图2，每条皮带机头配置一台监控分站用于皮带的控制和数据采集，监控分站内主体为西门子300系列PLC，丁三转载皮带机头配置一台监控主站和本安操作台，监控分站之间通过MPI通信方式进行通信，选取该种通信方式主要是考虑到皮带操作台上触摸屏只是对每条皮带的运行参数状态进行显示，而且对数据读取的响应时间要求不是太高。操作台内按钮和指示灯通过安装在操作台内腔内的I/O扩展模块与PLC控制站实现数据交换从而对该五条的控制以及运行状态显示。
1.2 视频监控
在每条皮带的机头、机尾安装光纤摄像仪用于监视皮带机头和机尾的现场情况，在丁三转载皮带机头设置矿用隔爆型监视器集中显示系统内的视频图像，同时隔爆监视器的图像通过光缆统一上传到地面控制中心。系统结构及主要监控地点如下：
1.3 扩音电话系统
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；DH-电话。
图4 丁三转载扩音电话系统
扩音电话系统，在每部皮带头以及皮带沿线关键节点处布置一台话机，方便皮带司机及时与现场人员沟通交流现场情况，同时在紧急情况下该系统还可与地面调度室直接通话通信。该电话系统的信号传输采用全数字式，抗干扰、抗损耗性能优越。该系统还具有语音记录操作记录等功能，便于故障事故查询。话机本身具有语音通话、打点、紧急呼救功能，满足现场使用需求。
2 结束语
丁三转载皮带集中控制系统目前现场安装工程各项功能指标均达到设计要求，平煤股份一矿的领导和机电总工对于井下区域内的生产设备集中控制比较关心，丁三转载集中控制系统将作为作为其他区域实现集中控制参考，对于全矿井实现安全生产、减人增效会起到助推作用。
参考文献：
[1]张天红，金属矿山井下胶带运输控制系统的设计与应用[J].工矿自动化，2011（10）：101.
[2]吕影，地面原煤皮带运输控制系统改造方案[J].煤炭技术，2006，11，11（125）.
[3]曹伟、李禺，皮带输送系统自动控制技术[J].宝钢技术，2005，1：16-19.
[4]吉顺平，西门子PLC与工业网络技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[5]殷洪义、吴建华，PLC原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[6]阳宪惠，现场总线技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[7]黄宜永、范良慧，工业控制计算机在皮带控制系统中的应用[J].交通企业管理，2005，9：36-37.
[8]曹国清、陈治国、黄朝晖、皮玉、程德强、钱建生，矿井多媒体综合业务数字网络模型的研究[J].煤炭科学技术2003，31：34-35.
关键词： 集中控制；网络通信；视频监控；实时语音通信
中图分类号：TD634 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110041-01
0 引言
丁三转载运输系统如图1，由五条皮带和一个煤仓组成相对独立的生产单位。五条皮带接收沿线的出煤并运送储存在煤仓内，待前序皮带运输到地面。五条皮带原控制方式为类似于继电器控制系统，主要控制设备为QBZ系列矿用隔爆型真空电磁起动器和QJZ-400-1140W矿用隔爆兼本质安全型智能真空磁力起动器，其中转载、一部、二部、三部为QBZ200型，四部为QJZ-400-1140W型。现在现场每部皮带配置一名司机负责皮带的开停，司机之间通信主要通过程控电话以及电铃，完全靠司机主观判断来对设备进行操作，对司机现场经验及业务能力要求较高。而且设备间没有闭锁连锁关系，容易出现事故，危害人员安全影响正常生产。
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；MC1-转载皮带机头煤仓。
图1 丁三转载系统
基于现场硬件设备结合煤矿减人增效，提高生产效率，特设计一套自动化系统实现对该五条皮带的自动化控制、现场生产情况监视、与现场人员实时通信联络。系统主要设计思想及实现方法如下文介绍。
1 系统设计功能
本系统除具备对五条皮带的控制运行参数监视功能，还具备对五条皮带关键地点的现场图像显示以及语音通话通信的功能。控制功能主要是具备集控手动、集控自动和集控检修三种控制功能，五条皮带之间在自动和手动模式下具有闭锁关系，具体的连锁关系以煤仓作为分界点，只要煤仓未满，则煤仓前级皮带就可以往煤仓内送煤，只要煤仓不空，则下级皮带就可以往外运煤。丁三系统五条皮带具有“顺开顺停”和“逆开顺停”控制功能，控制方式转换方便、快捷。现场图像显示主要是通过一套井下工业电视系统实现。语音通话通信主要应用一套数字式扩音电话系统来完成此项功能。皮带司机通过工业电视系统查看现场的情况，扩音电话系统则提供了与现场人员进行实施通话以及开机停机前的预警功能。
1.1 皮带控制
丁三转载皮带、丁三转载一部、二部、三部和四部这五部机巷皮带工艺流程简单，主要功能为五条皮带自动手动模式下顺序开停，检修模式下对每一条皮带单独开停，非操作皮带闭锁。设计操作方式为每条皮带就地控制、转载机头司机室操作台就地集中控制、地面调度中心集中控制，其中每条皮带就地控制为原系统配置，这里作为其他两种控制方式的备用控制优先级最高可靠性最高；转载机头司机室操作台就地集中控制适用于区域内设备集中且关联性强的中小型系统实现集中自动控制；地面调度中心集中控制监控是大型综合性系统发展方向，主要是对系统内子系统级层次的控制监视。
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；HMI-皮带操作台。
图2 丁三转载网络通信系统
如图2，每条皮带机头配置一台监控分站用于皮带的控制和数据采集，监控分站内主体为西门子300系列PLC，丁三转载皮带机头配置一台监控主站和本安操作台，监控分站之间通过MPI通信方式进行通信，选取该种通信方式主要是考虑到皮带操作台上触摸屏只是对每条皮带的运行参数状态进行显示，而且对数据读取的响应时间要求不是太高。操作台内按钮和指示灯通过安装在操作台内腔内的I/O扩展模块与PLC控制站实现数据交换从而对该五条的控制以及运行状态显示。
1.2 视频监控
在每条皮带的机头、机尾安装光纤摄像仪用于监视皮带机头和机尾的现场情况，在丁三转载皮带机头设置矿用隔爆型监视器集中显示系统内的视频图像，同时隔爆监视器的图像通过光缆统一上传到地面控制中心。系统结构及主要监控地点如下：
1.3 扩音电话系统
P1-转载皮带；P2-转载一部皮带；P3-转载二部皮带；P4-转载三部皮带；P5-转载四部皮带；DH-电话。
图4 丁三转载扩音电话系统
扩音电话系统，在每部皮带头以及皮带沿线关键节点处布置一台话机，方便皮带司机及时与现场人员沟通交流现场情况，同时在紧急情况下该系统还可与地面调度室直接通话通信。该电话系统的信号传输采用全数字式，抗干扰、抗损耗性能优越。该系统还具有语音记录操作记录等功能，便于故障事故查询。话机本身具有语音通话、打点、紧急呼救功能，满足现场使用需求。
2 结束语
丁三转载皮带集中控制系统目前现场安装工程各项功能指标均达到设计要求，平煤股份一矿的领导和机电总工对于井下区域内的生产设备集中控制比较关心，丁三转载集中控制系统将作为作为其他区域实现集中控制参考，对于全矿井实现安全生产、减人增效会起到助推作用。
参考文献：
[1]张天红，金属矿山井下胶带运输控制系统的设计与应用[J].工矿自动化，2011（10）：101.
[2]吕影，地面原煤皮带运输控制系统改造方案[J].煤炭技术，2006，11，11（125）.
[3]曹伟、李禺，皮带输送系统自动控制技术[J].宝钢技术，2005，1：16-19.
[4]吉顺平，西门子PLC与工业网络技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[5]殷洪义、吴建华，PLC原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[6]阳宪惠，现场总线技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[7]黄宜永、范良慧，工业控制计算机在皮带控制系统中的应用[J].交通企业管理，2005，9：36-37.
[8]曹国清、陈治国、黄朝晖、皮玉、程德强、钱建生，矿井多媒体综合业务数字网络模型的研究[J].煤炭科学技术2003，31：34-35.