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【摘要】本论文介绍了自动化集中控制系统在潘一矿井下皮带机系统的应用，并针对生产实际应用的情况浅谈一些个人观点。
【关键词】皮带运输机；自动化；矿井
1、概述
为充分发挥矿井机械化装备的功效，达到少用人、低成本、高效率的目标，我矿建立了井下主运皮带机系统的自动化集中控制系统。控制范围为我矿井下9条主运皮帶机及相关14台给煤机。通过实际应用逐步向集控、减员、安全、高效的目标迈进，最终实现全矿井主运皮带机远程监测、控制、管理一体化和人工巡检的新的系统运行模式。
2、皮带机集控系统的组成
该皮带机集控系统主要由以下部分组成：皮带机主控PLC系统、井下工业电视系统、无线通信系统、千兆工业以太环网及地面集控调度中心。
其中皮带机主控PLC系统基于AB 5000平台，包括隔爆控制箱、本安操作台、隔爆接线箱、扩音电话系统和各类皮带机传感器等，具有远程集控、远程手动控制、本地控制、本地手动、启动告警、设备故障停车功能。井下工业电视系统包含45台井下摄像仪，将皮带机头卸载、皮带装载点、皮带张紧装置等关键位置的实时视频通过网络传输至地面集控调度中心。无线通信系统采用Impact WIFI矿井通讯及定位一体化系统，可同时实现井下手机定位、无线手机通信、设备数据传输、人员定位等综合功能，用于调度中心和皮带巡检人员或检修人员进行联络。千兆工业以太环网由井下四台千兆环网交换机和地面集控调度中心一台赫斯曼MAR1040核心千兆环网交换机组成，该核心交换机将工控信号、WIFI手机、视频信号分别划分在不同的VLAN，保证远程集中控制的最高优先级，防止网络音视频数据干扰设备运行数据和指令；子系统就近接入骨干网络，个别偏远子系统可采用分支交换机以星型方式接入主网。地面集控调度中心配备三台IBM管控服务器、视频存储系统、上位机、显示大屏等，负责整个系统的监测与控制，上位机系统负责与现场设备进行信息交流与传递，操作员可通过人机界面获取现场设备的信息和向现场设备发出控制指令。
系统结构图如下：
3、皮带集控系统的功能及在生产中的优点
系统可实现的功能：
1.具有起停、启动预告、远程监视、报警保护、事件记录控制功能；
2.具有胶带机跑偏、速度检测、打滑和超速保护、沿线急停闭锁和故障位置检测、堆煤检测、驱动滚筒表面温度检测、自动灭火洒水、烟雾检测、胶带机纵撕保护、电机故障和开关故障检测、连续煤仓煤位检测等完善的检测保护功能；
3.具有显示各电机的开停状态，制动闸状态，给煤机开停状态，cst状态，油泵状态，勺杆位置等工况的状态显示功能；
4.具有显示胶带机跑偏、闭锁、纵撕、超温、打滑、烟雾、堆煤、洒水、电机故障等故障信号和报警功能；
5.具有对胶带机电流、速度、煤仓煤位、驱动滚筒表面温度等模拟量显示功能；
6.井下配备通信信号装置，可实现胶带机沿线起动预告、打点信号和语音联络功能；
7.视频监视功能，实现胶带机沿线重要设备的视频采集和监视功能，并实现地面集控调度中心图象显示功能；
8.视频具有远程访问功能，用户可以在网内的任意一台终端通过身份验证可以进行相关操作：通过B/S实现视频分控管理软件的部分功能，用户可以通过IE直接访问和控制前端的摄像机或网络视频服务器，客户端不需要安装任何C/S应用程序；
9.视频具有完善的录像服务：人工录像、计划录像和报警录像，可存储、检索、备份和恢复大量的图象数据库文件；强大的录像回放能力，可以根据用户网上提交的申请独立地为用户提供录像的检索和回放，可以同时响应大量的用户申请；上述录像功能本地/远程都可实现；
10.视频系统具有强大的管理功能，可以同时满足数十个前端系统和数十个甚至是上百个在线用户之间的大容量数据交互，并在未来前端系统调整或增加数目时，无需对增加或调整硬件设备，或对系统改动；优先控制服务功能，网络代理转发，负载均衡；
11.地面集控调度中心大屏显示功能可满足用户单屏、多屏、跨屏、多信号混合显示等需求。
系统在生产过程中的优点：
1.完善企业对生产全过程的实时集中监控，实时采集数据和图象，及时发现生产设备运行过程中存在的问题，将生产安全隐患及时联动报警处理，避免重大机电设备事故的发生，并对数据进行历史存储和应用；
2.提高生产安全性。通过大量使用工业控制设备与系统，可以减少人工差错与干预，依靠先进技术手段辅助安全生产和设备管理；
3.提高企业安全生产效率，实现主运皮带机集中控制，仅留巡检人员，达到安全高效;
4.改善职工工作条件，由于该系统能实现远程控制功能，操作工在地面集控调度中心完成对井下参与集控的各条皮带机的开停控制，从而使岗位操作工的工作环境得到改善；
5.细化管理，降低企业生产成本。通过各种信息技术的使用，减少人工，降低人员成本。应用系统为管理者提供良好的工具，改进和优化管理，降低成本消耗。
4、结束语
矿井综合自动化建设是煤矿未来发展的趋势，是提高煤矿安全生产水平，提高企业市场竞争能力的重要途径。该皮带机集控系统在我矿的应用，结合了现代信息通讯，保证了井下作业的顺利进行，提高了生产效率，同时为矿井井下主运皮带机系统部分岗位实现无人值守做了有益的尝试，为矿井综合自动化建设积累了经验，实现了良好的经济管理效益。
【关键词】皮带运输机；自动化；矿井
1、概述
为充分发挥矿井机械化装备的功效，达到少用人、低成本、高效率的目标，我矿建立了井下主运皮带机系统的自动化集中控制系统。控制范围为我矿井下9条主运皮帶机及相关14台给煤机。通过实际应用逐步向集控、减员、安全、高效的目标迈进，最终实现全矿井主运皮带机远程监测、控制、管理一体化和人工巡检的新的系统运行模式。
2、皮带机集控系统的组成
该皮带机集控系统主要由以下部分组成：皮带机主控PLC系统、井下工业电视系统、无线通信系统、千兆工业以太环网及地面集控调度中心。
其中皮带机主控PLC系统基于AB 5000平台，包括隔爆控制箱、本安操作台、隔爆接线箱、扩音电话系统和各类皮带机传感器等，具有远程集控、远程手动控制、本地控制、本地手动、启动告警、设备故障停车功能。井下工业电视系统包含45台井下摄像仪，将皮带机头卸载、皮带装载点、皮带张紧装置等关键位置的实时视频通过网络传输至地面集控调度中心。无线通信系统采用Impact WIFI矿井通讯及定位一体化系统，可同时实现井下手机定位、无线手机通信、设备数据传输、人员定位等综合功能，用于调度中心和皮带巡检人员或检修人员进行联络。千兆工业以太环网由井下四台千兆环网交换机和地面集控调度中心一台赫斯曼MAR1040核心千兆环网交换机组成，该核心交换机将工控信号、WIFI手机、视频信号分别划分在不同的VLAN，保证远程集中控制的最高优先级，防止网络音视频数据干扰设备运行数据和指令；子系统就近接入骨干网络，个别偏远子系统可采用分支交换机以星型方式接入主网。地面集控调度中心配备三台IBM管控服务器、视频存储系统、上位机、显示大屏等，负责整个系统的监测与控制，上位机系统负责与现场设备进行信息交流与传递，操作员可通过人机界面获取现场设备的信息和向现场设备发出控制指令。
系统结构图如下：
3、皮带集控系统的功能及在生产中的优点
系统可实现的功能：
1.具有起停、启动预告、远程监视、报警保护、事件记录控制功能；
2.具有胶带机跑偏、速度检测、打滑和超速保护、沿线急停闭锁和故障位置检测、堆煤检测、驱动滚筒表面温度检测、自动灭火洒水、烟雾检测、胶带机纵撕保护、电机故障和开关故障检测、连续煤仓煤位检测等完善的检测保护功能；
3.具有显示各电机的开停状态，制动闸状态，给煤机开停状态，cst状态，油泵状态，勺杆位置等工况的状态显示功能；
4.具有显示胶带机跑偏、闭锁、纵撕、超温、打滑、烟雾、堆煤、洒水、电机故障等故障信号和报警功能；
5.具有对胶带机电流、速度、煤仓煤位、驱动滚筒表面温度等模拟量显示功能；
6.井下配备通信信号装置，可实现胶带机沿线起动预告、打点信号和语音联络功能；
7.视频监视功能，实现胶带机沿线重要设备的视频采集和监视功能，并实现地面集控调度中心图象显示功能；
8.视频具有远程访问功能，用户可以在网内的任意一台终端通过身份验证可以进行相关操作：通过B/S实现视频分控管理软件的部分功能，用户可以通过IE直接访问和控制前端的摄像机或网络视频服务器，客户端不需要安装任何C/S应用程序；
9.视频具有完善的录像服务：人工录像、计划录像和报警录像，可存储、检索、备份和恢复大量的图象数据库文件；强大的录像回放能力，可以根据用户网上提交的申请独立地为用户提供录像的检索和回放，可以同时响应大量的用户申请；上述录像功能本地/远程都可实现；
10.视频系统具有强大的管理功能，可以同时满足数十个前端系统和数十个甚至是上百个在线用户之间的大容量数据交互，并在未来前端系统调整或增加数目时，无需对增加或调整硬件设备，或对系统改动；优先控制服务功能，网络代理转发，负载均衡；
11.地面集控调度中心大屏显示功能可满足用户单屏、多屏、跨屏、多信号混合显示等需求。
系统在生产过程中的优点：
1.完善企业对生产全过程的实时集中监控，实时采集数据和图象，及时发现生产设备运行过程中存在的问题，将生产安全隐患及时联动报警处理，避免重大机电设备事故的发生，并对数据进行历史存储和应用；
2.提高生产安全性。通过大量使用工业控制设备与系统，可以减少人工差错与干预，依靠先进技术手段辅助安全生产和设备管理；
3.提高企业安全生产效率，实现主运皮带机集中控制，仅留巡检人员，达到安全高效;
4.改善职工工作条件，由于该系统能实现远程控制功能，操作工在地面集控调度中心完成对井下参与集控的各条皮带机的开停控制，从而使岗位操作工的工作环境得到改善；
5.细化管理，降低企业生产成本。通过各种信息技术的使用，减少人工，降低人员成本。应用系统为管理者提供良好的工具，改进和优化管理，降低成本消耗。
4、结束语
矿井综合自动化建设是煤矿未来发展的趋势，是提高煤矿安全生产水平，提高企业市场竞争能力的重要途径。该皮带机集控系统在我矿的应用，结合了现代信息通讯，保证了井下作业的顺利进行，提高了生产效率，同时为矿井井下主运皮带机系统部分岗位实现无人值守做了有益的尝试，为矿井综合自动化建设积累了经验，实现了良好的经济管理效益。