三菱PLC在煤礦膠帶運輸機集控系統(tǒng)中的應(yīng)用

6 皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)由運輸皮帶機、給煤機等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏、煤位等保護，達到皮帶機集中控制與監(jiān)測系統(tǒng)的要求。

　　系統(tǒng)采用多臺PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達到不同的規(guī)?？刂啤Ｍ瓿上到y(tǒng)內(nèi)皮帶，給煤機的全工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測、連同地面中控室，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

　　1） 實現(xiàn)膠帶機運輸系統(tǒng)集中監(jiān)控，實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運行參數(shù)，并顯示數(shù)據(jù)曲線，對重要信息在硬盤記錄；

　　2） 控制方式分集控自動/集控手動/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時，使用集控自動方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺自動啟停；集控手動時，可在中央控制臺操作各設(shè)備，無閉鎖和聯(lián)動關(guān)系；就地時，在現(xiàn)場操作；

　　3） 啟動設(shè)備前由集控臺發(fā)預(yù)告信號，預(yù)告30秒后，若現(xiàn)場均滿足集控自動啟動條件，設(shè)備按順序自動啟動?，F(xiàn)場可用停車鈕停止啟動過程；

　　4） 現(xiàn)場信號箱設(shè)起/停車按鈕，現(xiàn)場可隨時停車。若設(shè)備由集控啟動，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場停車停號后，可作急停處理，實施故障停車操作；

　　5） 按“技術(shù)規(guī)定”膠帶運輸機裝設(shè)拉線開關(guān)、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接入集控系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車和閉鎖停車；

　　6） 對設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實時報警，并進行聲光提示。一般故障只報警，現(xiàn)場非正常停車或嚴重故障時，故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車，下游設(shè)備順煤流延時閉鎖停車。

　　6.1 系統(tǒng)的主要功能

　　1. 每臺設(shè)備機頭旁均設(shè)有就地操作控制箱，上有工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)及就地起停鈕；

　　2. 所有膠帶機上的給煤點均設(shè)置堆煤保護和縱向撕裂保護，以防止膠帶機事故的擴大化；

　　3. 所有膠帶機均設(shè)有兩極跑偏開關(guān)，每隔約50米設(shè)置一對跑偏開關(guān)，一級跑偏用于故障報警，二級跑偏用于故障停車；

　　4. 所有膠帶運輸機，均設(shè)拉線開關(guān)，用于緊急情況下的停車，急停拉線開關(guān)的安裝間距均確定按50米進行配置，并可擴展下皮帶的跑偏保護，以保證設(shè)備和人身安全；

　　5. 擴音電話采用新型的選撥電話系統(tǒng)，安裝間距確定按200米進行配置；

　　6. 水平膠帶機的拉緊裝置為液壓調(diào)節(jié)方式，開誠提供一套膠帶機的松帶檢測傳感器，由PLC控制完成膠帶機的張力自動調(diào)節(jié)功能；

　　7. 在皮帶機頭設(shè)置堆煤傳感器，防止皮帶的堆煤事故的發(fā)生；

　　8. 在皮帶機設(shè)置皮帶速度傳感器，以檢測皮帶的超速及打滑事故的發(fā)生；

　　9. 在皮帶巷道設(shè)置煙霧傳感器，以檢測皮帶巷道的煙霧濃度防止火災(zāi)事故的發(fā)生；

　　10. 在皮帶機的主滾筒設(shè)置溫度傳感器，隨時檢測滾筒的溫度，并配備自動撒水裝置，在滾筒超溫時實現(xiàn)自動撒水并對主滾筒進行降溫；

　　11. 膠帶運輸機每隔約100米設(shè)起動預(yù)警裝置，設(shè)備啟動前發(fā)出預(yù)警信號，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠離設(shè)備；

　　12.電機的電流實時監(jiān)測功能可發(fā)現(xiàn)一些機械設(shè)備的潛在故障隱患；運行中對電機的電流進行實時監(jiān)測分析，當發(fā)生電流超限或突變時報警，嚴重時停機。

　　13.實現(xiàn)對給煤機與皮帶的閉鎖，實現(xiàn)與以前皮帶的閉鎖功能，具有自動、手動、檢修等控制方式；

　　14.在軟件與硬件上開發(fā)了先進的矩陣控制功能，節(jié)省主電纜的開支；

　　15.自控系統(tǒng)在性能上具有良好的抗?jié)駸嵝?、抗干擾性，在結(jié)構(gòu)上滿足在井下條件能夠迅速檢修或更換元器件，根據(jù)煤礦井下的現(xiàn)場環(huán)境，控制箱采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，其他采用防腐措施；

　　16.可根據(jù)膠帶機系統(tǒng)的故障性質(zhì)，進行緊急停機、順序停機或發(fā)出報警聲光信號；

　　17.在集中操作臺上能集中顯示膠帶機的工作狀態(tài)、故障類型、故障地點；

　　18.隔爆軟啟動器或隔爆變頻器納入監(jiān)控；

　　19.多種操作方式?？刂品绞接校杭新?lián)動、集中手動、就地聯(lián)動、就地手動、禁起等方式，使系統(tǒng)操作靈活、可靠。在集中方式，所有設(shè)備由集控室操作員通過上位機操作；

　　20.多種流程選擇。在聯(lián)動方式下，可根據(jù)工藝選擇運輸流程， 膠帶啟動按順煤流方向，并根據(jù)膠帶速度、長度延時開車，以減少運行時間；重載啟動時，按逆煤流方向啟動；系統(tǒng)停止或無煤時延時自動停車；

　　21.完善的信息處理功能，報警信息、運行參數(shù)、操作記錄等信息自動形成標準格式的數(shù)據(jù)庫文件，并在硬盤長期保存，供信息系統(tǒng)調(diào)用；

　　22.實現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)微機化管理

　　1）界面直觀友好，操作簡便，功能齊全。有形象逼真的動態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實時報警監(jiān)視、安全確認機制和數(shù)據(jù)記錄功能。對操作員素質(zhì)無特殊要求，培訓(xùn)簡單；

　　2）對報警信息和重要運行參數(shù)在硬盤記錄，數(shù)據(jù)表格和曲線可隨時調(diào)出；

　　3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入計算機硬盤，可由管理信息系統(tǒng)按需調(diào)用。

　　6.2 可實現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享

　　計算機管理工作站設(shè)信息管理系統(tǒng)，決策者通過管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠程訪問監(jiān)控上位機，得到現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表、設(shè)備管理信息和生產(chǎn)統(tǒng)計分析。

　　6.3 具有故障自診斷功能

　　1. 網(wǎng)絡(luò)故障自診斷。當網(wǎng)絡(luò)由于發(fā)生斷線、干擾等傳輸問題時， 網(wǎng)絡(luò)會自動偵測到，并發(fā)出報警；

　　2. PLC故障自診斷。PLC的掃描器和適配器發(fā)生故障時，系統(tǒng)會通過網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報警；PLC的I/O模塊發(fā)生故障時，CPU會通過I/O模塊的狀態(tài)位偵測到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會發(fā)出報警；

　　3. 傳感器和信號線故障診斷。模擬量的傳感器或信號線發(fā)生斷線故障時，PLC通過測量值判斷故障并發(fā)出報警。

　　6.4 維護方便

　　1. I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時，集控室發(fā)出聲光報警，可在幾分鐘之內(nèi)即可更換完畢；

　　2. 系統(tǒng)擴展方便，增加新設(shè)備或上后期工程，可以方便地加入節(jié)點，并可通過網(wǎng)絡(luò)在線修改程序；

　　3. 系統(tǒng)具有自診斷功能，能及時報告故障時間、位置、類型等信息，更便于維護。

　　6.5 集控系統(tǒng)的特點

　　本集控系統(tǒng)具有以下幾方面特點：

　　1. 選用先進的控制器，系統(tǒng)的實時性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快；

　　2. 采用全分布式控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的安全性。當?shù)孛娌糠殖霈F(xiàn)控制故障時，井下部分仍可實現(xiàn)集控運行；

　　3. 通訊網(wǎng)絡(luò)速度快，距離遠，可靠性高；

　　4. 界面直觀友好，操作簡便，功能齊全。人機界面不僅具有形象逼真的動態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實時報警監(jiān)視、安全確認機制和數(shù)據(jù)記錄功能；

　　5. 減少布線成本，由于采用遠距離通訊網(wǎng)絡(luò)，使布線更加方便，并大大減少電纜用量；

　　6. 維護方便，運行費用低。系統(tǒng)擴展方便，可隨時增加節(jié)點，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室在線修 改程序。控制器和網(wǎng)絡(luò)可靠性高，維護工作量??；

　　7. 總結(jié)各礦膠帶運輸系統(tǒng)的經(jīng)驗教訓(xùn)，特別采取了增加設(shè)備可靠性的措施，如選用先進可靠的控制器和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。