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运输智能控制子系统

系统概述


皮带输送机和刮板、转载输送机已成为煤矿生产中非常重要的运输设备,它能否安全高效地运行,直接决定着矿井机电设备的开机率和产量,而老式的皮带传输方式,采用继电控制,每条皮带可以独立控制开停,系统分散,控制的灵活性差,且各皮带的配置差异较大,同时采用人工操作,操作人员劳动强度大,系统运行效率低,且易引起操作失误,造成设备损坏,甚至人员伤亡,给矿上带来重大的损失。为此实现皮带输送机的集中控制就显得更加必要。

实现皮带输送机的安全高效运行,不仅要有单部皮带输送机(设备)的独立控制分系统,更需要能够控制和协调指挥各分系统的主控机,对主煤流集中控制、地面调度监测监控等环节进行组网控制。这种以“地面控制为主,井下监控为辅”的控制模式是皮带输送机集中控制发展的重要方向。



系统架构



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系统特点



皮带运输自动化系统采用分布式结构,在井下各胶带机机头设立一套矿用隔爆兼本安型可编程控制主站,完成对该胶带机系统受控设备的集中控制;地面设立工程师站,远程监测控制系统设备,实时显示系统数据,及时播报系统故障及报警点,形成历史记录,供后期查询及打印报表等。

1)系统监测信号

模拟量检测的数据主要有:胶带机速度、电机工作电流、电机工作电压、滚筒温度;

数字量检测的数据主要有:胶带机启动柜接触器的状态、急停传感器的状态、跑偏传感器的状态、烟雾传感器的状态、堆煤传感器的状态、撕裂传感器的状态,洒水电磁阀的状态和系统集控/就地/检修/工作模式。

数据自动采集主要由PLC实现,PLC模拟量输入模块通过传感器连续检测胶带机速度、电机电流、电机电压、滚筒温度,并通过程序设置超限报警,有效预防事故的发生事故扩大。

2)系统控制信号

系统可以控制胶带机电机的开停,电动球阀开停,给煤机的开停(预留)。

PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据,控制胶带机的启停。

3)控制模式

为了满足日常运行、检修、故障处理等需要,具备三种控制模式:就地检修、远程手动和远程自动。操作人员可采用不同方式控制各条皮带的启动和停止。

就地检修控制:当日常检修或故障处理以及特殊需要时,操作人员可分别在各条皮带头通过矿用隔爆兼本安型可编程控制器上的启停按钮控制皮带的启停。

远程手动控制:在这种方式下,操作人员只需在地面控制中心操作键盘或鼠标,控制井下各条皮带和给煤机的启停以及故障解除等,并且通过计算机语音系统发布开车提示命令。这种情况系统设备会根据闭锁关系响应操作人员操作。

远程自动控制:在这种方式下,操作人员只需在地面控制中心操作键盘或鼠标选择系统启停流程,可实现系统的一键顺/逆煤流启停。

4)故障自诊断功能

网络故障自诊断:当网络由于发生断线、干扰等传输问题时, 网络会自动侦测到,并发出报警。

PLC故障自诊断:PLC的扫描器和适配器发生故障时,系统会通过网络的通讯情况判断故障,并发出报警;PLC的I/O模块发生故障时,CPU会通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容,系统会发出报警。

传感器和信号线故障诊断:模拟量的传感器或信号线发生断线故障时,PLC通过测量值判断故障并发出报警。

5)多功能显示

工况图显示:工况图动态显示整个系统所有皮带、给煤机、转载皮带运行的工况,以及主要保护、煤炭产量(需配备相关称重设备)有关参数信息。

信息图显示:实时显示皮带、给煤机开/停状态和煤仓煤位高度。如皮带开停状态、检修状态及运行速度,拖动电机电压、电流、开机时间、停机时间等参数。

故障及保护显示:同时实时显示皮带和各种保护传感器的工作状态,显示皮带的故障类型,分站之间通信是否异常。

历史查询:皮带开停记录、给煤机开停记录、电机电流、电机温度、带速、产量和瞬时流量历史趋势图查看、相关数据报表显示和历史数据查询。如图所示。

6)保护功能

系统能够自动实现皮带控制的多种要求外,还可以实现地面集中控制,程序流程控制,井下集中控制和就地控制。实现自动控制时,计算机首先完成内部自检,沿线预警信号,执行开/停机及各种保护和信号的处理,系统具备故障状态下紧急停车功能。

符合煤炭安全规程对皮带机保护的六项措施。系统具有皮带低速打滑、机头堆煤,满仓,超温洒水,烟雾,滚筒超温,沿线急停和跑偏保护。

7)语音功能

如果出现事故异常,地面主控室通过语音系统给出语音报警提示信号。也可以实现开车前预警提示。

8)数据共享

计算机管理工作站设信息管理系统,决策者通过管理工作站可根据各自权限远程访问监控上位机,得到现场生产数据报表、设备管理信息和生产统计分析。

9)设备检修预警

上位机软件增加重大设备检修周期预警界面(如:滚筒、减速机、皮带电机等),及时提示对皮带重大设备及时检修维护。


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