国家能源集团神东补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯017209
摘要：矿井生产过程中离不开胶带运输机，胶带机运输系统是煤矿系统中的重要组成部分，其主要负责从井下至地面煤仓运输煤炭，此设备已在很多领域中得到应用。若要更好地煤矿开采，则应强化对此设备的管理和控制，结合自动化控制系统，提高生产效率，保证系统安全、可靠运行。本文分析了胶带机输送自动控制系统方案设计要求，阐述了该自动控制系统方案的应用。
关键词：胶带机；输送；控制系统设计
如今，我国经济建设的发展和科学技术的进步，胶带运输系统广泛应用于煤矿运输等各个行业。结合目前煤矿发展的整体趋势，立足于煤矿井下主运输系统实际情况，对煤矿井下胶带机自动化集中控制系统进行了深入性研究和应用。目前我国煤矿进行生产的一个重要形式就是采取井工生产，即将地下埋藏的煤炭输送到地面上来，胶带运输是目前我国煤矿最主要的运输工具，因此做好煤矿胶带机输送自动控制系统设计与应用具有重要的意义。
一、胶带机输送自动控制系统方案设计要求
1、控制要求。整个自动控制系统必须具有就地自动和手动以及远控等方式；进行自动控制的皮带必须具有能够实现胶带机正常开启以及紧急停车的功能；自动控制系统还要求能够对制动抱闸电机以及给煤机等机器设备进行控制；需要具备上，下级胶带机可以联锁控制的功能；操作人员能够在地面的集控室内或者是煤矿井下自动控制的现场显示屏幕上看到整个自动控制系统的工作状态方式以及运行参数、皮带保护的一些相关数据，同时对于出现的一些简单问题或需调整参数能够直接在系统上使用按键等方法来调整。
2、对于皮带保护和语音信号控制要求。整个自动控制系统必须具备有堆煤、烟雾、跑偏、速度、纵撕、拉线急停、超温洒水等各种完善的保护装置以及报警功能；自动系统还需要具备自检设备，也就是当出现故障时可以自动报警，自检设备必须记录运行情况，故障情况，同时还可以查询历史的数据，出现故障时能够显示故障内容，自动控制系统中配备有语音系统，具备沿线语音扩放、随时联络，启动沿线预警等通话联系功能。
3、对于显示的要求。一，在地面监控室监控的范围除了包括上仓、主井、大巷皮带等在内的各部皮带，还必须涵盖井下皮带机头破碎机、缓冲煤仓下口给煤机和地面煤仓；二，具备有生产情况数据实时收集、数据记录、查询、动态显示等功能。而动态显示包括：语音信号、设备运行状况、确定故障的具体位置以及性质、类型等显示功能。
4、对于通讯的要求。煤矿井下胶带机输送自动控制系统拥有通讯接口，可以和矿井的自动化系统相连。在连接的过程中，需要注意的是控制系统装置需要同一型号和统一配置。上位监控主机需要和以太网接口相连接并与矿井总监控室进行通信，总监控中心需要进行集中管理、调度。
二、系统工作原理
实际系统运行时，应结合相适应的设备和模块进行设计。如可利用美国RockWell企业开发的PLC设备。PLC具有多种通讯协议接口，可与胶带机控制器、皮带保护、给煤机、破碎机、移变、高低压配电柜等全运输系统各个环节设备进行通讯。其中ControlNet/DeviceNet联络可使用Rockwell公司的1756-CNB/DNB模块，结合设备内的Flex/IO模块，实现给煤机、破碎机、高低压配电柜等设备的快速接入。DH+联络可使用Rockwell公司的1756-DHRIO模块，实现胶带机控制器与PLC的稳定、高速接入。Modbus联络模块可以利用MOLEX公司的SST-SR4-CLX-RLL模块，此模块有四个联络口，能够将皮带保护系统连接到其中。正确合理运用通讯协议能够保证系统安全性，减少问题的发生。将各种设备接入PLC系统后，使用ControlNet、EIP作为通讯协议、使用光缆作为通讯介质，将数据传送到井上，经组态软件进行整合后可共同呈现到屏幕上，且结合相关信息逻辑构成模式，把不同信息利用多种方式直接体现给相关技术人员。信息监测主要通过全程模拟设备运行状态及参数、报警提示、历史信息趋势等方式展现。工作面胶带运输机主要将变频设备当成主要控制部分，此类设备多数采用DH+或Modbus通讯协议，均可利用PLC实现接入，利用PLC对此类设备加以联络得到信息和管理命令。在变频设备呈现远程遥控情形下，在地面上位组态软件中方能开启或关闭远距离控制功能。点击状态查询键则会有变频设备状况监控画面，在变频设备故障过程中，能够找到问题位置和相关信息。将历史图和报警窗体打开，则可以查询主电机的转矩过程及皮带实时或历史运行情况。
三、胶带机输送自动控制系统方案的应用
1、胶带机输送自动控制系统方案的应用目标。根据对矿井胶带机自动控制系统系统的现状和技术指标的分析，该系统的应用将实现以下目标：地面总监控中心通过系统装置来对整个自动控制系统进行远控调配，也可通过现场实现自动控制的目的；自动控制系统能够对各部皮带进行远程启停、复位和测试，还可以现场进行相关参数调整，故障查询以及控制方式的切换等功能控制，具备整个流程的保护投入、退出等保护功能。
2、胶带机输送自动控制系统方案的应用原则。胶带机输送自动控制系统应该保证生产监控数据信息的有效可靠性及实时性。整个控制系统的地面监控中心需要实现远程监控的功能，所以就要求整个系统有较强的扩展性，同时可以对当前使用的各部皮带随时进行升级改造，便于达到最佳的运行状态和效果。因此，整个自动控制系统在运用时需要着重考虑下列几个原则：较高的可靠性，实时性，较强的扩展性，较好的灵活性及先进性等。
3、胶带机输送自动控制系统方案应用的系统结构和设备组成。首先是地面监控中心，其主要采用的是工业电子计算机来达到远程控制的目的，主要由工控机，自动电源以及计算机软件设备构成。在监控中心，工作人员可以对正在运行的胶带机进行实时监控，对于一些故障，可以对故障的具体位置，性质状态，胶带机带速以及煤仓煤位的参数信息进行掌握，同时还能够在监控中心直接远程控制胶带机、给煤机的启、停，便于实现整个系统的效用最大化。在总监控中心显示各个分站传输过来的胶带机的运行情况，操作简单显示直观，总监控中心可以和矿井的自动化系统相连，同时也可接收矿井的实时信息，这样能够加强对矿井的管理、调控。在上仓、主井以及大巷皮带机头都设置有监控机，分别作为各部皮带的监控分站，可以对相应皮带实施启、停，分站需要接受总监控中心的远程控制命令，这就要求分站有良好的信号联络和保护功能。
煤炭是较为重要的资源，是社会发展的重要能源。随着人们生活水平的提高，使得对煤炭的需求逐渐增多，在此背景下，开采力度和开采技术需要进一步加强。矿井生产过程中，胶带机很大程度上为煤矿的煤炭高效输送提供有力保障。煤矿井下胶带机输送自动控制系统的实际实施以及开发将会使得煤矿运输达到一个全新的阶段。但是这种自动化控制系统对于电子计算机技术等先进科技的要求较高，耗费成本较大，但是一旦设计达到运用的阶段。通过设计自动化控制系统，就能够实现煤炭安全、高效运输，提高生产效率。
参考文献：
[1]葛祥旭.基于嵌入式系统的煤矿综采自动化通信控制系统设计与实现方法研究[D].青岛：山东大学，2013.
[2]李文江，王红飞，侯玉峰.基于S3C6410的嵌入式胶带运输机监控系统[J].仪表技术与传感器，2014，10（12）：26.
[3]董聚辉.矿井综合自动化系统在煤矿的建设与应用[J].科技创新导报，2012，8（31）：16.
[4]陈为熙.贵州开磷集团沙坝土矿斜井胶带系统电气驱动系统的设计[D].长沙：湖南大学，2014.