摘要：随着科技的发展，煤矿智能化程度越来越高，自动化控制系统在煤矿各大系统得到了普遍的应用，本文主要介绍了采区皮带机的区域性控制的实现，讲述了逻辑编辑控制器（PLC）在采区复杂恶劣的环境中应用，随着自动化系统的普及面越来越广，企业效益也逐步得到了显现。
关键词：智能化；PLC；自动化
一、前言
近年来，随着国家政策的收紧，各级部门本着“无人则安”的理念，对各类行业的安全问题高度重视，尤其是煤炭企业尤为突出。煤炭企业减人提效迫在眉睫，尤其是系统复杂的老矿井更为明显。近十年来，随着综采、综掘工艺的应用，煤矿产能大幅提升， 但由于开采深度越来越深，采区原煤运输系统战线越来越长，一个采煤面或一个掘进迎头往往需布置3-4部皮带机才能完成原煤或矸石的输出，出煤及出矸系统岗位人员占用较多，且采区皮带机均为独立控制，占用人员多，维护人员少，系统隐患得不到及时的发现处理，造成事故时间过长，影响矿井正常生产。 为解决以上人员问题，安装自动化势在必行。
二、系统情况
山东一煤矿采区建设自动化为例介绍：前六采区和后六采区皮带机系统共安装12部皮带机，采用西门子 S7-300型 PLC为核心控制器，配合上位机软件，实现原煤运输自动化控制。 具体如下：
1、区域操作台：在后六煤仓上口设置区域集控点，设置PLC控制操作台。对前六及后六两采区共计12部皮带机进行集中控制，对皮带机的运行实时进行监控，根据电流、电源、各种保护状态判断胶带的运行状态，通过视频监控装置可实时观察各卸载点、驱动点的实地运行画面，并通过工业以太网与地面上位机进行通信，以达到对各条皮带机的集中连锁控制。
2、视频监控系统： 在各皮带转载点、驱动部、煤仓等地点安设防爆数字摄像头，实现视频监控。
3、操作台配置：在后六煤仓上口安放一台操作台，内含PLC控制器、防爆监控视频装置等设备。 防爆监视器： 实时显示防爆摄像头画面。
4、现场控制器保护部分：每条皮带分别配置单独的控制器，互不干扰，控制器设置堆煤传感器、烟雾传感器、跑偏传感器、温度传感器、速度传感器、洒水电磁阀，实现皮带机的六大保护。
5、通信系统：沿皮带运输巷每隔100米安装一台KXB12矿用本安型语音报警器，实现皮带机开车启动前语音报警功能、故障报警功能、打点信号联络功能、井下巡视人员可随时随地进行相互联络，同时与地面监控室操作人员也能够进行通话联系，地面胶带集控操作人员也可以随时随地呼叫巡视人员。
三、控制方式
1、操作方式分三种方式：远程、区域集中和就地。
（1）远程控制模式：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。也可实现实现系统的一键顺/逆煤流启停。该种模式分为手动和自动控制两种，可随机进行切换。
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（2）区域集中控制模式：当转换开关打到集中模式时，系统处于就地集中控制模式，在该种模式下当日常检修或故障处理以及特殊需要时，操作人员可分别在操作台上对各条皮带进行按流程集控开车，做到顺开逆停等模式。
（3）就地控制模式：当转换开关打到就地模式时，系统处于手动操作模式，当设备调试或检修时，胶带机各条皮带关联闭锁取消，皮带保护取消，现场人员通过就地控制箱全程人工参与控制。
四、功能情况
1、基本功能：实现皮带一键顺/逆煤流启停，并实时显示各皮带状态，井上、下的主控制室具有远距离控制和监视的功能。可以同时操作各部胶带机联锁起动或停止，单机启动或停止；并对各部胶带搭接部位、落煤点处进行视频监视及语音联系。
2、上位机功能情况：
（1）故障诊断、实时报警与历史报警查询功能。控制台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等。同时提供皮带开停记录、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及历史故障查询。
（2）具备故障或传感器屏蔽功能。
（3）皮带机各项实时运行参数、数据、曲线、故障记录及历史数据等均可通过控制台上下位机进行查询。
（4）上下位机控制点操作台上实时动画显示皮带机的启停及运行状态。
（5）皮带运行记录查询，通过上位机查询过去时段皮带的运行记录。
3、现场控制分站保护工程。 就地模式保护报警：现场皮带机正常运行过程中，出现了保护动作（堆煤、烟雾、跑偏、急停、打滑、温度其中一种），控制分站主机会实时语音报警提示保护动作类型，并根据保护等级进行相应的动作（报警或停机）。
五、效果分析
皮带运输系统做为井下生产的重点设备，几乎全天候的运行是所有煤矿生产中必不可少的，高效性、实时性、安全性直接影响到矿井的生产效益和成本控制。从最初的单点式皮带司机人员配置，到现有普遍的局部运输线自动化控制，起到了提高工作效率，减少人员配置的目的。
六、经济效益及安全效益
1、采区皮带机运输系统，每部皮带机需配备至少2名岗位工，前六采区及后六下部采区共计12部皮带机，则需安设岗位工24名，大班维护6名，岗位替班人员2名，岗位工资4000元/月，则每年的岗位工资约153.6万元；而系统安装自动化后实现系统集控，则只需要在区域集控点安设一名岗位工，两系统再安设6名巡检工（兼职替班）即可，则可减少岗位人员17名， 每年可以节约资金81.6万元，大大节约了人工成本。
2、皮带机系统装备自动化后，实现了系统集控功能，减少了人员的占用，且提高了原煤运输的效率及安全运转系数。
七、结束语
采区原煤运输系统装备自动化后，不仅实现了自动化远程集中控制，且提高了系统的运输效率和安全可靠性，有效减少了岗位人员占用，缓解人员不足带来的压力，更使人力资源得到了整合，优化了劳动组织，达到了企业减人提效的目的，有极好的安全效益和经济效益。
论文作者:王端伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/30
标签：采区论文; 皮带论文; 人员论文; 系统论文; 皮带机论文; 操作论文; 实时论文; 《工程管理前沿》2019年第17期论文;