摘要：做好煤矿井下胶带机输送自动控制系统设计与应用具有重要的意义。本文主要对煤矿胶带机输送自动控制系统进行了介绍。
关键词：胶带机；自动控制；系统设计
在现在的二十一世纪乃至未来的相当长的一段时间之内，煤炭将作为我国的重要能源之一，并且对于煤炭的需求量将会与日俱增。但是因为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，也即将地下深层埋藏的众多煤炭输送到地面上来，胶带运输是目前我国最主要的运输工具，因此做好煤矿井下胶带机输送自动控制系统设计与应用具有重要的意义，接下来本文将对此展开详细的分析。
1 自控系统方案设计要求
1.1 控制要求
（1）必须具有就地自动和手动以及远控等方式。
（2）进行自动控制的皮带必须拥有能够使得胶带机正常开启以及紧急停机的功能。
（3）能够对抱闸电机以及给煤机等设备进行控制。
（4）具备上、下游胶带机联锁控制的功能。操作人员能够在地面控制室或者井下现场显示屏幕上看到整个自动控制系统的工作状态以及保护的相关数据，对于出现的一些简单问题和状况能够直接在系统上以按键等方法来调整，对于系统的参数设置或者是其他的情况也可以方便调试。如果碰到重大问题需要进行检修时，可以手动调整整个控制系统的运行。
1.2 保护和语音信号控制要求
自动控制系统具备急停、温度、湿度、速度等各种保护装置以及报警功能。自动控制系统具备自检设备，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，同时还可以查询一些历史的数据，在出现故障时能够显示故障的内容和功能。自动控制系统中配备有语音信号系统，沿着胶带进行安装，具备沿线语音扩散播放、随时联络、启动沿线预告等通话联系的功能。
1.3 对于显示的要求
具备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情况，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。
1.4 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的接口，可以与矿井的自动化系统相连接。在进行连接的过程中，需要注意的是胶带机输送自动控制系统和矿井的自动化系统这2 个控制系统的装置相兼容。上位监控的主机需要和以太网的接口相连接。系统经过地面以以太网的方式来和总监控室进行通信。在总监控中心需要进行集中管理，集中调度。
2胶带机输送自动控制系统方案的应用
2.1胶带机输送自动控制系统方案的应用目标
根据对于矿井胶带机自动控制系统系统的现状和技术指标的详细分析，自动控制系统的应用将实现以下目标：由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，也可以通过现场的计算机实现自动控制的目的；自动控制系统能够对五条皮带进行远程启动，暂停，复位，停机和测试，还可以进行现场的参数设置修改，故障查询以及控制方式的调换等的功能控制，具备整个流程的保护开启关闭等十大保护功能。
2.2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必须保证在进行生产监控数据信息的有效可靠性以及实时性。整个控制系统的地面监控中心需要实现远程监控的目的功能，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五条皮带随时进行升级更换，便于达到最佳的运行状态，拥有最好的效果。因此，整个自动控制系统在运用时需要注意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，较大的积极性以及先进性等等。
2.3胶带机输送自动控制系统方案的应用的系统结构和设备组成
首先就是地面监控中心。地面监控中心主要采用的就是工业化的电子计算机来达到远程控制的目的，监控中心主要由工控机，自动电源以及计算机都能够软件设备构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在地面监控中心上，实际工作人员就可以对正在运转的胶带机进行实时监控了解，对于一些故障，也可以对他的具体位置，性质状态，胶带机的速度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，给煤机的开启停止，便于实现这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转情况，操作相对简单，显示比较直观，总监控中心可以比较方便的和矿井的自动化系统相连接，同时也可以接受到矿井的实时信息，这样就能够加强对于矿井的管理与调控。
接着就是监控分站。在皮带机头都设置有监控机，作为监控分站，分站当然也可以对相对应的皮带实施开启停止的操作，更重要的是分站需要接受总监控中心的远程控制命令，这就要求分站具备良好的信号联络和保护功能。
3系统主要配置
3.1 硬件选型
由于此输送系统属于矿山整体规划的一部分，运行相对独立，所以自动控制系统将其作为一个独立的小系统考虑并进行设计，考虑到系统可靠性、安全性、先进性与可扩展性，选用西门子公司的S7-300系列PLC中的CPU315-2DP处理器作为自动控制系统的核心器件，商用操作机和触摸屏为人机界面．综合运用Profibus现场总线和以太网技术．搭建起整个自动控制系统。
3.2 PLC控制软件
工程控制采用西门子的STEP7作为编程软件，采用梯形图语言编程，应用软件设计选用模块化结构的编程方法，将复杂的控制任务按不同功能分解为各个程序段。I/O点据根据控制程序的设计方法及上、下位机通讯约定作相应的组织，系统的所有的现场状态数据则以流程单位为依据进行结构化处理，根据控制系统功能将控制软件划分为多个功能块。接收上位机操作指令，根据该指令该分别实现流程选择、流程启动、流程停止、流程切换、流程取消、故障处理、除尘设备控制等控制功能。这样做提高了编程效率，方便维护，并使得程序结构清晰、易于理解、调试容易。
3.3 HML上位软件
上位机监控系统功能包括操作，监视和可视化的人机界面，可以实时监测前端控制器并向其发送指令，同时可以控制实时的语音广播。上位监控系统通过开发相应的监控画面和软件，完成工艺流程操作所要求的流程顺序启动，顺序停止。故障停机及控制系统操作、监控等功能。
4 自动控制系统主要控制功能
1)流程选。接收上位操作计算机的流程选命令，对该流程中相应的伸缩头发出启动命令，伸缩头对位信号正确返回后，该流程被选中，若在规定时间内，对位信号未能正确到位，该流程未选中，上位机给出原因，由操作员将该流程取消。
2)流程启动。接收上位机启动命令，首先启动该流程中的除尘设备，输送设备的启动顺序为从最下游设备开始，逆料流方向顺序延时启动，并在每个(组)设备启动前启动相应的声光报警器，待流程全部设备启动完毕后，该流程处于运行状态。在启动过程中如该流程中的某个设备发生故障，则该故障设备立即停止，故障点上游没有启动的设备不再启动，故障点下游的设备继续运行，流程可由操作员停止或在故障排除后继续启动。除尘系统的故障不影响正在作业的流程。
3)流程停止。控制机收到流程停止命令后。设备停止顺序为从最上游设备开始，顺料流方向顺序延时停止。输送设备全部停止后。按照相关规范延时一定的时间后将该流程的除尘设备停止。
4)流程故障处理。控制机不断查询现场设备故障检测信号。如果流程中设备发生故障时，故障设备及该流程上游斗的设备立即停止，其下游设备继续运行。
5)流程取消。已选中或未选中流程通过流程取消操作来取消该流程。
6)流程急停。控制机收到流程急停命令后，将该流程中所有设备立即停止，流程不再作业。
7)中控急停。在紧急状态下．控制机收到中控的急停命令后，将现场所有运行设备立即停止。
8)除尘系统控制。系统除尘装置不参与输送设备的联锁控制，除尘系统的故障不应影响正在运行流程的工作。
5 结语
煤矿井下胶带机输送自动控制系统实际实施以及开发将会使得煤矿运输达到一种全新的阶段。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，耗费的成本较大，但是一旦设计达到运用的阶段，就必然会达到一种提高经济效益，社会效益，减人提效的目的。
作者简介：刘晓敏，男，1989年出生，助理工程师，2012年参加工作，毕业于陕西理工学院，现在神东煤炭集团从事矿井机电工作。
论文作者:刘晓敏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：流程论文; 自动控制系统论文; 设备论文; 系统论文; 胶带机论文; 故障论文; 功能论文; 《基层建设》2018年第26期论文;