摘要：通过对矿岩胶带运输设备的自动化控制设计要求、原理进行设计和了解，分析此系统的具体应用。该系统为矿山作业现场和地面生产、管理人员提供实时的矿岩胶带运输机运行情况及安全信息，保障了工作人员安全的工作环境，促进了矿岩胶带运输机的高效运行，从而提高生产效率。
关键词：胶带运输机；自动化控制系统；可靠性评估
1 前言
胶带运输机运输系统是矿岩运输中最重要的组成部分，很多矿山的矿岩长距离运输都是通过该系统运转的。信息化科技的长足发展，促使矿山开采方式上发生了翻天覆地的变化，胶带运输机运输系统只有跟上时代步伐，不断引进先进技术，才能满足社会生产所需。
2 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，Modbus联络模块可以利用MOLEX企业开发的模块（型号为SST-SR4-CLX-RLL），此模块有四个联络口，能够允许大量Modbus连接到其中。运用模块能够保证系统安全性，减少问题的发生。实现自动控制后，把胶带运输等器械信息统计输入到系统上，公司器械信息利用CAN（总线）、以太网等传送到电脑上，整合后共同体现到屏幕上，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员工。信息监督测量主要涵盖全程模拟信息体现，开启信息，有历史信息趋势图。工作面胶带运输机主要讲变频设备当成主要控制部分，利用与此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，上位方能够开启或者关闭远距离控制。点击状态查询键则会有变频设备状况监控画面，在变频设备出现问题过程中，就能够在这找到问题位置和相关信息。将历史图和窗体打开，则可以查询电机I转动距离的过程以及皮带维护情况。
3 矿山胶带运输系统的应用
3.1 应用目标
结合矿岩胶带机自动控制系统实际情况和技术，其主要应用目标为：受到监控室的调控，利用系统设备控制全部系统。能够利用现场计算机系统进行智能控制；可以对五部皮带加以原距离开启、停止、复位、测试等。同时能够加以参数设计改变、问题查找、控制方法更改等。系统语言信号设备能够进行联络、报告、播放等，可以连到以太网。
3.2 应用原则
此系统应用一定要确保监控信息的实际安全与应用及时，地面监控室应保证有远距离监督控制的能力，系统应具备非常强的拓展能力，并且能够针对目前应用的皮带加以升级改变，能够实现最好的工作状态。所以自动控制系统应遵循安全性、及时性、拓展性、灵活性等。
3.3 监控系统运行过程
此远距离监控系统位于工作面操控中心中1台PLC防爆设备，以及1台就地分站，管理中心位置的防爆设备利用光缆与矿山中的以太网连接，利用此网把监控的信息送到地面操控室，在核心指挥中心防止远程控制设备。工作面共监管设备的就地分站以及指挥平台中放置上位机，把胶带运输机的启关、工作方式、问题数据、关键工作参数、维护信号等利用图片展现出来。并且能够与相关控制中心和工作室控制运输机运行状态。自动化控制系统中的监控系统主要有以下功能：
1.实时监督功能。实现胶带运输机的信息联络、信息搜集，且传递到电脑上，保证工作面控制中心与调度工作能够全程跟踪监督运输作业状况。
2.远距离调控。地面调度室能够对胶带运输机加以远距离操控，其主要涵盖其变频设备、控制设备的开关灯。如A矿区工作面和远程监控主要利用Ⅲ层控制模式，主要为就地控制、统一控制和远距离控制。这三个层面互相单独操作，不打扰各自工作。目前已经存在的意外网利用光缆（单模）为介质，主要线路联络速度已经达到1000Mbps之多，其他线路联络也可以达到数百兆，信息送递效率高且安全。A矿区的监控系统打开时，其平面中会出现运输机工作画面，其是对运输中设备情况进行监督的，打开的时候灯为绿色，关闭时灰色。按键点下则会有画面出现，由此监督开关设备的参数。
3.4 解决问题
因为矿山作业环境复杂，运输设备工作时间多，任务繁重，易于发生问题。而工作面的全部工作信息都为联络信息运送而来，调控指令同样为联络信息运送，现实控制全部为现场设备实施，报警信息也会在屏幕上显示。同时可以结合画面进行查询，看哪发生问题，具体什么种类等、以此制定良好的问题解决方案。
4 系统可靠性评估方法
4.1 总体分布类型的推测
矿山胶带运输系统可视为可修复系统，可修复系统中的设备相邻两次故障间的工作时间称为无故障工作时间（简称工作时间），修理所需时间为修复时间，它们都是随机变量。随机变量数值的全体称为母体或总体，描述随机变量所有取值的概率分配情况的函数即是随机变量总体的分布。
4.2 总体分布类型的假设检验
根据上述推测结果，作出总体属于哪种分布的假设，然后应用皮尔逊、，检验法对各设备的无故障工作时间及修复时间进行检验。通过对某矿山胶带运输系统各环节可靠性数据进行分析，发现这些设备的可靠度经验曲线和无维修度经验曲线都近似服从指数分布，平均故障率曲线和平均修复率曲线近似恒定型。故作出假设:系统中各设备的无故障工作时间和修复时间的总体分布类型都属于指数分布。将系统各设备的无故障工作时间和修复时间数据输人自编的指数分布检验程序中，发现系统中各设备的无故障工作时间和修复时间检验结果合乎要求，故接受原假设。
4.3 总体分布类型的参数估计
利用极大似然法对各环节的无故障工作时间及修复时间做点估计。
4.4 计算系统各设备的可靠性指标
按可修复系统呈指数分布部件可靠性指标的计算公式，得其平稳有效度计算公式为:
4.5 计算系统整体可靠性指标
根据系统间各环节可靠性逻辑关系上的串联、并联及软性连接的情况求解，得出整个大系统的可靠性指标。
5 胶带运输系统安全技术措施
为防止异物或人员坠入机头仓，应在机头仓四周装设防护栏，同时机头段储带仓两侧也应加装防护栏，带式输送机机尾应装设安全防护罩。对于驱动滚筒间的胶带可用铁板进行防护，这样可更好的防范滚筒卷入碎石等异物。此外，装设的铁板必须牢固固定在机架上，并且应定期检查铁板固定情况。
1）当矿山所用带式输送机，胶带长度在100m以上时，应装设紧急停车按钮或拉线开关于各个重点作业段。
2）矿带式输送机上使用的胶带应具备阻燃性能，并应按《矿山安全规程》要求装设超速、防滑、防跑偏、防烟雾、自动张紧以及自动洒水等保护设施，上山运输的带式输送机，应加装逆止器，防止因故带载停车时因货物重力导致胶带倒转。
3）应按相关要求在特定位置给带式输送机装设清扫器，对于部分较高的带式输送机必须增设防护遮板进行防护。带式输送机工作过程中，不应清理泥石，更换托辊与进行机架调整等，当皮带机不得不进行上述作业时，相关维护人员必须事先与当班司机进行充分沟通，沟通好后再采用停电挂牌制度进行维修。
4）矿带式输送机巷道应装设有必要的洒水管道，并设置三通阀门，阀门与阀门间距离应控制在50m左右。另外在皮带机机头处，应配有必要的防灭火设备，如消防砂、灭火器等。
5）带式输送机启动运行前，应先发出开机信号，待带式输送机机尾以及各落石点接受到开机信号，并做出相应反馈，确认带式输送机沿线没有人作业后，才能进行开机操作。在集中控制多台带式输送机时，应先发送系统运行启动预告信号，待系统收到各部带式输送机岗位人员发出的允许开机信号后，才可进行开机。
6 结语
矿山作业中，胶带运输机较为重要，其主要利用皮带的运行加以传送矿岩，在很大程度上为矿岩可靠效率传送提供保障。通过设计自动化控制系统，能够实现矿岩高效安全运输，提高生产效率。
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论文作者:张炜,李明杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/4
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