煤矿主煤流运输系统自动化集控设计
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1.磁力启动器；2.控制箱；3.电源箱；4.1*料流传感 器；5.1*带式输送机；6.2*料流传感器；7.本安速度传感器
8. 2#带式输送机 图2料流传感器布置图 卩料流传感器能够实现监测煤量、带式输送机带速，可 以通过下面的公式计算传感器与卩带式输送机机头的距离。 L=V]t 式中：叫表示相应的1#带式输送机额定带速； t表示相应的2#带式输送机变频器升速时间。 2#料流传感器用来做堆煤保护。 2.智能化集控系统设计 鉴于煤流系统的情况，该智能化集控系统包括从下几
(3) 为了能够实现语音扩播功能，在带式输送机机头 位置设置1台本安型IP网络广播终端，从而可以有效地实现
良性的通信。相关工作人员可以借助集控中心通信主站与现 场语音站主站可以和相应的带式输送机中的语音分站之间实 现语音通信与语音功能，从而可以形成一套完善的语音功 能，满足工程的需要。 3结语
本文经过对煤矿主煤流运输系统进行调研分析，从而 提出了智能化设计方案，可以借助料流传感器以及相应的变 频器共同工作，满足主煤流智能化的工程需要。相关工作人 员借助智能化的终端实现移动监测、视频监测以及语音广播 等，能够做到在不影响生产的情况下，实现对主煤流的智能 化控制，最大限度的避免能源的损耗，不断优化设备的使用 年限，从而降低生产成本，提高生产效率。
频器输出对应的电压值共计有五个电平值：土2、土 1、0。三
电平变频器能够从源头上解决高次谐波被抑制的现象，以及 能够有效地优化电压峰值与共模电压等级。图1表示相应的 两电平和三电平的仿真波形测试图。
(a)两电平变频器
(b)三电平变频器 图1仿真波形测试图
11o 当代化工研究 丄丄Cl Mo<ferw Chemical盈细纟砒皿
控系统，通过增设无线基站，传感器，网络摄像仪以及语音扩播终端等设备，实现了可依据输送机实际载荷分布来科学自动调节皮带机运
行的目的，节约了主煤流运输系统能耗，提高了系统运行效率.
关键词：运输系统；调速方案；无线基站；集控设计
中国分类•号：TD634
文献标识码：A
Automatic Centralized Control Design of Main Coal Flow Transportation System in
2021 • 13
技术应用与研究
117 当代化工研究
Modem Chemical Research
煤矿主煤流运输系统 自 动化集控设计
*田康
(晋能控股山西科学技术研究院(晋城)技术研究院有限责任公司 山西048006)
摘耍：为促进煤矿主煤流运输系统实现节能增效，基于某矿主煤流运输系统运行现状，改造了煤矿主煤流运输系统，设计了一套智能集
入协同控制单元，从而依据物料运输以及相应的分布进行自 动变频调速控制。
(2) 在井下设置无线基站能够对无线网络进行全面的
覆盖，通过设置几个移动终端即可实现对设备信息进行检 查，如历史记录与报警等。该基站能够巡检设备，对作业执 行情况进行浏览等。假如设备出现故障时，那么可以通过移 动终端将信息推送给相应的工作人员，从而能够避免不必要 的安全问题。
运行的过程中工况相对复杂，经过调研发现1台驱动系统出
现故障时，往往会给整个煤流系统带来影响，为此必须保证 带式输送机驱动系统的可靠性。在进行设计的过程中，如下 几个输送机都设置有三电平变频器：第一，下顺槽带式输送 机；第二，边界石门带式输送机；第三，大巷带式输送机； 第四，暗主井带式输送机。
三电平变频器选用拓扑结构，因此谐波比重大大降低， 其产生的电压波形与正弦波形相似。通常三电平变频器内部 的目标能够保证输出的波形更接近于正弦波，一般三电平变
千兆环网
主井
/井下 /暗主井 环网交换机
950石门交换机 950石门交换机 950大巷交换机
图3控制系统架构(信号网)
【参考文献】
[1] 段宪琛.煤矿自动化控制技术在皮带运输中的应用[J].中 国石油和化工标准与质量, 2019 (14): 30-32.
[2] 田亚峰.集控系统和变频调速系统在煤矿皮带中的应用及 发展趋势[J].机械管理开发, 2017 (04): 11-13.
保护装置，在带式输送机设置1名操作工人。该系统能够实 现独立工作，都是选用就地操作，由此看出其智能化程度相
对较低。鉴于此对主煤流运输系统的控制形式进行改造，将 其改造成为智能化的设备，同时提出输送机带速自适应调整 变频调速策略，因此在该系统中设置了无线基站、视频监测
以及相应的IP网络广播，这样可以有效地提高系统的工作效
[3] 刘伟.基于视频监控的地面原煤运输集控系统设计[J].山 西煤炭，2019 (03): 25-27.
[4] 王猛,杨朋飞.基于PLC的自动控制于皮带运输系统的应用 [J].科技经济导刊，2017 (28): 42-44.
[5] 马天兵，张申宇，陶新民.基于PLC和组态的多条带式输送机 集控系统[J].煤矿妥全, 2018 (11): 36-3&
率，最大限度的降低煤损耗。
1.变频智能调速方案设计
在采煤作业的过程中，采煤量与井下工况之间存在密切 的关系。由此可以看出，其带式输送机在煤炭运输的过程中 存在不均衡性。通常情况下，带式输送机在机械与电气选型 方面需要按照冗余系数确定，由此可以看出输送机配置电动
机在富余量方面存在20%到45%的空间。鉴于此，选用变频智
技术应用与研究
2021 ・ 13
⑵料流传感器配置 选用的变频器仅仅能够采集控制箱的信号，而控制箱 能够对带式输送机的物料传感器数据进行分析，对带式输送 机的来料情况进行分析，从而能够有效地调整变频器的运行 频率。 通常根据生产工艺来安装料流传感器，比如在带式输送
机上方设置1条塔接带式输送机，这时料流传感器安装在上 级带式输送机上方以及相应的被控带式输送机的落煤点，如 图2所示。料流传感器、变频器分别由两个装置供电：电源 箱供电、馈电开关供电。
能调速方案。 一般可以借助料流传感器监测到带式输送机的来煤状
态，这时可以借助变频技术实现带式输送机负荷的优化，从 而保证实现煤多块转、煤少慢转以及无煤待机的运动。控制
箱是在该系统中居于核心位置，选用PLC的形式进行控制，
其中变频器读取形式选用通用性，因此能够提高数据的传输 性能。⑴变频器配置 当前煤矿用主煤带式输送机数量相对较多，同时其
个单元：其一，地面上位机；其二，井下矿用隔爆兼容本安
型PLC控制分站；其三，矿用隔爆兼本安型液晶显示器；其 四，矿用本安型网络摄像仪；其五，矿用本安型无线基站 等。图3、图4分别表示系统整体架构信号网、控制网。
该系统设置两台上位机，能够起到备用的效果，该上 位机包括以下几个方面的功能：第一，图形监控；第二，数 据管理；第三，动态数据显示；第四，自诊断；第五，报警
【作者简介】
田康( 1985-),男，山西晋城人，硕士研究生，机电工程师, 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司；研究方向：煤矿机电.
图4控制系统架构(控制网)
Key words： transportation system \ speed regulation scheme； wireless base station； centralized control design
引言 当前，某矿主煤流运输系统主要是由如下几个单元组
成：第一，下顺槽带式输送机；第二，大巷带式输送机；第 三，煤仓；第四，暗主井带式输送机；第五，边界带式输送 机；第六，主斜井带式输送机等。由于煤流系统相对复杂， 与此同时驱动方式采用直接驱动的形式，各个环节都设置有
Abstract: In order to promote energy saving and efficiency improvement ofthe main coalflow transportation system in coal mine, based on the operation status ofthe main coalflow transportation system in a coal mine, this paper reformed the main coalflow transportation system and designed an intelligent centralized control system. Through adding tireless base stations, sensors, network cameras and voice broadcast terminals, the operation ofbelt conveyor can be scientifically and automatically adjusted according to the actual load distribution ofthe conveyor, which saves the energy consumption ofthe main coalflow transportation system and improves the operation efficiency ofthe system.
等。一般可以在井下主煤流线安装1台操作台，进而可以在
井下实现对主煤流进行智能化控制。与此同时，该装置能够 实现井下信息采集以及处理。
(1) 可以借助RS485与带式输送机单机进行信息交互，
从而可以完成智能化集控控制。与此同时，能够借助以太网 与暗主井带式输送机、主井带式输送机单机控制单元进行信
息的交互。带式输送机可以配置1套载荷分布监测装饰，能 够对机头、尾区域的载荷进行分析，其可以借助CAN总线接
Coal Mine
Tian Kang
(Shanxi Research Institute of Science and Technology (Jincheng) Technology Research Institute Co., Ltd., Jinneng Holding Group, Shanxi, 048006)
8. 2#带式输送机 图2料流传感器布置图 卩料流传感器能够实现监测煤量、带式输送机带速，可 以通过下面的公式计算传感器与卩带式输送机机头的距离。 L=V]t 式中：叫表示相应的1#带式输送机额定带速； t表示相应的2#带式输送机变频器升速时间。 2#料流传感器用来做堆煤保护。 2.智能化集控系统设计 鉴于煤流系统的情况，该智能化集控系统包括从下几
(3) 为了能够实现语音扩播功能，在带式输送机机头 位置设置1台本安型IP网络广播终端，从而可以有效地实现
良性的通信。相关工作人员可以借助集控中心通信主站与现 场语音站主站可以和相应的带式输送机中的语音分站之间实 现语音通信与语音功能，从而可以形成一套完善的语音功 能，满足工程的需要。 3结语
本文经过对煤矿主煤流运输系统进行调研分析，从而 提出了智能化设计方案，可以借助料流传感器以及相应的变 频器共同工作，满足主煤流智能化的工程需要。相关工作人 员借助智能化的终端实现移动监测、视频监测以及语音广播 等，能够做到在不影响生产的情况下，实现对主煤流的智能 化控制，最大限度的避免能源的损耗，不断优化设备的使用 年限，从而降低生产成本，提高生产效率。
频器输出对应的电压值共计有五个电平值：土2、土 1、0。三
电平变频器能够从源头上解决高次谐波被抑制的现象，以及 能够有效地优化电压峰值与共模电压等级。图1表示相应的 两电平和三电平的仿真波形测试图。
(a)两电平变频器
(b)三电平变频器 图1仿真波形测试图
11o 当代化工研究 丄丄Cl Mo<ferw Chemical盈细纟砒皿
控系统，通过增设无线基站，传感器，网络摄像仪以及语音扩播终端等设备，实现了可依据输送机实际载荷分布来科学自动调节皮带机运
行的目的，节约了主煤流运输系统能耗，提高了系统运行效率.
关键词：运输系统；调速方案；无线基站；集控设计
中国分类•号：TD634
文献标识码：A
Automatic Centralized Control Design of Main Coal Flow Transportation System in
2021 • 13
技术应用与研究
117 当代化工研究
Modem Chemical Research
煤矿主煤流运输系统 自 动化集控设计
*田康
(晋能控股山西科学技术研究院(晋城)技术研究院有限责任公司 山西048006)
摘耍：为促进煤矿主煤流运输系统实现节能增效，基于某矿主煤流运输系统运行现状，改造了煤矿主煤流运输系统，设计了一套智能集
入协同控制单元，从而依据物料运输以及相应的分布进行自 动变频调速控制。
(2) 在井下设置无线基站能够对无线网络进行全面的
覆盖，通过设置几个移动终端即可实现对设备信息进行检 查，如历史记录与报警等。该基站能够巡检设备，对作业执 行情况进行浏览等。假如设备出现故障时，那么可以通过移 动终端将信息推送给相应的工作人员，从而能够避免不必要 的安全问题。
运行的过程中工况相对复杂，经过调研发现1台驱动系统出
现故障时，往往会给整个煤流系统带来影响，为此必须保证 带式输送机驱动系统的可靠性。在进行设计的过程中，如下 几个输送机都设置有三电平变频器：第一，下顺槽带式输送 机；第二，边界石门带式输送机；第三，大巷带式输送机； 第四，暗主井带式输送机。
三电平变频器选用拓扑结构，因此谐波比重大大降低， 其产生的电压波形与正弦波形相似。通常三电平变频器内部 的目标能够保证输出的波形更接近于正弦波，一般三电平变
千兆环网
主井
/井下 /暗主井 环网交换机
950石门交换机 950石门交换机 950大巷交换机
图3控制系统架构(信号网)
【参考文献】
[1] 段宪琛.煤矿自动化控制技术在皮带运输中的应用[J].中 国石油和化工标准与质量, 2019 (14): 30-32.
[2] 田亚峰.集控系统和变频调速系统在煤矿皮带中的应用及 发展趋势[J].机械管理开发, 2017 (04): 11-13.
保护装置，在带式输送机设置1名操作工人。该系统能够实 现独立工作，都是选用就地操作，由此看出其智能化程度相
对较低。鉴于此对主煤流运输系统的控制形式进行改造，将 其改造成为智能化的设备，同时提出输送机带速自适应调整 变频调速策略，因此在该系统中设置了无线基站、视频监测
以及相应的IP网络广播，这样可以有效地提高系统的工作效
[3] 刘伟.基于视频监控的地面原煤运输集控系统设计[J].山 西煤炭，2019 (03): 25-27.
[4] 王猛,杨朋飞.基于PLC的自动控制于皮带运输系统的应用 [J].科技经济导刊，2017 (28): 42-44.
[5] 马天兵，张申宇，陶新民.基于PLC和组态的多条带式输送机 集控系统[J].煤矿妥全, 2018 (11): 36-3&
率，最大限度的降低煤损耗。
1.变频智能调速方案设计
在采煤作业的过程中，采煤量与井下工况之间存在密切 的关系。由此可以看出，其带式输送机在煤炭运输的过程中 存在不均衡性。通常情况下，带式输送机在机械与电气选型 方面需要按照冗余系数确定，由此可以看出输送机配置电动
机在富余量方面存在20%到45%的空间。鉴于此，选用变频智
技术应用与研究
2021 ・ 13
⑵料流传感器配置 选用的变频器仅仅能够采集控制箱的信号，而控制箱 能够对带式输送机的物料传感器数据进行分析，对带式输送 机的来料情况进行分析，从而能够有效地调整变频器的运行 频率。 通常根据生产工艺来安装料流传感器，比如在带式输送
机上方设置1条塔接带式输送机，这时料流传感器安装在上 级带式输送机上方以及相应的被控带式输送机的落煤点，如 图2所示。料流传感器、变频器分别由两个装置供电：电源 箱供电、馈电开关供电。
能调速方案。 一般可以借助料流传感器监测到带式输送机的来煤状
态，这时可以借助变频技术实现带式输送机负荷的优化，从 而保证实现煤多块转、煤少慢转以及无煤待机的运动。控制
箱是在该系统中居于核心位置，选用PLC的形式进行控制，
其中变频器读取形式选用通用性，因此能够提高数据的传输 性能。⑴变频器配置 当前煤矿用主煤带式输送机数量相对较多，同时其
个单元：其一，地面上位机；其二，井下矿用隔爆兼容本安
型PLC控制分站；其三，矿用隔爆兼本安型液晶显示器；其 四，矿用本安型网络摄像仪；其五，矿用本安型无线基站 等。图3、图4分别表示系统整体架构信号网、控制网。
该系统设置两台上位机，能够起到备用的效果，该上 位机包括以下几个方面的功能：第一，图形监控；第二，数 据管理；第三，动态数据显示；第四，自诊断；第五，报警
【作者简介】
田康( 1985-),男，山西晋城人，硕士研究生，机电工程师, 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司；研究方向：煤矿机电.
图4控制系统架构(控制网)
Key words： transportation system \ speed regulation scheme； wireless base station； centralized control design
引言 当前，某矿主煤流运输系统主要是由如下几个单元组
成：第一，下顺槽带式输送机；第二，大巷带式输送机；第 三，煤仓；第四，暗主井带式输送机；第五，边界带式输送 机；第六，主斜井带式输送机等。由于煤流系统相对复杂， 与此同时驱动方式采用直接驱动的形式，各个环节都设置有
Abstract: In order to promote energy saving and efficiency improvement ofthe main coalflow transportation system in coal mine, based on the operation status ofthe main coalflow transportation system in a coal mine, this paper reformed the main coalflow transportation system and designed an intelligent centralized control system. Through adding tireless base stations, sensors, network cameras and voice broadcast terminals, the operation ofbelt conveyor can be scientifically and automatically adjusted according to the actual load distribution ofthe conveyor, which saves the energy consumption ofthe main coalflow transportation system and improves the operation efficiency ofthe system.
等。一般可以在井下主煤流线安装1台操作台，进而可以在
井下实现对主煤流进行智能化控制。与此同时，该装置能够 实现井下信息采集以及处理。
(1) 可以借助RS485与带式输送机单机进行信息交互，
从而可以完成智能化集控控制。与此同时，能够借助以太网 与暗主井带式输送机、主井带式输送机单机控制单元进行信
息的交互。带式输送机可以配置1套载荷分布监测装饰，能 够对机头、尾区域的载荷进行分析，其可以借助CAN总线接
Coal Mine
Tian Kang
(Shanxi Research Institute of Science and Technology (Jincheng) Technology Research Institute Co., Ltd., Jinneng Holding Group, Shanxi, 048006)