煤矿井下胶带输送机远程集中控制系统的应用

煤矿井下胶带输送机远程集中控制系统

的应用

摘要：远程集中控制系统是当前技术条件下使用比较广泛的一种电子操作系统，它拥有强大的可操作性和运算力，能够对变频中的次序进行高效的控制，它

的主要优点是适用范围广、可操作性强、抗干扰能力强等。将远程集中控制系统

应用于煤矿井下胶带输送机上，可以使设备运行的准确性、安全性、可靠性得到

明显改善，并使设备运行中出现的故障大大减少，为矿井开采效率的提升提供有

力支持。

关键词：煤矿井下；胶带输送机；远程集中控制系统；具体应用

前言：煤矿井下胶带输送机在工作时要架设很长的距离，涉及的运输工序众多，参与煤炭运输的工作人员分布较为分散，因此需要对其进行科学化、智能化

管理。在煤炭生产中使用远程集中控制系统能够提升运输系统工作效率，保持胶

带机工作的稳定性、安全性。基于此，分析了煤矿井下胶带输送机远程集中控制

系统的应用，以供参考。

1煤矿井下胶带输送机常见故障

1.1轨道偏离

在安装胶带输送机之前，技术人员首先会根据生产要求制定科学的皮带传动

轨道。这些传输轨道严格按照效率设计。如果胶带输送机在实际工作过程中不能

严格按照设定的轨道运行，运输效率将大大降低，同时也可能导致皮带运行偏移

量的大磨损，这一方面会影响皮带的使用寿命，另一方面也会导致一些安全事故。煤矿胶带输送机一般采用两个滚筒作为动力源，皮带作为动力传递介质，将附着

在其上的煤炭传递出去。一般情况下，两者相互配合，实现煤机械的电气化运输。事实上，作为主要的输送介质，皮带的稳定运行对煤矿开采至关重要。煤矿机电

皮带跑偏的主要原因通常是皮带设计的缺陷。胶带输送机的实际组成和结构相对

复杂。在设计和组装过程中，一旦每个部件的误差超过预设范围，运输轨道可能

会偏离。此外，企业不重视皮带的日常检查和维护，这也会导致小误差逐渐演变

为运行轨道的大偏差。综上所述，这些原因很容易导致皮带在长时间承受重载时

发生故障。

1.2运行故障

在煤炭开采运输过程中，运行故障也是比较常见的一种故障类型，这种现象

也会影响企业的生产经营效率。这种故障检测方式一般是打开胶带轮机，然后可

以发现胶带无法跟随转轮转动或者出现打滑情况。运行故障的出现，一方面会降

低生产效率，出现挖掘出的煤无法及时进行运送导致堆积，另一方面也会影响运

输设备的使用寿命，对胶带产生较大磨损。这种现象一般都是由胶带制造质量不

达标或者间隙配合不到位导致的。运输机在运行的时候会受到煤炭静摩擦作用力

的影响，因而只有其受到轨道轮给的静摩擦力大于煤炭给予其的摩擦力，才能够

形成正向加速度从而带动煤炭运转，实现传输作用。另外，有时煤炭运输机也可

能存在施工人员操作失误而导致无法正常工作，或者胶带轮由于长期高负荷运转，导致一些常用磨损零件不能及时得到更换和维修，也可能会影响胶带运转。因而，相关维修人员应该定时排查运输胶带是否存在这种问题，防止问题堆积因而较大

的故障。

2煤矿带式输送机集中控制系统主要结构

2.1安全回路

基于单片机和智能算法的远端→就地新型简约安全回路的构建能将矿带式输

送机总线进行控制端效率优化,确保内部信息发送即时,现场执行稳定可靠。在确

保现场安全和极端工作环境下依靠12V电压进行现场的独立微控制器叠加频率分流,在软件和系统上实现信号多频互补,全面而高效的执行各项动作。现场上可以

执行带式输送机长时间的急停开关信号待命。同时封装化的内部电缆能在安全和

维护上更加便捷。

2.2通话对讲

基于远端直接指挥的通话功能需要在密闭井下环境下以最弱安全电流的前提

下执行。而语言对讲系统也需要部署在煤矿生产的各环节。按照行业标准100m

间距就需要进行相应设备部署。而集中连片的统一化电缆控制系统恰好可以进行

该项功能的承载,而避免重新部署线程。

3煤矿井下胶带输送机远程集中控制系统设计与应用

3.1总体方案设计

在整个监控系统中,现有的输送机控制中心配备了监控分站、网络交换机、PLC控制主站等设备,可实现与地面变电站调度中心和PLC控制器的连接。采用以

太网通讯。主PLC控制站下配置3个控制变电站,包括1#中控室变电站、2#煤仓

上部变电站、3#防爆箱式变电站等,用于数据处理和传输,以及对煤仓进行输送机

尾部设备实时监控等功能。同时在设备皮带两侧安装各种保护装置,包括：GSC-200/1000速度传感器、KHJ24系列接触开关、GEJ25-40偏差报警装置、温度传感

器GW50A(G)等。能有效地进行设备跟踪运输系统。此外,PLC控制器与上位机的

通讯主要通过以太网连接,而PLC主站与子站的通讯则采用Profinet以太网总线

电缆。对于更长的距离,采用光缆进行通信连接,以提高结构的抗干扰和通信效果。

3.2主控处理器的选择

本系统是一款以STM32F103ZET6为核心的集成控制芯片,适用于复杂的矿山

环境。与8位单片机核相比,其性能更强大,功耗更低专用于工业控制,而消费电

子等领域的成本仅比8位的成本高一点点位微控制器。STM32F103ZET6控制处理

器具有以下特点：(1)具有12位数模转换端口,每个ADC端口有18个通道。这些

通道中的每一个都可以单独处于信号读取和读取模式,结果存储在一个16位寄存

器中,便于收集和处理各种数据。(2)USART串口数为3个,指定数据可以与通过该

串口连接的外部设备进行通信。(3)该芯片内存容量521kB,144脚,可同时输出多

个PWM控制信号。

3.3环网系统设计