带式输送机集中控制系统的分析与应用

带式输送机集中控制系统的分析与应用

摘要：带式输送机是综合机械化矿井重要的运输设备，其安全可靠运行是煤矿

高产高效的重要保障。将可编程控制系统嵌入带式输送机的集中控制系统中，可

以大大提高设备管理的效率，还可以实时监测带式输送机运行状态，发生故障时

自动报警并提醒人员处理，为安全运输提供保障。就此，本文分析了带式输送机

集中控制系统的构成及功能，探讨了以PLC为核心的集中控制系统在带式输送机

的应用。

关键词：煤矿；带式输送机；集中控制系统；分析与应用

1带式输送机集中控制系统的构成

带式输送机集中控制系统主要包括交换机、多媒体调度主机、信号处理器、

网络管理软件、广播系统调度功能模块、IP桌面对讲器、输入输出接口、传输电

缆和综合保护系统以及远程控制箱等。一般在带式输送机头部放置信号处理器与

远程控制箱等基础设备，地面上的调度室则放置交换机与多媒体调度主机等基础

设备。

2带式输送机集中控制系统的功能设计

2.1底层本机控制功能

底层本机控制功能，实质上就是一种能够做到检测、集中控制、语言报警与

通话等的控制系统。该功能有以下特点：

（1）该系统能满足带式运输机手动、自动、检修、紧急控制等运行方式的

控制要求。还能实现数据实时采集与监测。系统通过各种传感器对现场的电机电

流电压、电机轴承温度、冷却风扇压力及温度、煤仓煤位、跑偏、急停、速度、

堆煤、纵撕等实时数据进行采集，实现对输送机运行状态的监控，控制输送机在

零速时制动器动作，自动抱闸，避免输送机的飞车和变频器、电机过流。系统具

备多路开关量输出以及多路开关量/模拟量的输入，可沿线随意选择接入位置。

（2）以液晶显示屏作为系统的主控器，运用动画、彩色图形与汉字等多种方式对设备各种状态进行显示，可以直观显示故障所在位置以及设备运行实时参数。实现操作简单化和维护便捷化。系统具有良好的防尘与防水性能，为数据信息传

输的稳定性提供有效的保障。

（3）该系统还能实现完善的保护功能。完成过负荷、欠电压、短路、超速、打滑、跑偏等监控与保护，并与一次开车回路联锁，可与皮带机综合保护装置如

烟雾、瓦斯、纵向撕裂、急停等对接，实现报警和自动保护。

2.2综合有线语音通信功能

（1）将系统与现在已有的运输线语音通话设备相连接，使得办公固定IP电

话和生产调度IP电话的有线通信语音系统有机组合，从而做到全呼叫、组呼叫与录音等一系列的功能。同时在大屏幕触摸屏上以图形方式将手机、电话等终端设

备有效显示，可以在任意时间对设备进行查看。

（2）调度室IP电话与沿线的其他电话可同时运用，可做到快速拨号呼叫，

同时也能近距离广播。管理人员即使身在办公室，也能够利用计算机来与井下工

作人员实施广播讲话，这不仅使得调度人员的通知程序得到有效的优化，也可有

效减少传达所需的时间。

（3）根据实际情况可构建30路以下的小型多媒体调度系统，系统可以进行

扩声广播，调度台可充分利用扩声终端设备来实施单播或是组播等形式的语音广播，常用的扩声终端包括SIP广播话站与IP话机等。系统对组网广播予以足够的

支持，调度员能够利用调度话机进行喊话，同时在向各个组展开广播的时候也可

以选择播放语音文件。

2.3集中控制功能的实现

以工业以太网为基础建立集中控制自动化系统，将千兆工业环形以太网作为

网络来源。将3层千兆核心交换机安排在集中控制系统中心中，同时将千兆工业

以太交换机安排在地面上，中心与地面呼应形成一个环形网，实现地面生产系统

与监控系统的近距离接入。将多台隔爆型千兆工业以太环网交换机放置在矿井下面，并形成一个主环网，同时存在多个子环网，方便与井下的各个子系统进行近

距离的接入。集控核心交换机连接地面与井下的千兆工业环网，形成工业千兆主

干环形网。待系统完善后，可以使得整个矿井各个分散的控制单元实现全部联网，各个分散的子系统都能够随意选择集中或者分布的控制方式，如果有情况需要，

调度指挥中心能够对矿井中存在的多个控制层设备发出统一的指令，将原始数据

保存在整个矿井的管理信息系统当中，真正满足矿井管控一体化的综合控制要求。 3以PLC为核心的带式输送机集中控制系统

3.1PLC介绍

PLC，可编程控制器，核心元件就像一台迷你计算机，预先编写命令，然后根

据接收传感器信号的类型，发出相应控制指令，实现对带式输送机的集中控制。

完整的PLC控制系统包括可编程控制器、系统程序、CPU、输入电路、输出电路

和电源。

3.2集中控制模块

（1）控制模块。控制模块是集中控制系统的核心模块，包括控制柜、相关软件、工控台和操作台，负责调整输送机的工作状态。带式输送机运行时，控制模

块负责监测运行过程中的各参数；当带式输送机在运行过程中出现异常情况，造

成保护装置动作，由控制模块发出相关指令。

（2）保护模块。保护模块的主要功能是防止皮带堆煤、跑偏、撕裂、打滑，还具备温度、烟雾、洒水保护等功能。

3.3系统结构及硬件

（1）整体结构。集中控制系统分为信号搜集与信号处理两部分，在皮带输送机沿线安装温度、速度、张力等传感器，监测带式输送机运转过程中的主要参数，并以此判断输送机是否出现故障，发现故障后，会产生相应动作，负责执行命令

的元件是各类继电器及传感器。

（2）设备配置。主控设备的人机界面选用KJD127矿用隔爆兼本安型计算机、本安型键盘FHJ5。计算机配置不低于cpu i7-2600、8G内存、500G硬盘、安装WINCC或KINGVIEW等组态软件、内置以太网光电转换模块，支持以太网远距离

光电传输、内置USB隔离模块，可以和矿用本质安全型键盘配套使用。液晶显示

屏尺寸原则上不小于15寸，以彩色图形、动画、汉字的形式给出设备的运行状态，显示直观，提高现场故障排查的速度。

有硬件上的联锁和看门狗电路，对PLC的运行进行监视，防止因为PLC死机

或其他意外原因造成PLC故障时能及时监测并参与安全保护。

在进行长距离信号传播时，很可能出现信号丢失的情况。为了保证信号传输

精度，采用I/OET3000进行信号传输，其I/O模式地址与712-6DM匹配，站点内

包含128个信号输入点，其中116个为PLC信号输入节点，12个为数字信号输入节点。信号输出节点由8个16节点信号输出模块构成。

4结语