煤矿带式输送机集中控制系统

KJ1002型煤矿带式输送机智能控制与能效优化系统
井下带式输送机智能控制与能效优化系统是徐州兆恒工控科技有限公司和中国矿业大学共同研制的，实现了井下无人值守和能效优化，在地面监控井下带式输送机的运行。

该系统已在兖矿集团、枣矿集团、上海大屯能源、中平能化、韩城矿务局、新汶、盘江股份等几十个矿井使用。

一、系统实现的主要功能
KJ1002型煤矿井下带式输送机集中控制系统实现了井下主运输皮带的无人值守控制，能够在地面监控井下皮带的工作状态；能够对带式输送机的运行数据进行存储、智能分析；能够根据煤流量的大小控制带式输送机的运行速度，达到能效优化的目的。

本系统主要由智能控制装置、视频智能识别与监控、皮带综合保护、预警通话、传输网络几大模块组成。

实现的主要功能和特点如下：
1、控制方式“多样化”
（1）地面集控室远程控制：集控室操作人员通过上位机运行界面控制井下皮带和相关给煤机的启停、故障复位、急停和开关的远程送电操作，实现井下无人值守控制。

此时，皮带保护投入，皮带间闭锁关系存在。

（2）现场有闭锁手动控制：现场操作人员通过现场操作箱，控制皮带和相关给煤机的启停，皮带保护投入，皮带间闭锁关系存在。

（3）现场应急控制：现场操作人员通过操作箱控制皮带和给煤机的启停，此时皮带保护不投入，皮带间闭锁关系不存在。

（4）能效优化控制，基于煤流量，按较优化方式，控制带式输送机的运行速度。

2、设备状态“可视化”
（1）现场设备配备一台本安显示屏，能够显示皮带、给煤机各运行状态，包括：皮带保护传感器的状态（其中每台沿线急停开关有确定的地址）、电机控制开关状态、电机电流、电机温度、张紧力、煤仓仓位、皮带停车原因等信息。

（2）集控室上位机实时监测皮带、给煤机的各种参数，包括：皮带保护传
感器的状态（其中每台沿线急停开关有确定的地址）、电机控制开关状态、电机电流、电机温度、张紧力、煤仓仓位、皮带停车原因、PLC控制分站通讯状态等信息。

3、远端维护功能
本系统通过相关网络实现远程监控维护功能。

（1）技术人员可以在集控室通过专用软件，实现现场控制分站PLC程序的修改及内部数据检测。

（2）在获得授权后，我公司技术人员可以通过远程协助软件，控制集控室计算机，实现上位机程序修改以及现场控制分站PLC程序的修改和内部数据检测、诊断。

（3）系统若配备工业级IP路由器，利用VPN技术，技术人员可以通过登陆特定账户，直接访问井下PLC修改程序和分析数据。

4、历史纪录查询及报表管理功能
（1）上位机可以选择时间段查询选定设备的历史运行记录，所记录内容包括设备单次运行时间、单次停车时间、单次运行时长、单次控制方式、单次停车原因、合计运行次数、合计运行时长、合计停车时长。

查询内容以excel表格形式显示，可以直接导出保存。

（2）上位机可以选择时间段查询选定设备的故障纪录，纪录包括：故障发生时间、故障类型。

故障类型包括：9大保护、电机无返回故障、制动器无返回故障、给煤机无返回故障、电机温度超限、电机电流超限等。

查询内容以excel 表格形式显示，可以直接导出保存。

（3）上位机可以查询选定时间段内的操作纪录。

查询内容以excel表格形式显示，可以直接导出保存。

（4）上位机可以选择时间段查询选定设备的电机电流及电机温度，数据以曲线视图形式显示，便于管理者与设定值比较，快速判断电机近期的运行状态。

曲线可以导出，格式为Microsoft OneNote。

5、具备多种保护功能
（1）系统具有2016版《煤矿安全规程》第三百七四条关于主运输胶带规定的保护的接口，包括堆煤保护、沿线拉绳保护、超温保护、烟雾保护、防撕裂保
护、速度保护、跑偏保护、张紧力下降保护。

（2）除了具备上述规定的保护功能外，系统还具备电机电流超限提示、电机稳定超限提示、仓位超限提示，这些功能根据需要可以设置停负载，避免设备故障重载停车。

6、网络发布功能
本系统可以将系统的各种运行数据、视频等相关信息向指定的部门发送，实现信息共享。

7、声音提示功能
（1）皮带沿线安装语音通话设备，皮带开车时沿线语音给出“设备启动请工作人员注意”，保护动作时给出声光提示“XXX保护动作”。

（2）集控室当皮带开车时上位机给出声音提示“XXX皮带启动”。

当保护动作时提示“XXX保护动作”，电流超限、仓位超限均给出相应提示。

8、设备停车原因分析功能
皮带每次停车PLC会分析输入输出数据判断停车原因，并在上位机及现场操作箱显示屏显示停车原因，停车原因包括：正常停车、保护动作停车、顺启超时停车、闭锁关系停车、急停停车、通讯故障停车。

二、系统构架
井下主运输皮带集中控制系统主要由PLC控制系统、视频监控系统、皮带综合保护系统、预警通话系统、传输网络等组成。

PLC控制系统的下位机选用西门子S7系列产品，上位机采用西门子Wincc平台编程；皮带保护系统配备堆煤保护、沿线急停保护、超温保护、烟雾保护、纵撕保护、速度保护、跑偏保护、张紧力下降保护、超温洒水9大保护，同时具备电机电流、电机温度、电机振动、煤仓仓位检测；语音系统配置我公司自主研发的KXH127型数字语音机，具备开车预警、故障语音提示、语音对讲功能；电视监控系统中的矿用摄像仪采用海康高清机芯，集控室视频设备以海康品牌为主体。

整个系统集“控”、“视”、“听”为一体。

图一、图二为本系统构架示意图。

图1集控系统网络构架
图2集控系统现场设备关联三、上位机监控界面案例展示
图3控制监视界面
图4历史纪录查询界面
图5参数设置界面
图8电机电流查询界面。