1、前言
華豐煤礦煤炭生產(chǎn)主運系統(tǒng)為三段鋼纜機運輸和一部轉(zhuǎn)載膠帶輸送機接力運輸，原有系統(tǒng)每個皮帶輸送機均獨立控制開停，專人專崗進行操作，系統(tǒng)分散，效率低，其控制系統(tǒng)僅能實現(xiàn)就地的簡單操作，控制的靈活性、可靠性差，控制方式不靈活，且大量的實時數(shù)據(jù)不能由調(diào)度人員及時監(jiān)測和管理，系統(tǒng)運行狀態(tài)以及出現(xiàn)故障時不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，影響了運輸系統(tǒng)的可靠運轉(zhuǎn)，進而制約了整個生產(chǎn)系統(tǒng)的運行效率。針對此情況，華豐煤礦實施了主運系統(tǒng)集中控制改造，采用工業(yè)以太網(wǎng)將皮帶各PLC控制分站與井上集中控制中心進行聯(lián)網(wǎng)并進行實時通訊，所有控制命令和設(shè)備運行狀態(tài)及各種保護信號均通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)井上控制中心和皮帶控制分站的信息交換，實現(xiàn)對現(xiàn)場皮帶輸送機實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制。
2、改造方案
主運系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)主要由地面控制中心站、皮帶主站、皮帶機控制分站、各種傳感器及輔助設(shè)備等組成，主運系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)如圖1所示。
地面控制中心站（集控室）為本系統(tǒng)主控地點，其設(shè)備包括高性能的工控機兩臺（互為備用）、大屏幕顯示器、UPS、打印機、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)接口、控制臺。在集控室，操作人員對井下皮帶和給煤機等設(shè)備進衍開停控制，顯示井下皮帶機和給煤機的各種數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)（包括各電動機電流、開停狀態(tài)、各種保護信號等），并有故障報警。
井下主站是整個系統(tǒng)的中樞，要完成各PLC分站監(jiān)控信息的交換及與地面集控室的信息交換，并顯示有關(guān)信息。
皮帶分站與就地控制合為一體，是一臺完整的皮帶輸送機監(jiān)控裝置，它可脫離集控系統(tǒng)獨立控制皮帶和給煤機。
集控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊控制方式，地面集控室、井下主站和皮帶分站，通過礦用光纜連接。
工業(yè)電視系統(tǒng)是皮帶運煤系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，可直觀地監(jiān)視（可視）整個皮帶運煤系統(tǒng)中各重要環(huán)節(jié)和設(shè)備，如皮帶給煤點、轉(zhuǎn)載點等地的堆煤故障，作為皮帶運輸保護系統(tǒng)的一種補充，可實現(xiàn)無人值守，而且本工業(yè)電視系統(tǒng)能通過接口與其它系統(tǒng)進行有機結(jié)合。
3、改造目標
(1)在地面集控室由工控機顯示各皮帶的運行狀態(tài)、顯示各皮帶的各種運行參數(shù)。設(shè)有各皮帶的故障信號顯示，并伴有聲光報警，提示值班人員采取有關(guān)措施；
(2)地面集控室可實現(xiàn)集中自動控制、集中就地控制、遠方試驗控制三種方式。操作人員可在皮帶控制分站對皮帶和給煤機進行就地手動控制、就地試驗控制兩種方式；
(3)操作人員在地面監(jiān)控室通過計算機控制各皮帶及給煤機的順序起、停；
(4)在各機頭、機尾、給煤點安裝工業(yè)電視，在地面集控室內(nèi)配有相應(yīng)的監(jiān)視器，可監(jiān)視井下現(xiàn)場情況；
(5)系統(tǒng)實現(xiàn)堆煤、沿線急停、超溫、煙霧、防墜、低速、跑偏、高煤位保護；
(6)系統(tǒng)實現(xiàn)逆煤流啟動，順煤流停車，皮帶停機，相應(yīng)給煤機及給煤皮帶立即停車。
4、系統(tǒng)特點
(1)主運系統(tǒng)集中自動化控制系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)組成，監(jiān)控系統(tǒng)主要由井上控制中心和井下若干控制分站構(gòu)成，控制中心主要由工控機及大屏幕顯示器等構(gòu)成，實現(xiàn)對現(xiàn)場皮帶輸送機實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制。皮帶控制分站主要由可編程控制器PLC (ASCS-3全數(shù)字鋼纜皮帶控制系統(tǒng)中的操作PLC)等構(gòu)成，實現(xiàn)對現(xiàn)場皮帶輸送機的直接控制并對設(shè)備運行狀態(tài)及各種保護信號進行采集與傳輸。采用工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)將皮帶各PLC控制分站與井上集中控制中心進行聯(lián)網(wǎng)并進行實時通訊，所有控制命令和設(shè)備運行狀態(tài)及各種保護信號均通過工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)井上控制中心和皮帶控制分站的信息交換。
(2)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)主要同15個工業(yè)電視探頭和四臺工業(yè)電視監(jiān)視器組成，對井下各轉(zhuǎn)載點、給煤點設(shè)備實施全方位監(jiān)視，及時觀察井下現(xiàn)場情況。
5、工業(yè)性試驗
華豐煤礦主運系統(tǒng)改造后經(jīng)過半年多的運行，工作正常，對主要技術(shù)參數(shù)、運行性能、系統(tǒng)保護監(jiān)控功能、工作的可靠性進行了測試，均達到設(shè)計和現(xiàn)場使用要求，系統(tǒng)控制程序設(shè)計合理，保護功能齊全、顯示清晰，動作靈敏可靠。主運系統(tǒng)運煤達664501t，事故影響為零。
6、社會經(jīng)濟效益
(1)主運系統(tǒng)自動監(jiān)測主運系統(tǒng)運行參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到地面監(jiān)控室，進行實時監(jiān)測及報警顯示，操作人員及管理人員在地面即可掌握井下主運系統(tǒng)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，又可根據(jù)自動化控制信息，實現(xiàn)井下設(shè)備的遙測、遙視、遙控，保證系統(tǒng)運行可靠，提高整個礦井生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化管理水平，創(chuàng)造了良好的安全效益。
(2)主運皮帶系統(tǒng)電控及自動化改造后，減少三個給煤機9個崗位工，井下兩個車房，轉(zhuǎn)載機9個崗位工，共計18人，每人按月工資1200元計算，每年可減少工資支出21.6萬元。
(3)主運系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制提高了整個礦井生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化管理水平。
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