煤矿智能化控制技术在皮带运输中的应用

煤矿智能化控制技术在皮带运输中的应用

冀瑞

华兴能源有限责任公司唐家会煤矿，内蒙古鄂尔多斯 017000

  摘要：皮带运输的效率关系着煤矿生产的效益，煤矿井下带式输送机也向着大功率、长距离、高速率的方向发展，智能化集中控制技术逐步运用到皮带运输中去，减少了现场操作人员。本文就对煤矿井下智能化技术在皮带运输中的应用进行了阐述。

  关键词：皮带运输；智能化控制；原理；功能；趋势
  引言
  煤矿井下煤炭运输是煤矿生产过程中的一个重要环节，带式输送机是进行煤矿生产运输的一个重要设备，输送机的运行效率和运行安全性等方面会直接影响到整个煤矿的经济效益和社会效益。传统的带式输送机都是采用单一的控制方式，单独控制，单独操作，操作过程比较繁琐复杂，并且效率比较低。而采用集中的智能化控制可以有效的减少人力，减轻工作人员压力，工作效率也会大大提升。

1 采用皮带输送智能化控制系统的必要性
　 传统带式输送装置在煤矿生产中已经得到广泛应用，但是这种带式输送装置存在启动电流大、传动效率低、功率不平衡、无功环流损耗大、老化速度快等缺点，给企业带来巨大经济损耗的同时，也给煤矿的安全生产造成了严重威胁，其中机电事故中相当数量发生在老化的带式传送装置上，直接影响到煤矿工人的人身安全。
　　现代煤矿高产高效的主要运输设备就是皮带运输机。由于煤矿的特殊生产条件，运行过程中皮带运煤量不均匀。高速运行时容易发生低负荷与零负荷工况，严重磨损传动部件，造成电能的巨大浪费，同时由于皮带运输机在生产过程中不能中断运行，因此对于皮带输送装置系统的改造就显得尤为重要。

  2皮带机智能化集中控制系统的原理及优势

2.1 智能化集中控制系统原理

  智能化集中控制系统的核心设备是一种可以进行编程的控制器，简称 PLC，这种控制器综合运用了数学运算原理结合实际生产工艺来实现对设备的操作与控制。智能化集中控制系统主要包括两个部分，分别为地面控制中心和井下皮带运输控制保护系统。通过对地面控制中心的操作和控制信号的发送，井下控制器就可以根据接收到的信号完成对井下皮带运输设备的具体操作。同时，智能控制技术还可以对井下工作过程实现动态的监测与控制，实时掌握井下胶带机的作业信息，并将信息进行及时的反馈。通过这种方式，地面控制中心就可以在第一时间发现设备所存在的故障或者潜在危险因素，从而及时进行故障的处理，制定相应的防范措施，保证煤矿生产的安全性和高效性。另外手动控制可以作为对智能控制的一种补充，当智能控制系统运行出现故障时，就可以采用手动的方式对系统进行操作。

2.2智能化控制系统的特点

使用计算机和单片机以及PLC数控编程和嵌入式计算机的控制配合感应元件的信息传感共同实现对输送机的智能化控制；这种新型的智能化控制设备还有网络通讯的功能，能够在外部控制设备的运行情况。

2.3实现皮带智能化控制的优势

PLC控制系统控制器的核心装置是可靠的皮带综合保护装置，该装置具有可靠性强、抗干扰性强，可以适应在环境较差的工作环境中，又很强的适应性，对环境要求不高；有很强的灵活性，PLC的处理能力很强且有较大的容量，需要改变的程序可以根据现场控制随时调整，各个功能各不相同，既可以对单机进行有效的控制，又可以对联机进行操控和远程控制。为避免使用新设备时发生故障要及时检查新设备并定期进行更换，PLC可以灵活的添加皮带控制减少对人力和物力的浪费情况。

3 PLC控制系统的功能
  3.1控制功能
  PLC运输系统能对井下的皮带运输进行较好的控制，包括智能控制和手动控制，当皮带运输机在运行过程中出现故障时，控制器会立即停止相应的皮带运输机，并将故障信息反馈给控制中心，待运输机的故障被排除后，控制器才会重新开始皮带运输机的运转，从而保证了皮带运输机的安全性。正常运作时，工作人员只需将电控装置上的起车按钮按下，运输系统就会按照已编制好的智能控制程序来运行运输机，并将运输机的运行状况通过信息传送网传送到控制中心，由控制中心对井下运输进行整体控制。
  3.2保护功能

  皮带智能化控制系统可以进行皮带运输保护，主要有三方面的保护：a)故障保护。在运行中如果皮带运输距离很长就容易发生故障，在其沿线都要设置保护开关，通过识别技术识别故障地址、沿线保护开关的闭锁跑偏等故障，并就故障的地址、信号等信息进行保护；b)温度保护。在皮带运输机的运行过程中产生的热量比较高，在这一期间如果因为电机的温度对运输机产生影响，就容易出现电机故障。在电机中设置热电阻，转换电流信号和温度信号之间的显示，及时监控电机温度，发现其温度过高时在第一时间进行停机处理，防止其被烧坏，从而保护电机；c)电流保护。一旦电机的通过电流过大，烧毁电机的可能性就增大，在皮带智能化控制系统中要适当增加电流变送器，显示电机中所经过的电流信号。如果监测电流超过额定电流，就要保护电机，及时停机处理。

4煤矿皮带输送智能化控制系统的发展趋势
　　目前我国煤矿生产企业急于走出困境，纷纷选择以高新技术为支持的传统产业改革，试图通过高新技术的应用降低生产投入，减少生产能耗，提高生产效率，提高煤炭产量。皮带输送智能化控制系统优点在于能够使工作速度与负荷量相互配合，避免不必要的空转以及低负荷运转工况，大大提高了设备使用寿命，减少对设备的损耗，减少了空转等情况下对于电能的大量消耗，降低了生产成本。更重要的是大大提高设备运行安全性与可靠性，使得事故发生概率明显下降，职工的生命安全得到更好的保障。
　　智能控制系统的投入运行，使得大量传感器取代了传统生产中人的作用，对于工况的判断更加准确，更加数字化，对于系统生产效率的提高有极大的作用。同时，也解放了大量劳动力，检修人员也大大减少，设备检修投入大幅降低。
　　皮带输送智能控制系统在煤矿井下生产过程中的普及与更新换代已然势不可挡。其应用呈现出普及化趋势，智能控制系统的发展与更新换代体现在以下几个方面。首先，中枢处理的高速化，计算机技术和材料学的发展使得CPU处理数据的能力日益提高，保证了信息处理的及时性；其次，系统数据呈现出多接口的发展趋势，能与更多的处理以及分析软件实现在线联网通信；最后，所采用传感器向精细化、较高的数据采集能力方向发展，保证数据的准确性与全面性。
5结束语
  在科学及时快速发展的现代化社会，煤矿智能化控制技术的应用越来越广泛，智能化、数字化等也成为了一个新的发展方向。皮带智能化集中控制系统对于煤矿生产与运输的作用和意义是非常重大的，不仅有效提高生产效率和生活从那安全性，同时也提高了煤矿运输的可靠性。
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