矿井运输是煤炭生产过程的重要组成部分，其系统构成复杂、环节多、货流量大。高产高效矿井运输系统与装备具有的主要特征是煤流运输连续化、设备大型化、监测控制自动化。20世纪80年代以来，输送带运输已成为我国高产高效矿井输煤的主要工具，因而输送机的自动化程度及安全运行在煤矿生产中占有重要的地位，目前我国煤矿输送机的控制仍以就地控制为主，这种控制方式不仅需要较多的人力，而且劳动环境条件差，不具备对故障记录及综合分析等功能，各种保护信号只能就地显示，不便于科学管理。为了提高系统的自动化水平，小康矿与唐山开诚电器有限公司共同合作对井下主输送机集中监控系统进行改造，实现了由地面集控室进行远程集中监视和控制。该系统投入运行后，取得了安全生产、节能降耗、提高效率和推动现代化矿井建设的良好效果。
2、系统概述
小康矿井下主带式输送机系统由3台带式输送机组成，长度分别为800 m、460 m、1 400 m。集控系统由隔爆可编程控制箱、本安现场操作箱、集控操作台、上位机、各类现场传感器构成。PLC之间通过通讯网络相联。带式输送机设置了跑偏、沿线急停、速度、纵撕、煤位、温度、烟雾、电流、载入保护等传感器，这些信号接入PLC分站，由分站PLC进行运算处理，参加设备的联动和闭锁。在机头设置了超温洒水装置，由PLC对其进行自动控制，此外，还与集控系统配套实施了语音选播调度电话系统和工业电视集中监视系统。
3、网络配置
集控系统采用目前最流行的2层网络结构：控制层和管理层。控制层采用CC - Link网络，管理层采用工业以太网。4个PLC分站选用日本三菱FX2N系列PLC，PLC主站选用日本三菱Q系列PLC，PLC主站一方面通过CC - Link主站模块与4个PLC分站组成CC - Link网络，另一方面通过以太网模块与操作员站组成工业以太网，cc - Link网络传输介质采用双绞线，以太网传输介质采用光缆。
(1)CC - Link网络
CC - Link是控制和通讯链路的缩写，它在实时性、分散控制、与智能机器通讯、RAS功能等方面在同行业中具有最新和最高功能，同时它可以与现场各制造厂家的产品相连，该网络满足了用户对开放结构与可靠性的严格要求，系统可连接最多64个远程I/O站模块，最多42个远程设备站模块，最多26个从站／智能设备站模块：拥有在同行业中最快的通讯速度，所以当需要高速应答时它可以支持传感器输入及容许智能化设备进行大量数据的传送，CC -Link系统还可以执行与智能化设备间的瞬间信息传送，CC - Link系统具备自动在线恢复功能、待机主控功能、切断从站功能、确认链接状态功能及测试和诊断功能，可以构成具有高度可靠性的网络。
(2)Q系列以太网
Q系列以太网为三菱公司最新推出的适合工业应用的100 Mbps以太网，包括了标准的电子邮件通讯功能，信息能在世界各地进行传输，容易配置远程监视／控制系统，对于企业内部互连网，FTP服务器功能和MC协议能方便地进行程序的下载／上载，Q系列以太网支持TCP/IP协议。TCP协议保证个人计算机／工作站和通过网络连接的PLC之间的通讯中数据的可信性和可靠性，并且可以同时在以太网模块中与多个缓冲存储器进行通讯，通过使用序号、数据再次传送功能和校验的步骤来保持数据的可靠性。IP协议以数据报格式发送和接收通讯数据，可以分割和重新汇编通讯数据。
4、操作员站
操作员站采用1台工控机，通过工业以太网与PLC系统相连，上位机运行组成软件组态王。组态王是在PC机上建立工业控制对象人机接口的一种智能软件包，提供数据采集、监控，以及信息管理等功能。它支持真正客户一服务器模式和Intemet/ln -tranet浏览器技术，并且是一种可伸缩的柔性结构，根据网络规模大小，可以将不同站点设计成I/O服务器、报警服务器、数据服务器、登录服务器、校时服务器、客户机等，在系统扩展和变化时，有着极大的灵活性；组态王可与各种关系数据库无缝连接，用户可以全方位地获取和存储组态王数据到数据库中，可以在关系型数据库中创建和修改表、插入和删除记录，从而实现组态王和数据库的数据交换，同时能将ODBC数据库中大量数据以表格形式在组态王中显示，可依据条件查询、选择显示字段、同时打印查询结果；组态王分布式报警系统提供多种报警管理功能，包括基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、死区和延时设定等功能，以及基于网络的远程报警管理；组态王可以记录应用程序事件和操作员事件；报警和事件具有多种输出方式；文件、数据库、打印机和报警窗，历史报警数据可直接记录到ODBC数据库中并用表格直接输出。
5、系统的主要功能
(1)控制方式包括集控自动、集控手动、就地、禁起、检修方式，使系统操作灵活、可靠，在集控方式下，所有设备的控制由操作员站完成。
(2)流程选择在集控方式下，可根据工艺选择运输流程，输送带启动按顺煤流方向，并根据输送带速度、长度延时开车，以缩短空载运行时间；重载启动时，按逆煤流方向启动；系统停止或无煤时延时自动停车。
(3)输送机保护 在输送机上按《煤矿安全规程》设置跑偏、打滑、撕带、煤位、温度、烟雾、载人等传感器，当检测到故障时，系统进行报警，严重故障时紧急停车，有效地防止事故的发生和故障扩大化。
(4)实时监测 运行中对电机的电流进行实时监测分析，当发生电流超限或突变时报警，严重时停车。
(5)信息处理功能操作员站人机界面友好，操作灵活方便，能够直观动态模拟现场设备的运行状态，为操作员最大限度地提供各种生产数据，设备运行数据（故障率、故障时间、运行时间等）在计算机内按月刷新，存储0.5 a并能打印。
(6)实时网络功能 系统采用客户一服务器模式和Intemet/lntranet浏览器技术，同时允许20个客户在任何地方通过互联网访问服务器（操作员站），随时了解、掌握带式输送机运输系统的生产情况。集团公司领导、矿领导、职能科室和矿调度员等管理层领导及人员在计算机上就可直接监视设备运行情况，真正实现了信息化管理。
6、经济效益分析
实现输送机集中控制后，由于我们可根据实现生产情况，灵活地采用顺煤流和逆煤流开启设备减掉了司机及放煤仓人员。过去操作人员就地开启时，为防止输送机压住现象，一律采用逆煤流，每天输送机空运时间累计为1 h，3条输送机总装机功率为1380 kW，现在我们采用顺煤流自动开启设备后，节电23万余元，2a多时间可以收回用于集中控制的全部投资。
7、结语
经过多次的运行，实践证明，该系统保护功能齐全、通讯速率快、网络先进、布线方便，有利于矿井减员增效、减轻工人劳动强度、减少事故率、提高设备的使用寿命，实现了对井下带式输送机系统的地面集中监控，取得了安全生产、节能降耗、提高效率和推动现代化矿井建设的良好效果。
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