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1、概述
     膠帶運輸機是煤礦的主要運輸工具，以華豐礦為例，井下采區布置膠帶輸送機達三十條之多，運輸距離總長上萬米，運輸系統能否安全高效地運行，直接決定著礦井的產量和效益，為此實現膠帶輸送機的集中控制意義重大．目前煤礦井下膠帶機集中控制主要采用現場總線技術，采用遠程分布式控制結構來監控運輸系統，而隨著工業以太網帶寬的增加、冗余措施的加強和自診斷程序的完善，完全可以滿足工礦企業自動化控制系統實時性的要求，現場總線+工業以太網網絡結構成為皮帶集控的發展趨勢。
2、集中控制系統組成
     華豐礦井下膠帶輸送機集中控制系統按功能層次共分四層：地面礦調監控層、傳輸平臺層、采區集中監控層、現場保護層。如圖1所示。
2.1地面調度監控層
    地面調度監控系統山監控工作站以及網絡設備組成，可對各采區膠帶系統進行遠程實時監控，實現事件記錄的存儲檢索，各種曲線報表的存儲檢索，實現故障的存儲分析與打印等。由兩臺控制微機實現雙機冗余熱備，當一臺出現故障時，自動切換另一臺微機，防止數據丟失或控制失控。
    監控軟件選用西門子WINCC，通過標準的OPC通訊接口程序完成與井下監控分站的通訊，一方面將從監控分站送上來的數據按照OPC規范放入WINCC的實時數據庫和歷史數據庫中，另一方面，將來自工作站的調度命令轉發給控分站。符合OPC規范的參數庫和實施數據庫建立起來后，可以與WINCC平臺內礦井其他自動化系統實現數據共享和聯動，消除信息孤島。
2.2通訊平臺層
    通訊平臺層由礦用光纜和光纖交換機組成，可以根據現場皮帶數量、分布地點等條件，建設成星形或環網等拓樸結構，布置百兆或千兆防爆工業級網絡交換機，華豐礦統一規劃，建設全礦井千兆光纖工業以太環網，安裝西門子X400環網交換機，成為包括膠帶輸送機集控等全部自動化系統的傳輸平臺，并可做為視頻、語音監控的傳輸通道，實現三網合一。
2.3采區皮帶集中監控層
    采區皮帶集中監控層即井下監控分站，一是通過工業以太網完成與地面調度監控系統間的數據交換；二是采用現場總路線方式與每條膠帶輸送機綜合保護實現數據交換，并實現當地集中監控。監控分站主要由高性能工業嵌入式通訊服務器、后備防爆工作電源、防爆殼體組成，支持多規約、多波特率、多通訊方式。軟件內核部分采用嵌入式實時多任務操作系統，通訊及監控軟件采用外掛式軟件模塊。
2.4現場保護層
    膠帶機保護層由主機、溫度、煙霧、縱向撕裂、急停開關、機頭煤位、斷帶檢測及通訊模塊等組成，主要實現膠帶機所需的各種保護，完成事件記錄、故障、開關控制、通訊等功能，主機采用高性能的單片機，采用雙CPU設計結構，既提高了通信速度，又提高了保護的可靠性；特殊的工作電源設計，保證在故障情況下能夠使保護可靠動作，并記錄故障類型；靈活的保護配置，確保了動作的選擇性、可靠性和速動性。
2.5視頻及語音系統
    采區運輸系統同時配備了完善的視頻監控系統和語音傳輸系統。視頻監控主要采用光纖低照度防爆攝像儀，在每部膠帶機轉載點、機頭、機尾處設置，同時采用視頻服務器集中接入工業以太網的方式，實現視頻數據上傳，地面控制室設有工業監視電視顯示系統。語音系統主要采用IP電話和IP廣播實現井下現場與地面集控中心聯絡。
3、系統特點
    (1)控制方式靈活，可實現遠程集中控制，遠程單機控制，現場集中控制，現場單機控制。在設備聯鎖情況下，任意～臺設備均可作為主控實現連鎖啟動和停車，在任意主機上均顯示本輸送線上所有設備的運行情況和故障信息，使整個輸送設備線只有一名巡檢人員成為可能。
    (2)保護全面，具有打滑保護、溫度、煙霧、縱向撕裂、急停開關、機頭煤位、斷帶檢測、自動調整皮帶張力的功能、語音報警及語音放大及用戶自選項等多種輸入保護。
    (3)功能齊全，可根據現場需要實現順煤流、逆煤流啟動，具有開車預警、檢修閉鎖、強行啟動、定值掉電不丟失功能，還具有語音總線以實現多臺設備相互通話功能。
    (4)控制軟件功能強大，能夠組態礦井所有膠帶輸送機運行的工況，實時顯示膠帶機和各種保護傳感器的工作狀態，顯示膠帶機的故障類型，分站之間通信是否異常；并能對歷史數據查詢、打印。
    (5)采用工業以太網傳輸，實現了數據、視頻、語音三網合一，同時工業以太網可以做為全礦井的自動化傳輸平臺，避免了重復投入，節約了大量的通訊線路費用和維護工作量。
4、結論
    華豐礦通過現場總線+工業以太網網絡結構對井下膠帶輸送機集中控制，數據、語音、圖像三網合一。該系統功能齊全、控制方式靈活、工作可靠，經濟性好，實現了順煤流開車和集中控制連鎖，在煤礦原煤運輸中具有較高的推廣應用價值。