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1、概述
    膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)是礦井煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕�方式，目前我�?guó)煤礦井下膠帶輸送機(jī)的控制方式仍以人工就地控制為主，這種方式不僅需要較多的人力資源，而且工人勞動(dòng)環(huán)境比較差，膠帶輸送機(jī)可視化集中控制系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用是現(xiàn)代煤炭企業(yè)為保障安全運(yùn)輸、降低運(yùn)輸事故、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、提高煤礦現(xiàn)代化管理程度的一項(xiàng)重要工作。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)實(shí)踐證明，只有減少轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，消除煤流的停頓，實(shí)行不間斷不停頓的連續(xù)運(yùn)輸，才能達(dá)到高產(chǎn)高效的目的。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    設(shè)計(jì)的主要原則是，實(shí)現(xiàn)以地面控制為主，井下監(jiān)控為輔的控制方式。系統(tǒng)采用集散式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)，控制系統(tǒng)由地面遠(yuǎn)程集中監(jiān)控中心、井下若干個(gè)控制分站和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組成。地面、井下的圖像和數(shù)據(jù)采用光纖傳輸。地面控制中心由兩臺(tái)IPC工控機(jī)、大屏幕、打印機(jī)等組成．二臺(tái)工控機(jī)采用冗余技術(shù)互為備用。井下控制由多個(gè)控制分站組成，采用可編程控制器為核心的防爆兼本安膠帶機(jī)自動(dòng)控制裝置。
3、數(shù)據(jù)通信與PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)
3.1傳輸介質(zhì)
    信息與圖像采用光纖和雙絞線進(jìn)行傳輸。
光信號(hào)通過(guò)礦用阻燃單模光纜無(wú)中繼地從井下
傳輸?shù)降孛妗��?shù)據(jù)信息在井筒中傳輸通過(guò)光纖
傳輸，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線信息傳輸采用雙絞線。
3.2 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)
    通過(guò)信道與其他控制分站連接，構(gòu)成基于DP方式的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)是一種完全開放式的網(wǎng)絡(luò)。將膠帶機(jī)自動(dòng)控制裝置所檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)信息上傳給地面遠(yuǎn)程控制中心，同時(shí)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)接收地面控制中心的控制指令。
3.3通訊單元功能
    由可編程控制器和通訊模塊構(gòu)成的井下主控中心控制單元，主要實(shí)現(xiàn)：與地面控制主機(jī)和井下控制分站的通訊；與井下控制單元共同構(gòu)成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。
4、系統(tǒng)功能
4.1操作控制
    系統(tǒng)除能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)控制的多種要求外，還可以利用觸摸屏或鼠標(biāo)器實(shí)現(xiàn)地面集中自動(dòng)控制、井下集中自動(dòng)控制和就地手動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制時(shí)，計(jì)算機(jī)首先完成內(nèi)部自檢、沿線預(yù)警信號(hào)發(fā)布、執(zhí)行膠帶機(jī)開停及各種保護(hù)和信號(hào)的綜合處理，系統(tǒng)具備故障狀態(tài)下的緊急停車功能。操作人員可在地面上位機(jī)采用不同方式控制各條強(qiáng)力膠帶機(jī)的啟動(dòng)和停止。
4.2圖像顯示
    地面控制中心顯示器具有豐富的畫面。畫面采用組態(tài)三維動(dòng)畫顯示方式，反映膠帶機(jī)運(yùn)行及傳感器工作狀態(tài)。顯示內(nèi)容包括：膠帶機(jī)和給煤機(jī)開／停、煤位高低、電機(jī)電壓，電流、環(huán)境溫度、各種傳感器動(dòng)作狀態(tài)等，并能顯示上述參數(shù)的動(dòng)態(tài)值、平均值、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線等。
    顯示畫面主要包括：工況圖、控制操作圖、故障及保護(hù)顯示、信息圖、實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)圖和報(bào)表圖。
4.3語(yǔ)音報(bào)警
    可以實(shí)時(shí)顯示報(bào)警類型，且有語(yǔ)音報(bào)警提示、記錄功能。報(bào)警類型主要包括：起、停車預(yù)告，煙霧、堆煤、跑偏、打滑、滅火灑水、溫度和滿倉(cāng)等。
4.4歷史查詢
    電機(jī)電流、電機(jī)溫度、帶速歷史趨勢(shì)圖查看、相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表顯示和歷史數(shù)據(jù)查詢。
4.5綜合保護(hù)
    系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤、滿倉(cāng)、超溫灑水、煙霧、滾筒超溫、沿線急停和跑偏等多種保護(hù)。
5、軟件
    由于地面遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)采用了不同種類工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，因此在系統(tǒng)中安裝了大量的與之相關(guān)的開發(fā)運(yùn)行軟件、組態(tài)軟件和控制器編程軟件。操作系統(tǒng)采用中文Windows 2000。
5.1組態(tài)軟件
    組態(tài)軟件主要完成上位監(jiān)控組態(tài)軟件與控制器的通訊任務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。通過(guò)數(shù)據(jù)與畫面的有機(jī)組態(tài)，使得操作人員可以方便地通過(guò)監(jiān)控畫面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作和有效的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
    組態(tài)軟件采用人一機(jī)對(duì)話，交互填表方式，就可以完成各種工業(yè)監(jiān)測(cè)，控制系統(tǒng)的軟件研制工作，易于學(xué)習(xí)使用，構(gòu)成系統(tǒng)快速簡(jiǎn)捷。同時(shí)充分考慮到功能的擴(kuò)展，配有軟件接口，以處理特殊的現(xiàn)場(chǎng)問題和要求。
5.2應(yīng)用軟件
    采用Microsoft Visual Basic 5.0開發(fā)，通過(guò)組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并相應(yīng)開發(fā)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表。通過(guò)DDE方式與Fix組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交換，獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)，并相應(yīng)開發(fā)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，以文字、圖表形式直觀地在總控室顯示，打印成各類管理報(bào)表。
    程序結(jié)構(gòu)清晰，易讀、易調(diào)試、易推廣，同時(shí)，高級(jí)語(yǔ)言具有強(qiáng)大的計(jì)算功能和圖形功能，應(yīng)用軟件開發(fā)完備，可大大加快開發(fā)速度，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的軟件測(cè)試，可靠性高。
6、可視化
    所有礦井都使用了可視化工業(yè)電視系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由工業(yè)攝像設(shè)備、操控設(shè)備、顯示設(shè)備、傳輸設(shè)備、光纜等組成，完成視頻信號(hào)的分配、控制切換和實(shí)時(shí)監(jiān)控工作。
6.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    在控制室設(shè)立一面工業(yè)電視監(jiān)視墻，由純平彩色電視機(jī)和背投影大屏幕（或DLP圖像顯示器）組合而成，純平彩色電視機(jī)分成兩部分排列在大屏幕兩側(cè)，每側(cè)各設(shè)置純平彩色電視機(jī)。工業(yè)電視圖像全部通過(guò)礦用阻燃多（單）模光纜無(wú)中繼傳輸?shù)降孛婵刂剖摇?br /> 6.2特點(diǎn)
    (1)建立適合于煤礦安全生產(chǎn)的光纖圖像、數(shù)據(jù)傳輸信道，解決了電纜傳輸所帶來(lái)的抗干擾效果差、不能遠(yuǎn)距離傳輸、誤碼率高等問題；
    (2)特別是傳輸井下視頻圖像，清晰穩(wěn)定，效果良好：
    (3)頻帶寬、本質(zhì)安全，無(wú)中繼傳輸可達(dá)20Km以上；
    (4)阻燃光纜重量輕、損耗低、耐水火、抗拉強(qiáng)度好，特別適合煤礦這樣比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件：
    (5)井下各監(jiān)控點(diǎn)圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降V總控室、集團(tuán)公司調(diào)度室及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)辦公室，實(shí)現(xiàn)多級(jí)監(jiān)控。
7、結(jié)束語(yǔ)
7.1使用效果
    膠帶輸送機(jī)可視化集中控制系統(tǒng)在徐州礦務(wù)集團(tuán)公司6對(duì)礦井推廣應(yīng)用后，地面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，集團(tuán)公司調(diào)度室和集團(tuán)公司、礦相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在辦公室能查看各礦監(jiān)測(cè)點(diǎn)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，效果表現(xiàn)為：
    (1)實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程集中控制。操作人員在地面總控室采用不同方式控制各條膠帶輸送機(jī)的遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停止、復(fù)位和測(cè)試，且對(duì)給煤機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作和功能控制，實(shí)現(xiàn)逆煤流開、順煤流停；
    (2)各種保護(hù)齊全可靠，一旦出現(xiàn)異常，及時(shí)報(bào)警提示操作人員，進(jìn)行語(yǔ)音通話，并可以查找故障點(diǎn)及故障類型；
    (3)實(shí)時(shí)反映電機(jī)電流、溫度、帶速產(chǎn)量及瞬間流量；顯示監(jiān)視點(diǎn)運(yùn)行狀況、工況圖、數(shù)據(jù)圖、控制操作圖、報(bào)表圖、信息圖、歷史趨勢(shì)圖、實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖、故障及保護(hù)，并打印相關(guān)圖表和運(yùn)行參數(shù)；
    (4)通過(guò)和其它安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)，具有聯(lián)網(wǎng)和擴(kuò)展功能：
    (5)采用冗余技術(shù)，采取雙機(jī)熱備用，防止了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失和失控；系統(tǒng)突然掉電，具有提供2小時(shí)以上的連續(xù)供電的掉電保護(hù)；
    (6)軟件運(yùn)行效率高，易操作，運(yùn)行穩(wěn)定。
7.2經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析
    (1)由于實(shí)現(xiàn)了可視化集中控制，膠帶輸送機(jī)司機(jī)全部撤離，只配備巡查工，6對(duì)礦井的膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)可減少操作司機(jī)146人，每人按工資1.3萬(wàn)元／年計(jì)算，年節(jié)約工資15038萬(wàn)元。
    (2)集控系統(tǒng)的投入使用，由于有完善的監(jiān)測(cè)、監(jiān)視功能，提高了運(yùn)行的可靠性，解決了人工操作所存在的各類隱患，使膠帶機(jī)的開機(jī)率明顯提高，故障率明顯減少，真正達(dá)到減人提效的目的，產(chǎn)生了顯著的直接經(jīng)濟(jì)和效益。
    (3)通過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等多種先進(jìn)的技術(shù)手段并輔以工業(yè)電視，提供了完善的監(jiān)控手段，操作人員能實(shí)時(shí)掌握膠帶機(jī)的運(yùn)行工況，充分保證了煤流運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性和安全可靠運(yùn)行。
    (4)達(dá)到了高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效益、高效率的目標(biāo)。具有先進(jìn)的技術(shù)水平，有較強(qiáng)的代表性。