一、系統概況

恒源煤礦皮帶集控系統以地面控制為主、井下為輔的操作方式，配有視頻監控及語音廣播系統，保障設備的安全運行。目前,井下皮帶集控系統已實現井下9部皮帶機、5部煤倉給煤機的遠程控制，通過光纖進行數據傳輸，最終數據上傳至地面集控室工控機，完成遠程控制及數據顯示。

設備包括:

二、集控技術要求

(一)系統組成

1.井下膠帶運輸視頻集中控制采用計算機分布式控制系統，利用1000M工業以太環網作為通信平臺，控制系統由地面監控中心，井下防爆兼本安型可編程控制器和系統線纜網絡組成。

2.地面控制中心由兩臺工業控制計算機，語音調度主機、硬盤錄像系統等組成。地面兩臺計算機采用冗余技術，互為備用。

3.井下防爆兼本安型可編程控制器，采用西門子可編程控制器為核心，分別完成信號采集及控制相關設備任務，并通過1000M工業以太環網與地面監控主站通信，以達到設備單臺、設備間連鎖集控。

4.系統的控制方式為PLC主控站+人機界面操作屏。系統主要由控制中心、傳輸網絡和井下控制器等組成。

5.具體包含以下幾部分：（1）調度監控屏；（2）皮帶控制系統；（3）視頻部分；（4）擴音電話系統。

6.控制中心(含監控顯示系統)：控制中心設置在地面指揮控制中心，通過工作站和工業電視系統、擴音電話聯絡系統、對皮帶及相關設施進行集中控制和監視。

7.現場總線+工業以太網網絡結構：利用井下可編程控制器組建的現場總線網絡作為井下皮帶控制系統的底層網絡，實現皮帶及相關設備的實時控制及信號采集，利用1000M工業以太環網實現和地面調度指揮中心的控制中心工作站的連接通信，實現遠程集中控制。

(二)系統功能

系統完成實施后，操作員可在集控室終端上監視控制運輸皮帶生產過程，完成對運輸皮帶生產及相關環節的監控任務，實現礦井皮帶運輸生產系統的綜合自動化。具體功能如下：

1.實時運行參數監測。各監控系統實時采集生產工況參數，可以采用圖形、報表的形式顯示系統的實時工況及目前產量、倉儲等。

2.實時過程控制。分析采集的參數，各系統自動完成過程控制，或由操作員操作控制。

3.歷史數據查詢。生產實時監測數據可以可存貯于生產實時數據歷史數據庫中，可實現歷史回顯、歷史趨勢分析等進行綜合分析。

4.設備故障及模擬量超限報警。當設備故障或模擬量超限時，生產監測及管理網絡同步顯示故障設備名稱，并可實現語音報警等功能。服務器將該故障信息存入故障信息數據庫，供以后統計分析。

5.具有故障自診斷功能。

（1）網絡故障自診斷。當網絡由于發生斷線、干擾等傳輸問題時，網絡會自動偵測到，并發出報警；

（2）PLC故障自診斷。PLC的掃描器和適配器發生故障時，系統會通過網絡的通訊情況判斷故障，并發出報警；PLC的I/O模塊發生故障時，CPU會通過I/O模塊的狀態位偵測到故障及故障內容，系統會發出報警；

（3）傳感器和信號線故障診斷。模擬量的傳感器或信號線發生斷線故障時，PLC通過測量值判斷故障并發出報警。

6.多功能顯示。

（1）工況圖顯示。工況圖動態顯示整個系統所有皮帶機、給煤機、轉載皮帶運行的工況，以及主要保護有關參數信息。

（2）信息圖顯示。實時顯示皮帶、給煤機的開、停狀態和煤倉煤位高度。如皮帶開停狀態、檢修狀態、電機功率等參數。

（3）故障及保護顯示。同時實時顯示皮帶和各種保護傳感器的工作狀態，顯示皮帶的故障類型，分站之間通信是否異常。

（4）歷史查詢。設備開停記錄、電機功率、歷史趨勢圖查看、相關數據報表顯示和歷史數據查詢。

7.保護功能。系統能夠自動實現皮帶控制的多種要求外，還可以實現地面集中控制、程序流程控制、井下就地檢修控制。實現自動控制時，計算機首先完成內部自檢，沿線預警信號，執行開/停機及各種保護和信號的處理，系統具備故障狀態下緊急停車功能。系統具有皮帶低速打滑、機頭堆煤，滿倉，超溫灑水，煙霧，滾筒超溫，沿線急停和跑偏等保護。

8.語音功能。如果出現事故異常，地面集控室通過語音系統給出語音報警提示信號，也可以實現開車前預警提示。

9.光纖工業電視。通過視頻攝像儀，采集現場圖像信息，利用1000M工業以太環網傳輸平臺上傳到集控室，配合工況圖可以直觀方便對井下設備進行控制。

10.專家決策功能。對膠帶運輸機運行中出現的故障或檢修中發現的問題進行閉環跟蹤，直到問題的到解決，保證了系統的安全穩定運行。同時通過C/S的應用程序實時讀取皮帶控制系統的控制數據，為統計膠帶運輸機運行時間和帶載運行時間進行采集和統計。從而形成了膠帶運輸系統的設備運轉率、設備可運轉率、故障停機率、設備完好率的柱狀圖，為職能部門制定、優化巡檢計劃提供數據支持。

(三)控制模式

為了滿足日常運行、檢修、故障處理等需要，具備三種控制模式：就地檢修控制、遠程手動控制和遠程自動控制。操作人員可采用不同方式控制各設備的啟動和停止。

1.就地檢修控制

當日常檢修或故障處理以及特殊需要時，操作人員可在井下現場對設備進行就地控制。

2.遠程手動控制

在這種方式下，操作人員只需在地面控制中心操作鍵盤或鼠標，控制井下各條皮帶和給煤機的啟停以及故障解除等，并且通過計算機語音系統發布開車提示命令。這種情況系統設備會根據閉鎖關系響應操作人員操作。

3.遠程自動控制

在這種方式下，操作人員只需在地面控制中心操作鍵盤或鼠標選擇系統啟停流程，可實現系統的一鍵順/逆煤流啟停。

(四)具體要求

系統采用分布式結構，在井下各設備機頭處就近設立一套礦用隔爆兼本安型可編程控制主站，完成對該系統受控設備的集中控制；地面設立工程師站，雙機熱備，遠程監測控制系統設備，實時顯示系統數據，及時播報系統故障及報警點，形成歷史記錄，供后期查詢及打印報表等。

擴音電話系統按照煤流走向進行布置設計，設備主要包括網關+話機的模式。

1.系統監測信號

模擬量檢測的數據主要有：電機功率、煤倉煤位、200kW以上電機溫度、液壓系統壓力數據值等。

數字量檢測的數據主要有：皮帶機啟動開關接觸器的狀態、急停傳感器的狀態、跑偏傳感器的狀態、煙霧傳感器的狀態、堆煤傳感器的狀態、系統集控/就地/檢修/工作模式。

數據自動采集主要由PLC實現，PLC模擬量輸入模塊通過傳感器連續檢測設備運行狀態，并通過程序設置超限報警，有效預防事故的發生事故擴大。

2.系統控制信號

系統可以控制皮帶機電機、給煤機電機、溜煤眼氣缸的開停。

PLC的數字量輸入模塊將各種開關量信號采集到PLC中作為邏輯處理的條件和依據，控制設備的啟停。

3.線纜分配

系統主要依托1000M工業以太環網，就近接入工業以太環網交換機，實現數據、圖像等信息的傳輸。

4．系統使用軟件必須為正版軟件。

二、地面集控操作流程及注意事項

（一）皮帶運輸集中控制操控員資格要求：

1.集控員必須經過專職培訓，經考試合格后方可上崗操作。?

2.集控員必須嚴格執行<皮帶機集控管理制度>，<集控室管理制度>，<集控員交接班制度>，<集控員操作規程>等相關制度。

3.集控員必須清楚掌握集控系統包含的各部皮帶輸送機基本情況及集控系統所有部件運行操作程序（操控臺、監視臺）。

4.集控操作員必須清楚各部皮帶輸送機所對應的設備數據正常值、視頻監控地點。

（二）集控員操作規程：

1.集控員必須嚴格按照操作程序進行操作，操作過程中，必須保持精神高度集中，不得出現誤操作。

2.集控員接班操作前的準備工作：

（1）集控員檢查各項紀律是否齊全，并與上班集控員進行交接班，掌握上班運轉情況、遺留問題及本班注意事項。

（2）集控員進入操作臺，檢查控制臺、監視臺各個部件（顯示 器、鼠標）是否正常。

（3）集控員檢查控制臺所控制各部皮帶輸送機控制狀態模式、參數設置、各個傳感器設置是否正常。

（4）集控員利用擴音系統或電話與井下現場巡檢員取得聯系，依此對各部皮帶輸送機進行就地控制、聯鎖遠程控制試驗，配合井下巡檢員并對煙霧、急停、堆煤、閉鎖裝置等各種保護進行試驗，并做好記錄，無問題后，通知井下現場巡視員將皮帶運輸機打到遠程控制狀態。

3.遠程控制皮帶輸送機操作程序：

（1）根據井下煤倉存煤情況，進行開停各皮帶運輸系統。

（2）開車前，通知相應的皮帶運輸巷內巡檢人員，利用井下電話及擴音系統警告所有人員離開皮帶輸送機轉動部位及運輸區域、進入安全區域。并通知巡檢人員檢查各設備是否存在問題。

（3）現場巡視員檢查各部設備，無問題后，并確保皮帶具備運行條件，匯報集控員，集控員確認巡檢人員及其他人員進入安全區域后，方可開車。

（4）點擊控制臺面板上需要啟動的皮帶運輸線的“啟動”按鈕，皮帶機及給煤機正常延時運轉，觀察皮帶機、給煤機啟動情況，發現異常情況，及時點擊相應的“急停”按鈕，停車。通知現場巡視員到現場進行檢查，排除問題后，方可再次按程序進行啟動。

（5）運轉過程中，集控員時刻關注控制臺界面中各個皮帶機，給煤機運轉狀況及各部皮帶機的煤量變化情況，發現異常情況，及時停車。并及時通知巡檢員到達現場進行處理，無問題后方可正常按程序開車。

（6）煤倉空倉或煤倉滿后，點擊控制臺面板上運行皮帶運輸線的“停止”按鈕，給煤機及皮帶機?正常延時停機。

（三）集控操作方式

1. 檢修模式

控制主界面選擇檢修模式，單個設備設定啟動、停止按鈕，啟動前，通過語音廣播系統向井下皮帶沿線喊話，確保皮帶可安全啟動。按下打點按鈕，2s后，按下皮帶啟動按鈕，皮帶啟動，可觀察皮帶反饋、電流及視頻確定皮帶正常啟動；皮帶停止，按下打點按鈕，4s后按下皮帶停止按鈕，皮帶停止，觀察反饋、電流及視頻圖像確定皮帶正常停止。

2. 手動模式

控制主界面選擇手動模式，設備間連鎖，設備啟動，前級設備啟動正常運行后后級設備方可啟動。設備停止，后級設備停止后再停止前級設備。

3. 自動模式

控制主界面選擇自動模式，選擇流程一或流程二，按下一鍵啟動按鈕，根據流程實現設備間連鎖啟動。按下一鍵停止按鈕，根據流程實現設備間連鎖停止。

4. 急停

通過視頻發現設備出現問題，可在地面按下單條皮帶停止、系統急停按鈕，停止皮帶運行。

5. 系統復位

設備出現故障，恢復后按下界面單機復位或系統復位按鈕，復位故障后，方可開車。

6. 故障查詢

設備出現故障后，上位機可記錄故障，選擇相應時間段，查詢各個設備出現的故障。

7. 開停查詢

設備啟動正常運行后，上位機可記錄設備開停及運行時間。

8. 故障處理

(1)上位機語音報警皮帶通信故障，確定相應皮帶機頭的設備供電是否正常，正常，再確定光纜是否有斷點，若有，需要熔接光纜。

(2)皮帶無法啟動，需要現場打開PLC網關，確定啟動命令執行后PLC的DO點是否點亮及相應繼電器是否輸出。若無，需要更換繼電器確認，再次無法啟動，確認現場皮帶機綜保是否正常。

(3)應急開機，單個設備出現故障，但現場未及時處理需要開車時，上位機屏蔽相應保護。

(4)設備檢修時，需要檢修人員和地面上位機核對保護出現故障是否一致，檢查保護準確、可靠性。

注意事項：

1. 集控員必須清楚掌握集控系統包含的各部皮帶機，掌握井下皮帶運輸系統。

2.集控員必須時刻關注控制臺界面中各個皮帶機，給煤機運轉狀況及各部皮帶機的煤量變化情況，發現異常情況，及時停車。

3. 開車前，集控員要利用井下擴音系統及語音打點系統警告所有人員遠離皮帶機、進入安全區域。

4.開車前，要與井下巡檢員進行聯系，確認設備無問題后方可開車。

5.每班開車前，要與井下巡檢人員聯系，配合井下巡檢員進行對皮帶機各保護進行試驗，確保各保護正常后方可開車。

6.開車前，要進行打點開車，主運系統可以不用回點，對于與各個采煤或掘進頭搭接的皮帶機，必須進行回點后方可開車。與各個采煤或掘進頭搭接的皮帶機的轉載點必須安排崗位司機，防止大塊矸石、雜物進入系統。