一、概述

胶带输送机和转载输送机已成为煤矿生产中非常重要的运输设备，它能否安全高效地运行，直接决定着矿井机电设备的开机率和产量，而老式的胶带传输方式，采用继电控制，每条皮带均独立控制开停，系统分散，控制的灵活性差，且各皮带的配置差异较大，同时用人工操作，操作人员劳动强度大，运行效率低，且易引起操作失误，造成设备损坏，甚至人员伤亡，给矿上带来重大的损失。为此实现胶带输送机的集中控制就显得更加必要。

实现胶带输送机的安全高效运行，不仅要有单部胶带输送机（设备）的独立控制分系统，更需要能够控制和协调指挥各分系统的主控机，对主煤流集中控制、地面调度监测监控等环节进行组网控制，这是胶带输送机集中控制发展的重要方向。

随着计算机技术的飞速发展，各种胶带输送机保护传感器功能的不断完善，世界先进采煤国家利用计算机控制技术、网络技术、工业电视技术、光纤通信技术和传感器技术，在地面实现对井下胶带输送机的远程集中控制，这种以“井下控制为主，地面监控为辅，”的控制模式，取得了良好的经济效益和社会效益。

针对煤矿的特点，根据减员提效、可靠先进的设计原则，济南华科电气设备有限公司研发的皮带机集中控制与监测系统是应用于矿山皮带运输自动化的产品，本系统是以《煤矿安全规程》为依据，总结矿山运输过程中所出现的事故，本着安全性高、实用性强、具有先进性的特点而研制开发的新一代综合控制系统。

该系统为集化散型控制系统结构，用来实现一条胶带机（设备）的集中控制和监测或者多条胶带机（设备）的集中控制和监测，目前国内比较先进的皮带集控系统均采用此模式，可实现包括顺／逆煤流程序控制和运输系统的优化控制。

该系统可与视频监控系统一起，构成一个完整的操作、调度、监视网络，实现对整个系统的控制、监测，可实现提高生产效率、降低事故率，减少故障处理时间、减少现场操作人员、提高经济效益。

本皮带监控系统的设计原则如下

1、响应国家安监总局“机械化换人、自动化减人”的总体要求；

2、符合2016版新的煤矿安全规程要求。

3、 以安全生产、高产、高效为中心，运用先进成熟的现代化技术手段，建立互联互通、信息共享、高度集成、安全可靠、适应对外开放战略要求的生产信息化管理系统，为矿方从事规划设计、建设、生产、经营、科技等经营管理活动和市场建设以及全矿的科学决策提供服务，为系统建立健全的现代化矿井管理监督管理制度提供技术手段。

4、 积极采用先进的计算机技术、信息技术，逐步建立完善的生产信息管理体系，实现广泛的信息共享，形成以综合信息集成监控平台系统为依托的“自动化”生产过程，生产实时监控系统全面支持系统的安全、稳定和经济运行。

5、 加强信息化建设的标准和规范制定工作，为提高全矿的经营管理和科学决策水平，促进矿的科技进步，提供现代化设施和技术手段。

二、井下皮带的现状(以山东能源枣矿集团新安煤矿为例)

    井下集控皮带基本参数：

由上表可以看出，井下现有运输系统还存在一些问题：各皮带之间独立运行，占用较多的人工，维护难度大，不便于实现整体集控，井上调度不能及时掌握运输信息，所以有必要对井下运输系统进行皮带集控改造（包括视频监控系统），使矿井皮带运输系统实现井下集中控制和地面远程监控相结合的数字化子系统。在关键点增加视频监控摄像头，对现场工矿实现在线实时监测，为建设数字化矿井奠定基础。

我公司结合多年服务于煤矿的经验，从煤矿生产的实际需要出发，结合现有自动控制技术、信息技术和网络技术，把生产运输系统作为一个整体，通过集中控制系统来监控井下各皮带机，实现对整个系统内设备的远程监测和控制。从而提高运行管理和维护的水平，降低运行管理成本，减轻工作人员的劳动强度，并为全矿实施安全高效的现代化管理提供决策依据。

三、系统结构

系统采用分布式控制结构，主要由井下主控制箱（采用西门子S7系列PLC及大尺寸显示屏）、视频监控计算机、控制分站、各种保护传感器、直流稳压电源、隔爆型摄像仪及通讯光缆等组成。主控制主箱和视频监控计算机位于一部皮带机头，负责所有皮带的集中管理、控制和视频监视；控制分站位于各皮带子系统控制点附近，负责现场设备的就地控制。视频监控计算机和各摄像仪之间通过矿用光缆进行连接。

主控制箱核心部件采用西门子PLC，具有稳定可靠、抗干扰能力强、现场易编程、易扩展等特点，支持多台控制箱组成控制网络，达到不同的规模控制，可完成对井下各皮带的集中控制和监测。

四、实施方案

1．集控装置为主站和分站分布式结构，主站和分站均采用西门子PLC控制方式，主站带有10寸液晶显示屏，分站带有7寸液晶显示屏。

2．控制对象：井下五部皮带。

3．控制逻辑：逆煤流启车，顺煤流停车。

1）逆煤流启车：集控状态下，一部皮带、二部皮带、三部皮带、四部皮带、五部皮带依次顺序启动。单控模式下任意启车。各搭接皮带启车时间间隔可调，。

2）顺煤流停车：集控模式下，五部皮带、四部皮带、三部皮带、二部皮带、一部皮带依次顺序停车，单控模式下任意停车，各搭接皮带停车时间间隔可调，便于拉空皮带，防止重载启动。

4．皮带保护：各皮带既有堆煤、跑偏、温度、速度、烟雾、撕裂、超温洒水、拉线急停等保护，也具备新版煤矿安全规程（2016版第374条）规定的纵撕、张紧力下降等保护，同时各保护信息（正常、故障等）在控制主站和各分站分别进行显示。

5．视频监控：可在各皮带落煤点处安设130万象素高清摄像仪，在一部皮带机头处安装隔爆计算机，隔爆计算机带有22寸显示器，可对画面进行分割，即可显示单条皮带图像，也可显示多条皮带图像，隔爆计算机对5条皮带的视频监控进行图像监视，便于皮带司机进行集控操作，及时发现问题，杜绝盲开。

6．控制主站设集控模式和单控检修模式：

      集控模式下既可实现所控皮带一键启停，又可单独逐条启停各皮带；

      单控检修模式下，各皮带机头的分站可以单独启停本条皮带，当保护故障无法解除时，分站带有应急按钮，可应急启车，不耽误生产。

    7、语音通话：各机头位置的主控制箱和分站本身带有语音通话装置，在每条皮带的中间安装本安型闭锁扩音电话，用于实现皮带间的语音通讯和闭锁，语音声强大于100分贝，失真度小于7%。电话与主机之间用七芯通信电缆连接。

8．集控系统和视频监视部分留有上传接口，可以和井上自动化进行对接。