煤矿井下缓冲仓自动监控系统

张自强 丁俊美

摘 要：针对山西昌恒煤焦有限公司井下缓冲仓设计的一套自动监控系统，通过下位机实时采集缓冲仓煤位，结合缓冲仓煤位及通过上位机参数设置，实现对供煤皮带、给煤机自动控制，提高设备安全运行。

关键词：缓冲仓;物位仪;PLC;给煤机

1 引 言

针对山西岚县昌恒煤焦有限公司井下缓冲仓的供煤皮带、给煤机均为人工操作控制，且煤仓煤位需要人工现场查看，给煤机司机在煤仓下口，不能及时获得煤仓上口的情况，只能由上口人员通过电话联系通知，但也不能确定煤仓内的具体情况。实际监控、操作过程中劳动强度大，而且极易出现误判误操作，造成满仓溢出煤仓后需人工和时间清理;也容易出现煤仓空仓，造成煤流直接冲击煤仓底部，损坏给煤机。出现空仓和满仓等情况对输煤系统的正常运行造成影响，从而影响生產。因此，为了确保井下缓冲仓运煤系统安全应及时了解井下煤仓的煤位，同时减少人工操作上的失误，设计开发了一套煤矿井下缓冲仓自动监控系统，实现了实时显示煤仓煤位、自动控制给煤机及转载皮带、提高设备安全运行。

2 系统组成及工作原理

2.1 系统组成

系统主要由物位仪、可编程控制箱、环网及上位机组成。

数据采集利用雷达物位传感器采集缓冲仓煤位信号，探头发出高频脉冲，当脉冲遇到煤仓煤表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将脉冲信号转化为缓冲仓煤位信号。

可编程控制箱核心部件采用西门子200系列的S7-226PLC及EM231模拟量输入模块，用来接入传感器信号及控制给煤机和转载皮带机。

系统显示包括井下触摸屏显示及集控中心上位机界面显示，井下触摸屏显示采用昆仑通态TPC1061Ti触摸屏和报警装置作为输出原件，实现煤仓煤位、给煤机及转载皮带机的实时显示，并按设定发出报警信号。

信号传输采用工业环网进行传输，上位机通过工业环网和可编程控制箱进行通信，实现上位机运程监控。

2.2 工作原理

煤仓出现满仓时供煤皮带机自动停车，不影响给煤机放煤;煤仓即将放空前，给煤机自动停车，停止放煤，不影响供煤皮带机运行;同时为满足提醒需要，在满仓、空仓设备动作前要有报警功能。通过监测点实测，煤仓煤位高度h，满足h=x1，即将满足，设为供煤皮带停车煤位;h=y1时，可减少煤流对煤仓底部冲击，可以保护底部设备，设为给煤机停车煤位;y2

3 硬件电路设计

系统核心部件主要采用西门子S7-200系列的226、EM231模拟量输入模块、CP243通信模块。输出控制如图1所示。

4 软件设计

软件设计包括三部分，分别为下位机软件设计、触摸屏界面显示设计。

4.1 下位机软件设计

利用西门子s7-200编程软件对下位机软件进行设计，程序主要由主程序、初始化程序及子程序构成，其中子程序又包括煤位报警程序、给煤机控制程序和皮带机控制程序。

4.2 触摸屏界面显示设计

利用MCGS组态软件进行触摸屏显示界面设计，显示画面中包括：煤位实际采集量、煤位实际输出值、给煤机运行状态、供煤皮带运行状态、煤位高报警、煤位低报警、煤位实时数据和动态画面、年月日时分秒时间显示、设定煤位参数及在煤位低于设定值时，屏蔽开机的煤位屏蔽指示。

当给煤机运行时，画面中皮带机动态的运行状态。皮带机动态画面制作，是利用两副重叠画面根据计数1=1和计数1=0进行隐现产生的视觉效果，使的皮带机画面出现转动的效果。具体如图2所示：

5 结语

煤矿井下缓冲仓自动监控系统的已投入使用，效果良好，达到了减员增效、降低生产成本的目的，从根本上解决了缓冲仓运行存在的各种隐患，同时该系统抗干扰能力强、画面简洁美观、参数设置方便、运行稳定。

参考文献

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[5] 刘长国，黄俊强.MCGS嵌入版组态应用技术[M].北京：机械工业出版社，2017.8.

作者简介：张自强，1980年12月，男，汉，安徽省宿州市，硕士研究生，工程师;

智能控制，丁俊美，1982年1月，男，汉，安徽省安庆市，本科，讲师;物联网工程