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超化煤矿主井装卸载系统优化配置及改造
发布时间：2013-08-18 08:35 来源：未知
1、引言
矿井提升是井下生产系统和地面工业广场连接的枢纽，是矿山运输的咽喉，在矿山生产中占有重要地位，如何提高提升设备在运行过程中的安全性、可靠性、高效性显得明显，针对超化煤矿主井装卸载系统必须满足矿井日益增长的要求，成为制约矿井生产的“瓶颈”因此，对该装卸载系统进行优化配置和改造势在必行．
2、系统优化配置及改造项目
2.1 KJ318矿用带式输送机用称重系统
KJ318矿用带式输送机用称重系统使用调制解调器技术将隔爆型称重传感器、隔爆型信号放大器有机的结合起来，其通讯距离可达30Km.可向企业提供系统的各种数据及报表，并可实现在局域网上共享，便于领导随时掌握生产情况。
2.1.1系统功能及特点
负荷、班产量、瞬时流量、皮带开停等多图表显示；
丰富灵活的报表功能，可对班产量、日、月产量进行多种统计查询处理；
生产效益分析功能，独有的防作弊及作弊报警功能；
操作人员在监控机房即可完成对井下设备的日常标校及状况管理：
具有分级管理密码，可防止他人随意改动参数；
零点自动调校功能，保证系统计量精度长期稳定性高；
通讯线路采用原矿井电话线，减少企业投资：
专用电源�？槌矸段Ч┑纾篈C85V-265V．适应恶劣的电网环境；
可实现网络连接，局域网上数据共享，便于领导了解生产信息：
2.1.2结构特征与工作原理
(1) 系统结构
系统结构如图l所示。
a)地面中心站主机采用工控机，监控计算机要求配置两台：其中一台为工作主机，一台为备用主机，还有KJJ42通信传输接口、避雷器：
b)井下有FBX矿用隔爆型信号放大器、GZDO. 25L矿用隔爆型称重传感器、KJA101安全隔离器等组成。
c)传输介质：矿用通信传输电缆：
地面中心站到安全隔离器之间、安全隔离器到信号放大器之间以及信号放大器到传感器均使用MHYVR2×7/0. 52矿用通信传输电缆(分布电容≤0.06 u F/Km;分布电感≤0. 8mH/Km;分布电阻≤12.8 Q/Km)系统中井下设备所使用的电缆应具有阻燃性，并取得矿用产品安全标志证书：
d)承载器：承载器由称重桥架和称重传感器组成。
KJ318的称架为全悬浮式结构。
全悬浮式称架装有4组称重托辊，采用4只称重传感器，无耳轴支点和运动部件，免维护，精度最高。如图2
其特点为：
高强度矩形管，刚性好，自重小，不变形，稳定性好：
单元组件结构，现场安装方便、快捷；
偏载影响小，计量精度最高：
无运动磨损部件，维护量小。
(2)工作原理
a)计量原理：计量系统是通过固定在运输机支架上的两对耳轴支承起称重桥架上的四组称重托辊承接皮带载荷的压力，使称重传感器产生一个正比于载荷的电压信号的特性而制成的。
当传送带瞬时速度为Vi;此时传送带上瞬时载荷为Fi时，那么传送带在第i时刻的瞬时流量即为Wi=FiVi设△t时间周期内采样n次
b) 放大器引入称重传感器输出的0～30mv电压信号，经内设的压频传感器放大滤波后又经V/F转换成频率信号，经光电耦合隔离后进放大器内的下位机。
c) 放大器又引入开停（速度）信号经光电耦合隔离后也进放大器内的下位机。
d) 放大器内的下位机将引入的称重信号及开停信号处理、运算得出流量、累计量等，然后以电流环形式传给安全隔离器。
e) 安全隔离器从从放大器通讯得到数据，上位工控机（计算机）通过通信传输接口以巡检RTU方式分别对隔离器请求数据。隔离器接收到上位机请求后以电流环脉冲方式传给上位机系统。
f) 计算机（上位机）
上位机系统通过工业组态软件以直观方式将各种数据显示出来。上位机系统软件设计通过键盘或鼠标完成对下位机各种操作，修改各种运行参数设置。系统的运行结果数据以“组态王”数据库文件的形式存于计算机硬盘中。
2.2技术特征
主要技术指标
(1)基本参数
a) Qmax≤1500t/h:
b)最小流量：35% Qmax;
c)皮带宽度：300～2000mm:
d)准确度等级（见表2）：
e)供电电源： 井下AC127V 50Hz;井上AC220V 50Hz;
f) 通讯方式：主从式、半双工；
g)信号传输：基带传输：
h)传输距离：KJJ42通信传输接口到KJA101安全隔离器之间≤10Km;安全隔离器到信号放大器之间：≤60m;信号放大器到称重传感器之间：≤60m;
i)传输速率：1200bps;
j)误码率：信号传输误码率≤10-6;
k)传输信号工作电压峰值：≤6V;
m)传输信号工作电流峰值：不大于150mA:
n)系统最大巡检周期：不大于30s;
o)画面响应时间：≤5s;
4．信号处理功能
a)系统具有压力模拟量和皮带开停开关量采集及转换处理成数字信号功能：
b)系统具有以时间为索引的存储和查询功能。
2.3软件
操作系统采用WindowsXp，系统软件使用稳定可靠的组态王工业控制软件，软件具有操作权限管理功能，可实时显示流量、累计、速度等参数，并可生成各种报表。
(1)计算机界面显示
a)动态参数显示：监测点号、信号、速度、零点、负荷、流量、累计量；
b)静态参数显示：参数、物料名称、恒速数值、人工零点、流量限值、测零时间、空态界限：
c)产量监视参数显示：
d)流量曲线参数显示。
(2)报表显示查询及打印
a)具有班、日、月报表显示、查询及打印功能；
b)具有班产量、日产量、月产量查询功能。
(3)防作弊报警功能
a)具有恒流量报警功能；
b)具有空载报警功能；
c)具有流量超限报警功能。
(4) 校零功能
兼有手动或自动校零功能
(5)显示功能
当通讯线路发生故障时，具有显示功能
(6)清零功能
a)具有累计量清零功能；
b)具有班产量清零功能。
2.4维护
(1)要定期经常清除皮带表面粘结的物料，保持清洁。必要时搞好经常性的测零工作
(2)称重托辊应每年润滑1-2次，润滑后应重新校零。
(3)皮带中心必须调整到与称重托辊中心对齐。
(4)皮带应经常处于恒定的拉紧状态。
(5)皮带不可超载，严重时可导致皮带秤永久性损坏。
(6)需检查各设备内部接线时必须断开电源再打开盖，同时注意不要碰伤隔爆面，并在隔爆面上涂204-1防锈油。
2.5系统的优点
(1)不受物料的物理性质的影响，抗腐蚀性强。
(2)动态测量精度高，性能稳定，工作可靠，零点漂移小，具有较好的长期稳定性。
(3)可以在高粉尘、露天等恶劣环境条件下工作。
(4)输送不同物料时，不需要重新标定。
(5)受皮带的张力、振动、惯性、张紧轮不同轴等因素的影响。
(6)有通讯接口，可直接上传原煤产量。
3、KJD101#自动装卸载系统
KJD10主井自动装卸载系统设备主要包括装载控制系统，卸载控制系统，以及信号系统，装载控制系统在装载站、控制煤的自动定量装载，箕斗装载完成后绞车房出准备就绪信号，卸载控制系统安装于卸载站，控制煤从箕斗自动定量装载，箕斗装载完成后绞车房发出准备就绪信号，卸载控制系统安装于卸载站，控制煤从箕斗自动载到卸载站煤仓，卸载完成后综合装载就绪信号向绞车发出可以提升信号，信号系统包括：自动提升信号、手动提升信号及同绞车配接的相应接口。
(1)卸载站操作说明
卸载站设有检修，手动联锁及自动三种操作模式，当前操作模式有指示灯给以指示。
检修状态仅在对阀油缸进行测试时才能使用。在这种检修模式下只有箕斗到位，无论操作顺序先后都可进行，所以存在危险性，检修模式的选择开关的钥匙由维修工保存，在维修时方便选择检修模式。
手动联锁模式是自动模式的辅助模式，在此模式下只有箕斗到位，并且抱闸死时，舌板才能伸出，舌板伸出后才能打开箕斗门，关闭箕斗门后才能收回舌板，这些动作由操作盘上的按转开关操作，一般在自动卸煤无法进行时由人工干预选用手动联锁模式将煤卸出，卸完煤后，PLC综合装载站准备就绪后，手动向绞车房发出可以提升信号，在自动模式时无需人工发信号。
自动模式应是常用的模式，在此模式时PLC自动控制卸煤过程，正如人工操作一样，箕斗到位并且抱闸后，首先伸出舌板，然后打开箕斗门，煤卸完后关闭，收回舌板，为保证箕斗内的原煤确实已卸载完，系统每个动作都要有时间监视功能，比如发出伸出舌板指令后，如果十五秒还检测不到舌板已伸出反馈信号，PLC认为有故障发生，自动卸煤过程将被中断，并且舌板伸出指示灯也闪烁指示该步动作有故障发生。
另外，在卸载站有满仓检测传感器，当煤仓满煤时此信号将被检测到并中断卸载过程，并发出警告，提醒卸载站工作人员手动中止卸载过程。本系统操作面板为双套，互为备用。通过操作面板上的薄膜开关互相切换，卸载站去阀的线分为两组，分别去阀站的上组阀和下组阀，互为备用。通过操作盘上薄膜开关进行选择，以便在阀出现故障时进行切换并及时修理，当然在阀组切换时需打开与关闭相应的压力管道，自动状态时，井口卸载站将自动向绞车发信号15秒后绞车若不启动将发第二次开车信号直至开车为止。本系统不允许经常通断电，断电后箕斗空与满的状态会不准确，如果箕斗实际为空，但PLC内部识别为、满时，需做一次空卸载过程。
(2)装载站操作说明
装载站设有操作模式选择，分别是检修、手动联锁及自动，当前操作模式有指示灯给以指示。
检修操作仅是在对阀、汽缸、给煤机、皮带机进行测试才能使用，在这种模式时无论箕斗在任何位置，无论操作顺序先后都可进行，所以存在危险性，检修模式的选择开关的钥匙由维修工保存，在维修时方便选择检修模式。
手动联锁模式是自动模式的辅助模式，在此模式下只有箕斗到位，并且抱闸后．定量斗门才能打开打开定量箕斗门且关到位后，移动分配器只有当箕斗离位，对应的定量箕斗不满时，才开皮带机，皮带机开后才能开给煤机，定量斗满时有自动�；δ�。这些动作由操作盘上的按转开关控制，一般在自动装煤无法进行时由人工选用手动联锁模式将煤装满定量斗，然后打开定量斗门，将煤装于箕斗内，完成装煤过程，就绪后信号发送按钮，PLC将就绪信号传送到绞车房，以便最终绞车发出可以提升信号，在自动模式时无需人工发信号。
自动模式是最常用的模式，在此模式时PLC自动控制装煤过程，箕斗到位并且抱闸后，操作自动模式开关，自动装煤模式被启动。当定量斗煤卸空时，定量斗闸门关到位后，发提升信号，同时移动分配闸门至相应位置，只有当提升信号发出且箕斗离开位置时，启动皮带机，经延时后启动给煤机，该定量斗装满后，停给煤机，停皮带机，经延时皮带机停稳后，再移至下一个工作周期，自动状态时，信号将自动送至车房，15秒后若绞车没有启动，将自动发第二次信号直至绞车启动为止。装载站每步动作都有时间监视，在PLC发出指令一定时间后检测不到返回信号，将中断装煤并发出故障信息，而且自动装煤过程为分步完成，有一步动作完不成，便无法进行后面的动作。
(3)井口操作说明
井口检修盘用于上下罐笼时进行打点以控制绞车的上、下及停车，故只有井口打到检修，井口点才直接打点进绞车房，进行井筒检修时可带罐笼电话以便在井筒中与绞车房进行联系。
(4)绞车房操作说明
绞车房信号柜上设有提人、提煤转换开关。配置电脑，绞车房装载系统控制界面（如图所示）
(5)安全回路，当系统有紧急情况时，只有卸载站或卸载站按急停按钮，本装置显示安全回路便吸合，并进入绞车控制系统。
(6)信号回路，只有收到井口卸载站，准备完毕的开车信号，同井底装载站准备完毕的信号，且信号一致时，信号回路闭合允许开车．
(7)绞车操作台打到手动、自动时，由井底向煤楼传提煤信号，在由煤楼传送到绞车房，进行提煤。
(8)在井底、煤楼、绞车房内安装了直拨电话，给整个装卸载系统提供一个更方便的通信平台。
(9)该系统设有通讯接口，为我矿综合自动化的投入奠定了基础。相关的数据资料可直接传送至综合自动化中心，便于实时观察原煤装卸载系统和统计原煤产量。
(10)定量斗改造
箕斗装载设备采用预先定量的装载方式，其洒煤量大大降低，保证我矿提升工作的正�；咝Щ�，我矿在未改造之前，由于定量斗的容积不能使箕斗装满，必须二次装煤才能将箕斗装满，降低了装煤效率。经定量斗改造后，直接增加了定量斗的容量近1.7吨，而且当箕斗到位时，可直接装煤，还大大提高了定量斗装煤的效率，提高了整个原煤生产系统的效率．
3、结语
超化煤矿经优化配置和改造后，整个装卸载系统大大提高了提升的系统的效率，为提升工作节约了时间，且采用PLC控制系统，为矿井的综合自动化系统的安装奠定了基础。这些优化配置和改造有力的保证了全矿的高产高效，不仅提高了设备安全可靠运行，也取得了重大的经济效益．
