CN103216261B

CN103216261B - 三下采矿自动化充填系统

Info

Publication number: CN103216261B
Application number: CN201210019454.4A
Authority: CN
Inventors: 张泽武; 李书生; 黄士兵; 姜寄; 崔明
Original assignee: Feny Co Ltd
Current assignee: Feny Co Ltd
Priority date: 2012-01-21
Filing date: 2012-01-21
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-01-21
Also published as: CN103216261A

Abstract

本发明涉及一种三下采矿自动化充填系统，由主控PLC、破碎系统控制器、搅拌系统控制器、充填泵控制器、截止阀及压力检测控制器、节流阀控制器组成，其特征在于主控PLC通过以太网依次与破碎系统控制器、节流阀控制器、截止阀及压力检测控制器相连接，主控PLC通过Modbus总线依次与搅拌系统控制器、充填泵控制器相连接，当充填系统的某一部分出现故障时，主控PLC会自动处理充填系统的其他部分，保证整个充填系统的安全。本发明针对煤矿膏体充填的特点，实现了煤矿的自动充填控制，提高了充填的效率。

Description

三下采矿自动化充填系统

技术领域

本发明涉及采矿的充填系统，特别是涉及一种膏体充填生产采用自动化控制的三下采矿自动化充填系统。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费的大国，随着煤炭开采技术水平的提高，为了解放“三下”压煤，煤矿的充填技术得到了极大的发展。但是目前我国各类矿山充填设备陈旧，基本处于手动人工控制阶段，生产效率较低。特别是在膏体煤矿充填行业，破碎系统，搅拌系统，充填泵，井下截止阀控制，节流阀和堵管压力检测系统都是靠人工手动操作，当某个环节出现故障，其他环节不能立即处理，可能出现堵管等充填故障，大大增加充填成本，直接影响充填效率。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，提供了一种煤矿膏体充填生产无需人工手动操作的三下采矿自动化充填系统。本发明由主控PLC、破碎系统控制器、搅拌系统控制器、充填泵控制器、截止阀及压力检测控制器、节流阀控制器组成，并采用目前工业以太网环网技术，把各部分连接起来，主控PLC作为充填系统集中控制，实现对各个系统的监视和控制，当充填系统某一部分出现故障时，会自动处理其他环节部分，保证整个充填系统的安全。

本发明所采用的技术方案是：这种三下采矿自动化充填系统，由主控PLC、破碎系统控制器、搅拌系统控制器、充填泵控制器、截止阀及压力检测控制器、节流阀控制器组成，其特点是主控PLC通过以太网依次与破碎系统控制器、节流阀控制器、截止阀及压力检测控制器相连接，主控PLC通过Modbus总线依次与搅拌系统控制器、充填泵控制器相连接，当充填系统的某一部分出现故障时，会自动处理充填系统的其他部分，保证整个充填系统的安全。

所述充填系统包括有破碎系统、搅拌系统、泵送系统和井下充填系统，其中。

破碎系统主要由依次排序的装载机、喂料机、输送机、破碎机、筛分机、输送机组成。

搅拌系统由两台可以就地和远程控制的搅拌站组成。

泵送系统由可以就地和远程控制的充填电机、充填泵组成。

井下充填系统由可以就地和远程控制的截止阀控制和节流阀控制组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：针对煤矿膏体充填的特点，实现了煤矿的自动充填控制，提高了充填的效率。

附图说明

图1是本发明的充填系统控制网络布置示意图。

图2是本发明的破碎系统工艺流程示意图。

图3是本发明的搅拌与井下充填系统工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，这种三下采矿自动化充填系统，由主控PLC、破碎系统控制器、搅拌系统控制器、充填泵控制器、截止阀及压力检测控制器、节流阀控制器组成，其特点是主控PLC通过以太网依次与破碎系统控制器、节流阀控制器、截止阀及压力检测控制器相连接，主控PLC通过Modbus总线依次与搅拌系统控制器、充填泵控制器相连接，当充填系统的某一部分出现故障时，会自动处理充填系统的其他部分，保证整个充填系统的安全。

如图2～图3所示，整个充填系统分为破碎系统、搅拌系统、泵送系统和井下充填系统等。

破碎系统主要由依次排序的喂料机、输送机、破碎机、筛分机等组成，当设备处于“远程”控制方式时，又分为手动和自动，手动方式可以单独启停设备，自动时，按下启动按钮，破碎系统的设备从后至前顺序启动，后一个设备的运行，是前一个设备能够启动的充分条件，例如，当筛分机启动运行后，给筛分机送料的输送机才允许启动；当按下停止按钮时，设备从前至后顺序停止，例如，破碎机先停下来，破碎机后面给筛分机送料的输送机才允许停机。“手动”启停设备时，如果启动或者停止的条件不满足，在上位机上弹出提示信息。例如给料机开启，如果给料机后的输送机没运行，上位机弹出提示信息，“输送机未运行”。以提醒操作者开启给料机后的输送机（如图2）。

当煤矸石仓料到高位时，输送机停止工作，同时分料斗改变物料方向，把物料分送到运往煤矸石料场的输送机上。破碎系统设备环环相扣，当破碎的某个环节突然发生故障，他前面的设备必须停机，后面的设备状态不变，上位机界面提示设备报警，操作人员进行处理故障，保证破碎系统安全。

搅拌系统由两台搅拌站组成，（如图3）搅拌站分就地和远程控制，远程控制时也分为手动和自动，手动方式可以单独启停搅拌站的设备，自动时，首先输入配方，按下搅拌启动按钮，搅拌站自动进行给料，称量，搅拌，卸料的操作，自动完成两台搅拌站给一个充填泵供料的交替控制。当一台搅拌站出现故障，例如，搅拌机的卸料阀门打不开，搅拌站立刻报警，信号反馈给总控制器，总控制器立刻发出信号，把充填泵的排量减小，保证充填泵物料仓有料，不会打入管道空气出现堵管。上位机界面提示搅拌站故障，操作人员对故障进行处理，保证搅拌和充填系统安全。当充填泵出现故障或者堵管传感器发出报警信号时，总控制器发出信号，控制搅拌站禁止放料，保证整个系统安全。搅拌站的料仓都配有低位和高位检测传感器，当料位低于低位时，搅拌站停止工作，高于高位时，提示操作者停止向料仓供料。

泵送控制分为就地和远程，就地控制是在现场实现对充填泵的控制（如图3）。远程控制时也分为手动和自动，手动方式可以单独启停充填电机，泵送等设备，自动时，按下充填泵启动按钮，充填泵自动运行充填。无论是手动还是自动方式，当充填泵收到搅拌站的故障信号或者堵管传感器发出的报警信号时，根据情况，自动调整泵的排量，保证充填系统安全，防止堵管的发生。当充填泵出现故障时，发出故障信号给总控制器，上位机操作界面提示充填泵故障，操作人员看到后，手动启动备充填泵，保证充填的连续性。

井下充填系统又分为截止阀和节流阀控制。

截止阀控制分为就地和远程控制，打到“就地”控制时，在控制箱上操作按钮，可以实现对充填区域的控制，打到“远程”时，上位机可以对井下的截止阀进行控制，远程控制也分为手动和自动的方式，手动就是在上位机上，手动点击充填区域，并可以实现任意充填区域的切换而无需按停止充填按钮。自动时，只需输入每个充填区域的充填时间（单位分）和每天充填时间（单位小时），按下开始就可以实现自动充填，每个仓位充填时间到时，自动切换到下一个充填仓位，依次循环，直到一天充填时间结束，自动停止充填（如图3）。

节流阀的控制也分就地和远程，选择“就地”时节流阀可以通过按键来调节开度，远程时，可以通过上位机设定任意开度，节流阀程序根据设置开度来自动控制节流阀的角度。节流阀在充填开始时开始设定一个小的开角，把管道的空气排净，然后在开大角度，保证整个物料管没有空气。堵管压力传感器主要作用是当发生堵管时，压力传感器数值增大，当总控制器采集某一传感器压力增大超过设定值后，立刻向充填泵发出指令，把调整排量为0。发出指令使搅拌站停止卸料。上位机同时报警，提示操作人员立即处理故障。

Claims

1.三下采矿自动化充填系统，所述充填系统包括有破碎系统、搅拌系统、泵送系统和井下充填系统，还包括有主控PLC、破碎系统控制器、搅拌系统控制器、充填泵控制器、截止阀及压力检测控制器、节流阀控制器，其特征在于：

所述的破碎系统主要由依次排序的喂料机、输送机、破碎机、筛分机组成，当设备处于“远程”控制方式时，又分为手动和自动控制方式，手动控制方式可以单独启停设备，如果启动或者停止的条件不满足，在上位机上弹出提示信息；自动控制方式时，按下启动按钮，破碎系统的设备从后至前顺序启动，后一个设备的运行，是前一个设备能够启动的充分条件；按下停止按钮，设备从前至后顺序停止；当煤矸石仓料到高位时，输送机停止工作，同时分料斗改变物料方向，把物料分送到运往煤矸石料场的输送机上；破碎系统设备的某个环节突然发生故障时，其前面的设备必须停机，后面的设备状态不变，上位机界面提示设备报警，操作人员进行处理故障，保证破碎系统安全；

所述的搅拌系统由两台可以就地和远程控制的搅拌站组成，远程控制时也分为手动控制和自动控制，手动控制方式可以单独启停搅拌站的设备，自动控制时，首先输入配方，按下搅拌启动按钮，搅拌站自动进行给料，称量，搅拌，卸料的操作，自动完成两台搅拌站给一个充填泵供料的交替控制；当一台搅拌站出现故障，搅拌站立刻报警，信号反馈给总控制器，总控制器立刻发出信号，把充填泵的排量减小，保证充填泵物料仓有料，不会打入管道空气出现堵管，上位机界面提示搅拌站故障，操作人员对故障进行处理，保证搅拌和充填系统安全；当充填泵出现故障或者堵管传感器发出报警信号时，总控制器发出信号，控制搅拌站禁止放料，保证整个系统安全；搅拌站的料仓都配有低位和高位检测传感器，当料位低于低位时，搅拌站停止工作，高于高位时，提示操作者停止向料仓供料；

所述的泵送系统由可以就地和远程控制的充填电机、充填泵组成，泵送控制分为就地和远程，就地控制是在现场实现对充填泵的控制，远程控制时也分为手动控制和自动控制，手动控制方式可以单独启停充填电机和泵送等设备；自动控制时，按下充填泵启动按钮，充填泵自动运行充填；无论是手动还是自动方式，当充填泵收到搅拌站的故障信号或者堵管传感器发出的报警信号时，根据情况自动调整泵的排量，保证充填系统安全，防止堵管的发生，当充填泵出现故障时，发出故障信号给总控制器，上位机操作界面提示充填泵故障，操作人员看到后，手动启动备充填泵，保证充填的连续性；

所述的井下充填系统由可以就地和远程控制的截止阀控制和节流阀控制组成，其中：

截止阀控制分为就地和远程控制，打到“就地”控制时，在控制箱上操作按钮，可以实现对充填区域的控制，打到“远程”时，上位机可以对井下的截止阀进行控制，远程控制也分为手动控制和自动控制的方式，手动控制就是在上位机上，手动点击充填区域，并可以实现任意充填区域的切换而无需按停止充填按钮，自动控制时，只需输入每个充填区域的充填时间和每天充填时间，按下开始就可以实现自动充填，每个仓位充填时间到时，自动切换到下一个充填仓位，依次循环，直到一天充填时间结束，自动停止充填；

节流阀的控制也分就地和远程，选择“就地”时节流阀可以通过按键来调节开度，远程时，可以通过上位机设定任意开度，节流阀程序根据设置开度来自动控制节流阀的角度，节流阀在充填开始时开始设定一个小的开角，把管道的空气排净，然后在开大角度，保证整个物料管没有空气，堵管压力传感器在发生堵管时的压力传感器数值增大，当总控制器采集某一传感器压力增大超过设定值后，立刻向充填泵发出指令，把调整排量为0，发出指令使搅拌站停止卸料，上位机同时报警，提示操作人员立即处理故障；

所述的主控PLC通过以太网依次与破碎系统控制器、节流阀控制器、截止阀及压力检测控制器相连接，主控PLC通过Modbus总线依次与搅拌系统控制器、充填泵控制器相连接，当充填系统的某一部分出现故障时，主控PLC自动处理充填系统的其他部分，保证整个充填系统的安全。