CN108639710A - 一种皮带运行的控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种皮带运行的控制系统,包括远程控制系统、本地控制系统以及用于直接控制皮带运输机启停的CST控制系统;本地控制系统包括本地控制器3以及用于监测皮带运行状态的传感器;本地控制系统与远程控制系统通信连接,本地控制系统与CST控制系统通信连接,还公开了基于本发明所述系统的皮带运行控制方法,实现对皮带输送机的远程一键启停,远程启动和监测监控,能实现远程控制、本地控制、自动控制以及手动控制的方式对皮带运输机的运行进行控制,有效保障皮带运输机出现异常时能及时发现,及时响应并处理,为综采工作面提供高效便捷的控制方法,提高生产效率,降低事故率,减少现场操作人员,提高经济效益。

Description

一种皮带运行的控制系统及方法
技术领域
本发明属于综采工作面皮带控制领域,具体涉及一种皮带运行的控制系统及方法。
背景技术
皮带输送机是煤矿生产中非常重要的运输设备,它能否安全高效地运行,直接决定着矿井的产量和效率。老式顺槽皮带机控制方式需要人为操作和监控,控制的智能化程度较低,需要现场安排操作人员对皮带的运行状态进行监控和维护,故障率高,而且处理时间长,导致生产率低。
发明内容
为了解决了现有技术中存在的问题,本发明公开了一种皮带控制系统及方法,实现对皮带的远程操作、监控和一键启停,降低事故率,减少现场操作人员,解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是,一种皮带运行的控制系统,包括远程控制系统、本地控制系统以及用于直接控制皮带运输机启停的CST控制系统;本地控制系统包括本地控制器以及用于监测皮带运行状态的传感器;本地控制系统与远程控制系统通信连接,本地控制系统与CST控制系统通信连接,本地控制系统用于监测和控制皮带的运输状态,并将监测信息传送至远程控制系统;远程控制系统接收到来自本地控制系统的信息,对信息进行分析和判断之后向本地控制系统发送指令。
传感器包括速度传感器、堆煤传感器、跑偏传感器、温度传感器、烟雾传感器以及撕裂传感器。
本地控制系统还包括智能终端、组合扩音电话以及洒水电磁阀;智能终端用于接收皮带沿线的异常信息并将其发送至本地控制系统;本地控制器通过通信电缆与组合扩音电话通信连接,组合扩音电话用于扩音通话和打点预警。
远程控制系统包括第一信息接收模块、信息处理模块、第一信息存储模块以及第一信息输出模块,本地控制器通过交换机与第一信息接收模块以及第一信息输出模块连接。
本地控制系统采用PLC控制器。
洒水电磁阀与本地控制系统通信连接,洒水电磁阀用于控制对皮带进行洒水的装置。
一种皮带运行的控制方法,远程控制系统向本地控制系统发送启动指令,本地控制系统将远程控制系统发来的启动指令向CST控制系统发送,CST控制系统启动皮带运输机的动力装置,皮带运输机开始运行;
本地控制系统和CST控制系统实时对皮带运输机的运行状态进行实时监测,CST控制系统将其检测的结果实时反馈至本地控制系统,本地控制系统还将监测到的结果实时反馈给远程控制系统,远程控制系统对接收到的信息进行分析和判断;
当皮带运行过程中某一参数出现异常时,相应的传感器发出警报,并将报警信息传送至本地控制系统,本地控制系统将报警信息发送至远程控制系统,远程控制系统接收到报警信息后对报警信息进行分析和判断,再确定对皮带运输机的调整办法,然后向本地控制系统发送调整指令,本地控制系统接收到调整指令之后再向CST控制系统发送调整指令,CST控制系统接收到调整指令后做出相应动作,实现对皮带运输机的运行状态调整。
本地控制系统接收到传感器发出的警报信息之后,由本地控制系统直接向CST控制系统发送调整或关停指令,CST控制系统接收到本地控制系统发送的调整或关停指令后,做出相应的动作,实现对皮带运输机的运行状态调整。
CST控制系统对CST离合器流量、压力、温度、比例阀输出以及冷却流量进行实时监测,CST离合器流量、压力、温度、比例阀输出或冷却流量出现故障时,CST控制系统直接将皮带运输机关停,并将信息反馈至本地控制系统,再有本地控制系统发送给远程控制系统。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:实现皮带输送机的远程一键启停,可实现对系统设备的远程启动和监测监控,人员可以在调度指挥中心通过视频画面掌握设备运行情况,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。
进一步的,通过在皮带沿线设置监测皮带运行状态的传感器,实现远程控制系统能在地面监控中心对皮带的运行进行实时监控,及时了解设备运行情况及故障和报警,能实现远程控制、本地控制、自动控制以及手动控制的方式对皮带运输机的运行进行控制,多种控制方式结合,有效保障皮带运输机出现异常时能及时发现,及时响应并处理,控制系统和矿井以太网组成全矿井监控系统联网,为综采工作面提供高效便捷的控制方法。
附图说明
图1为工作面控制系统的配置示意图。
图2为本地控制系统局部示意图。
图3为CST控制系统示意图。
附图中,1-皮带,2-远程控制系统,3-本地控制器,4-通讯电缆,5-组合拉线急停开关,6-就地启停装置,7-跑偏传感器,8-烟雾传感器,9-堆煤传感器,10-温度传感器,11-速度传感器,12-智能终端,13-组合扩音电话,14-三号控制器,15-二号控制器,16-一号控制器,17-散热器,18-驱动电机,19-CST减速机,20-液压泵,21-润滑回路,22-液压控制系统回路,23-冷却回路,24-电动冷却泵。
具体实施方式
下面对本发明进行详细阐述和解释说明。
如图1所示,一种皮带运行的控制系统,包括远程控制系统2、本地控制系统以及用于直接控制皮带运输机启停的CST控制系统;本地控制系统包括本地控制器3以及用于监测皮带1运行状态的传感器;本地控制系统与远程控制系统2通信连接,本地控制系统与CST控制系统通信连接,本地控制系统用于监测和控制皮带1的运输状态,并将监测信息传送至远程控制系统2;远程控制系统2接收到来自本地控制系统的信息,对信息进行分析和判断之后向本地控制系统发送指令。
组合扩音电话13、组合拉线急停开关5、本地控制器3以及智能终端通过通讯电缆4连接,通讯电缆4采用矿用通讯电缆。
传感器包括速度传感器11、堆煤传感器9、跑偏传感器7、温度传感器10、烟雾传感器8以及撕裂传感器;速度传感器11用于监测皮带1运行的速度;堆煤传感器9用于监测皮带1的堆煤位是否正常;跑偏传感器7用于监测皮带1的偏移量;温度传感器10用于监测皮带1运行时的环境温度;烟雾传感器8用于监测皮带1运行环境中的烟雾浓度;撕裂传感器用于监测皮带1是否出现撕裂。
本地控制系统还包括智能终端、组合扩音电话13、组合拉线急停开关5以及洒水电磁阀;智能终端用于接收皮带1沿线的异常信息并将其发送至本地控制系统;本地控制器3通过通信电缆与组合扩音电话通信连接,组合扩音电话用于扩音通话和打点预警,组合拉线急停开关用于出现异常情况时紧急关停皮带运输机。
远程控制系统2包括第一信息接收模块、信息处理模块、第一信息存储模块以及第一信息输出模块,本地控制器3通过交换机与第一信息接收模块以及第一信息输出模块连接。
洒水电磁阀与本地控制系统通信连接,洒水电磁阀用于控制对皮带1进行洒水的装置;皮带1沿线的上方设置有洒水装置,洒水装置用于降低传输路径上的粉尘,同时还能降低煤粉以及传送带的温度。
本地控制器3包括第二信息接收模块、中央处理模块以及第二信息发送模块,本地控制器3用于接收和处理传感器以及智能终端发送的信息,并作出响应。
智能终端用于收集皮带1沿线所有延停保护装置发出信号,并将所收集到的信号反馈至本地控制器3。
远程控制系统2还包括语音控制模块、视频控制模块,通过语音和视频传输实现对传送带的运行的调整与控制。
远程控制系统2包括第一信息接收模块、信息处理模块、第一信息存储模块以及第一信息发送模块;第一信息接收模块用于接收本地控制器3发送的信息,信息处理模块调取信息存储模块中存储的皮带1运行参数阈值,并将所述阈值与第一信息接收模块所接收到的皮带1运行参数进行比较分析判断是否需要对皮带1的运行状态进行调整,并通过第一信息输出模块向本地控制系统发送信息,本地控制系统接收到远程控制系统2发来的指令后,将指令发送给CST控制系统,皮带1运行的状态由CST控制系统直接调整。
本地控制系统包括本地控制器3、远程控制箱、智能终端12、组合扩音电话13、本质安全型速度传感器、本质安全型堆煤传感器、本质安全型跑偏传感器、本质安全型温度传感器、本质安全型烟雾传感器、撕裂传感器、洒水电磁阀,本地控制系统通过传感器监测皮带1运行状态,本地控制系统采用PLC控制器,根据传感器监测的数据,对皮带1运行状态进行控制;
本地控制器3通过通信拉力电缆与组合扩音电话通信连接,在皮带1输送末端的扩音电话上连接智能终端,智能终端12是一个在沿线回路接收、发送系统通讯信息的装置,传感器通过通信线与组合扩音电话13连接,通过拉力电缆将信号传输至本地控制器3,本地控制器3通过交换机将信号传输至监控中心自动化主机,自动化主机用于数据分析并下发指令。
组合扩音电话13采用皮带不锈钢组合扩音电话。
本发明优选的,本地控制器3采用PLC控制器。
一种皮带运行的控制方法,远程控制系统2向本地控制系统发送启动指令,本地控制系统将远程控制系统2发来的启动指令向CST控制系统发送,CST控制系统启动皮带运输机的动力装置,皮带运输机开始运行;
本地控制系统和CST控制系统实时对皮带运输机的运行状态进行实时监测,CST控制系统将其检测的结果实时反馈至本地控制系统,本地控制系统还将监测到的结果实时反馈给远程控制系统2,远程控制系统2对接收到的信息进行分析和判断;当皮带运行过程中某一参数出现异常时,相应的传感器发出警报,并将报警信息传送至本地控制系统,本地控制系统将报警信息发送至远程控制系统2,远程控制系统2接收到报警信息后对报警信息进行分析和判断,再确定对皮带运输机的调整办法,然后向本地控制系统发送调整指令,本地控制系统接收到调整指令之后再向CST控制系统发送调整指令,CST控制系统接收到调整指令后做出相应动作,实现对皮带运输机的运行状态调整。
远程控制系统2做主体控制系统,通过以太网交换机与本地控制系统进行通信,在调度指挥中心或顺槽控制中心发出启停或调整运行参数的指令。
本地控制系统执行语音报警、通讯和开关启停命令,本地控制系统将开机信号发送至CST控制系统;CST控制系统接收到开机信号后,执行开机命令;CST控制系统接收到开机信号后,执行停机命令,CST控制系统为传统皮带控制系统,直接控制皮带运输机的运行。
CST控制系统中设置有用于监测电机温度的第二温度传感器、用于监测离合器压力的压力传感器、监测比例阀输出流量的第一流量传感器以及监测冷却液流量的第二流量传感器。
CST控制系统与本地控制系统通信连接,远程控制系统2与本地控制系统通信连接,远程控制系统2用于对皮带1进行远程监测和控制,CST控制系统通过CST双联泵提供压力,比例阀控制压力大小,第二温度传感器监控测温度;CST控制系统的CST离合器流量、压力、温度、比例阀输出以及冷却流量出现故障时,则CST控制系统直接进行停机操作,并将异常信息反馈至本地控制系统,本地控制系统将接收到的异常信息发送至远程控制系统2,远程控制系统2再通过本地控制系统向工作面发送维修指令,工作人员收到经本地控制系统发送的维修指令后对CST控制系统进行维修。
如图2所示,一号控制器16所带沿线和二号控制器15所带沿线是尾尾搭接,在搭接处安装一台KFD-A型多功能中断,用于两系统信息及音频耦合;二号控制器15和三号控制器14是头尾端直接接到二号控制器15上,此时,将三号控制器14的CS1插座接出的电缆接到2号控制的CS2插座上,在二号控制器15母板的CS2插座的位置上接一块COU模块,由此完成二号控制器15和三号控制器14之间的信息沟通及音频耦合。
如图3所示,CST控制系统包括CST减速机19、液压控制系统回路22、液压泵20、润滑回路21以及冷却回路23,输入轴的斜齿轮将驱动电机18的旋转运动传递到太阳轮上,并通过太阳行星轮之间的合将运动传递到与行星轮一体的输出轴上,驱动输出轴运动。实际应用中,在带式输送机起动初期输出轴由于负载力矩作用而处于静止状态。当逐渐增大外部液压控制作用时,环形活塞将逐渐压紧离合器,由于摩擦作用齿圈/制动盘旋转速度将减慢;根据作用与反作用原理,与输出轴固定的摩擦片将受到反向作用力,当施加的控制压力能提供足够的起动力矩时,皮带运输机就起动了。调节活塞上的液压压力,精确控制输入轴电机传送到CST输出轴的力矩。齿圈与输出轴的速度呈线性反比例关系,当齿圈静止时,输出轴将达到满速运行。冷却系统用于带走由于动摩擦片和静摩擦片相对运动所带来的损耗热量,冷却回路23可以采用油/空气或油/水热交换器方式,通过电动冷却泵24的运行,促使冷却油在CST油箱、热交换器和离合器之间循环流动以保证CST的安全运行,冷却回路中还包括散热器17。
通过远程控制系统2将以太网、音频以及通信信号有机融合收发指令,远程控制系统2包括SAM自动化控制模块,SAM自动化控制模块通过交换机将各种信号转换成能识别的信号传输至本地控制系统的本地控制器3,然后通过设定的程序对不同数据进行分析,下达指令,通过井下顺槽监控中心的自动化主机,将本地控制器3收集到的皮带1运行信息发送至远程控制系统2,通过远程控制系统2对信息进行分析和处理,再根据分析和处理结果向本地控制系统发送指令,CST接受本地控制系统的指令调节滚筒的速度,从而改变皮带运输机的速度。

Claims (9)

1.一种皮带运行的控制系统,其特征在于,包括远程控制系统(2)、本地控制系统以及用于直接控制皮带运输机启停的CST控制系统;本地控制系统包括本地控制器(3)以及用于监测皮带(1)运行状态的传感器;本地控制系统与远程控制系统(2)通信连接,本地控制系统与CST控制系统通信连接,本地控制系统用于监测和控制皮带(1)的运输状态,并将监测信息传送至远程控制系统(2);远程控制系统(2)接收到来自本地控制系统的信息,对信息进行分析和判断之后向本地控制系统发送指令。
2.根据权利要求1所述的皮带运行的控制系统,其特征在于,传感器包括速度传感器(11)、堆煤传感器(9)、跑偏传感器(7)、温度传感器(10)、烟雾传感器(8)以及撕裂传感器。
3.根据权利要求1所述的皮带运行的控制系统,其特征在于,本地控制系统还包括智能终端(12)、组合扩音电话(13)以及洒水电磁阀;智能终端(12)用于接收皮带(1)沿线的异常信息并将其发送至本地控制系统;本地控制器(3)通过通信电缆与组合扩音电话(13)通信连接,组合扩音电话(13)用于扩音通话和打点预警。
4.根据权利要求1所述的皮带运行的控制系统,其特征在于,远程控制系统(2)包括第一信息接收模块、信息处理模块、第一信息存储模块以及第一信息输出模块,本地控制器(3)通过交换机与第一信息接收模块以及第一信息输出模块连接。
5.根据权利要求1所述的皮带运行的控制系统,其特征在于,本地控制系统采用PLC控制器。
6.根据权利要求1所述的皮带运行的控制系统,其特征在于,洒水电磁阀与本地控制系统通信连接,洒水电磁阀用于控制对皮带(1)进行洒水的装置。
7.一种皮带运行的控制方法,其特征在于,远程控制系统(2)向本地控制系统发送启动指令,本地控制系统将远程控制系统(2)发来的启动指令向CST控制系统发送,CST控制系统启动皮带运输机的动力装置,皮带运输机开始运行;
本地控制系统和CST控制系统实时对皮带运输机的运行状态进行实时监测,CST控制系统将其检测的结果实时反馈至本地控制系统,本地控制系统还将监测到的结果实时反馈给远程控制系统(2),远程控制系统(2)对接收到的信息进行分析和判断;
当皮带(1)运行过程中某一参数出现异常时,相应的传感器发出警报,并将报警信息传送至本地控制系统,本地控制系统将报警信息发送至远程控制系统(2),远程控制系统(2)接收到报警信息后对报警信息进行分析和判断,再确定对皮带运输机的调整办法,然后向本地控制系统发送调整指令,本地控制系统接收到调整指令之后再向CST控制系统发送调整指令,CST控制系统接收到调整指令后做出相应动作,实现对皮带运输机的运行状态调整。
8.根据权利要求7所述的皮带运行的控制方法,其特征在于,本地控制系统接收到传感器发出的警报信息之后,由本地控制系统直接向CST控制系统发送调整或关停指令,CST控制系统接收到本地控制系统发送的调整或关停指令后,做出相应的动作,实现对皮带运输机的运行状态调整。
9.根据权利要求7所述的皮带运行的控制方法,其特征在于,CST控制系统对CST离合器流量、压力、温度、比例阀输出以及冷却流量进行实时监测,CST离合器流量、压力、温度、比例阀输出或冷却流量出现故障时,CST控制系统直接将皮带运输机关停,并将信息反馈至本地控制系统,再有本地控制系统发送给远程控制系统(2)。
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