煤矿井下皮带机自动控制系统的设计与应用

赵建勇

冀中能源股份有限公司东庞矿西庞井原煤线 河北邢台 054000

1 煤矿皮带输送机概述

煤矿皮带输送机是一种在煤矿生产系统当中对材料、煤炭等进行输送的设备，能够有效完成煤矿各个作业区之间的运输任务。随着我国煤矿产业飞速发展，皮带输送机在我国河南、山西等多个产煤地区得到大量的应用，成为煤矿机械自动化系统中不可或缺的一部分。皮带输送机在煤矿生产活动中的应用，具有稳定性好、效率高、承载能力强等方面的优点[1]。具体来讲，由于煤矿生产活动多于地下进行，生产环境复杂，影响因素多，传统的材料、煤矿输送方式效率低、稳定性差、输送距离有限。而皮带输送机能够覆盖煤矿系统中的多个位置，并将各个空间连接起来。通过皮带输送机系统，可以实现相关材料的远距离、高效率、持续性运输。如今，在我国各个地区的煤矿当中，应用得比较多的皮带输送机为DT Ⅱ型，这种基于前代系统基础上改进出来的设备系统。该皮带输送机在目前我国多种大型煤矿中都得到了应用，是具有完善统一标准皮带输送设备。虽然皮带输送机作为一种电子机械自动化系统在我国煤矿领域中发挥了重要作用，但是其作为一种融合了电气、机械化、信息技术的复杂系统，依然可能出现各类故障。导致皮带输送机出现故障的因素主要来自于系统设备本身、操作维护团队以及外部环境，需要进行全方位的分析。

2 皮带机自动控制系统的特征

2.1 实现自动化控制

在进行皮带机的自动控制系统的调整时，相关工作人员可以采用远程防范和近地调整的两个方式，如此一来，就可以对整个系统进行分类整理，确保信息能够及时地被收集起来。互联网自动化技术也对自动化控制体系起到了一定的支撑作用，不仅可以对整个系统采取实时监控，还可以对所面临的数据进行收集和打印。在对整个自动化控制系统进行远程监控时，还可以利用具体的机器设备对其进行调节，如此一来就可以最大程度地保障整个工作环境的安全性，还可以延长器械的使用年限，提高机器的使用率。

2.2 体现出人性化操作

皮带机的自动控制系统具有人性化的特点，为了更好的满足人们的使用需求和操作需求，在对其进行具体的设计时，进行了全面的调查和调整。该人性化操作模式主要为了保护人们的安全性，在对井下的工作场景做出的虚拟化模拟，而该模式主要使用的机械设备就是井下的许多摄像头，而且为了满足井上人们的具体要求，在摄像头接收到信息之后，每隔一段时间都会向上传输，中央控制系统还会对其进行处理，使其成为具体的图像，从而可以帮助自动化控制系统进行远程模拟。皮带机的人性化操作不仅可以帮助井上人员对井下进行及时的掌控，还可以满足人们的正常监控需求，并以一种极其简便的方式来使监测工作变得更加方便[2]。

2.3 运行成本大幅降低

运行成本低也是自动化控制体系的一大最主要特征，这主要是由于自动化控制系统已经被广泛使用在皮带机的自动化控制体系里，不仅可以对皮带机本身做出一定的维护，还可以尽可能降低各项危险事故的发生概率，从而保证整个工作能够顺利完成。不仅如此，在对皮带机机械设备进行更好的参数调节时，不仅需要考虑工作人员的正常需求，还需要为工人提供一个舒适的工作强度，还要在整个设备投入使用之前，进行详尽的调试，确保其无法发生任何问题，之后再将其投入到正常的使用中。

3 煤矿皮带输送机常见故障的解决策略

3.1 皮带停转打滑问题的处理

针对皮带输送机皮带停转打滑的问题，技术检修人员应当先检查皮带与滚筒之间的密实度，再检查滚筒轴承的安装质量。如果是皮带和滚筒之间密实度的问题，可以在滚筒外部进行包胶，进而提升皮带与滚筒之间的密实度，进而增加摩擦力。同时，可以在皮带输送机可以承受的最大重量范围之内，对皮带机拉紧装置进行调试，直到达到日常运行要求。最后，技术维护及管理人员应当定期检查清理皮带机，并对皮带、滚筒、托辊等装置进行检修保养，确保其处于稳定的状态。

3.2 皮带偏移问题的处理

首先，技术人员应当先对托辊结构进行调试处理，并调整滚筒水平度、平衡度。然后，对滚筒圆轴在机头、机尾进行调试，确保其达到规范安装标准的要求。另外，要定期对皮带机接头、滚筒轴承进行检查，评估磨损状况，对磨损过度的元件进行更换。最后，调试好上料速率和角度，确保皮带机上的原煤重量保持相对平衡。

3.3 皮带断裂问题的处理

为了有效避免皮带输送机皮带断裂的问题，首先在皮带安装及更换的时候，对新的皮带厂商、合格证等进行检查，再进行拉力试验，确保其达到设计标准。在此基础上，要做好皮带机的规范安装，调试好皮带松紧度。在皮带输送机的日常使用管理中，要密切关注皮带使用年限，制定合理的皮带更换机制。最后，要定期对皮带输送机的皮带、各个接头进行检查，对异常情况进行原因分析和有效处理[3]。

3.4 撒料及异常抖动问题的处理

首先，对皮带输送机溜煤装置进行检查，排查破损、安装不规范的问题。然后，对溜煤装置及其与皮带连接部位的凹槽尺寸、型号进行对比检查，看是否相匹配。如果存在问题，要及时更换元件，做好连接安装。

4 结语

在生产实践中设计了带式输送机自动控制系统，根据有关保护需要应用各种传感器，引入了S7-300PLC，确定使用的PLC 的型号与功能模块，在此基础上，还对控制流程图进行设计，通过PLC 语言进行了自动控制程序编写。此外，还配置了inTouch 来负责实现显示功能，从而实现对机械设备的自动化操控。