皮帶機監(jiān)控系統(tǒng)是將先進的自動控制、通訊、計算機技術、信息技術和現(xiàn)代化管理技術結合，將礦井生產(chǎn)與統(tǒng)計作為一個整體進行控制與管理，提供整體解決方案，以實現(xiàn)優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理，從而對提高生產(chǎn)運行狀況、安全水平、事故災害預測預報以及生產(chǎn)業(yè)務管理產(chǎn)生重要的作用。

皮帶機集控系統(tǒng)包括電視監(jiān)控和計算機遠程控制兩部分，具有監(jiān)視和操作設備運行的功能。

系統(tǒng)構成

主控制器設置

 系統(tǒng)在每個皮帶設置一臺礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱。

 礦用隔爆兼本質安全型可編程控制箱基本配置：

 西門子S7-300 PLC、模擬量I/O模塊；

 MCDX-1型本安電源；

 西門子的TP270觸摸顯示屏等。

 傳感器設置及信號采集

 跑偏傳感器：防止皮帶跑偏

 速度傳感器：測量皮帶帶速

 煙霧傳感器：防止皮帶與托輥、滾筒過度摩擦

 溫度傳感器：測量電機的軸承溫度、繞組溫度及滾筒溫度

 堆煤傳感器：防止皮帶堆煤、堵煤

 超聲波料位計：測量緩沖倉煤位信號

 撕裂傳感器：防止皮帶橫向和縱向撕裂

 顯示功能

1、在計算機屏幕上動態(tài)顯示全系統(tǒng)工況、主要保護、參數(shù)及每條皮帶運行的有關信息；

2、在計算機屏幕上，實時顯示絞帶機和各種保護傳感器的工作狀態(tài)，如皮帶開機；

3、狀態(tài)及運行速度，拖動電機電壓、電流和功率等參數(shù)；

4、在計算機屏幕上，實時顯示皮帶、給煤機的開停狀態(tài)和煤倉煤位高度；

5、在計算機屏幕上，顯示絞帶機的故障類型、故障發(fā)生時間及故障個數(shù)。

保護功能

1、系統(tǒng)帶有速度、溫度、煤倉煤位等的連續(xù)量檢測。通過對系統(tǒng)自帶的速度傳感器信號的檢測，可以進行打滑、過速、欠速和斷帶保護。系統(tǒng)還可以對電機的軸承溫度、繞組溫度、滾筒溫度、張緊系統(tǒng)和軟啟動系統(tǒng)的油溫，煤倉煤位等進行檢測和顯示。在參數(shù)菜單設定好每一個連續(xù)量的報警值和停機值后，一旦達到報警值，將自動報警，超過停機值，將自動停機（可設定為只報警，不停機）；

2、系統(tǒng)配有堆煤、跑偏、煙霧、環(huán)境溫度等開關量傳感器。可對堆煤、跑偏、煙霧、環(huán)境溫度等進行檢測和保護。并實現(xiàn)報警停機（可設定為只報警，不停機）；

3、通過電機開關，引入電流檢測，對漏電、過電壓等實現(xiàn)超限報警和停車等功能；

4、主皮帶和采區(qū)皮帶間實現(xiàn)順序閉鎖，即按煤流順序停機，防止涌機頭。

系統(tǒng)控制方式：

生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)有兩種控制操作方式，即控制室集中控制操作和現(xiàn)場單機就地操作方式?？刂剖壹胁僮鞣绞绞潜鞠到y(tǒng)的主要操作方式，現(xiàn)場單機就地操作方式主要用于設備的調試和維護。

集中控制中設備的起、停遵循的原則為：逆煤流啟動、順煤流停止。

控制原則為：集控服從于就地。

集中操作方式可分為：“集中—手動”及“集中—自動”兩種。

皮帶機工作原理：皮帶機通過驅動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運動，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動。皮帶是彈性儲能材料，在皮帶機停止和運行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機的啟動時應該采用軟啟動的方式。國內大多數(shù)煤礦采用液力耦合器來實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，在起動時調整液力耦合器的機械效率為零，使電機空載啟動。雖然有的采用了轉子串接電阻改善啟動轉矩和降壓空載啟動等方法，但電機的起動電流仍然很大，不僅會引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動，還會造成電機內部機械沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象。同時采用液力耦合器軟起皮帶時，由于起動時間短、加載力大容易引起皮帶斷裂和老化，要求皮帶的強度高。加之液力耦合起長時間工作會引起其內部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動等情況發(fā)生，不僅會加大維護難度和成本、污染了環(huán)境，還會使多機驅動同一皮帶時難以解決功率平均和同步問題。
 變頻調速是近二十年來興起的一門新技術，它是通過改變電源頻率來實現(xiàn)速度的調節(jié)，因其具有調速平穩(wěn)、瞬態(tài)穩(wěn)定性高、節(jié)能等特性越來越被人們所重視。隨著變頻調速技術的不斷成熟，變頻調速裝置在皮帶運輸設備上的應用也越來越廣泛。我公司生產(chǎn)的PCS系列皮帶運輸變頻調速控制設備具有以下特點：
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    真正實現(xiàn)了帶式輸送機系統(tǒng)的軟起動。運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電機的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。
    2）實現(xiàn)皮帶機多電機驅動時的功率平衡。應用變頻器對皮帶機進行驅動時，一般采用一拖一控制，當多電機驅動時，采用主從控制，實現(xiàn)功率平衡。在河南某煤礦主井皮帶為3×135KW電機驅動，采用主從控制后，輕載時主從電機電流相差5A左右，滿載時相差2A左右?；緦崿F(xiàn)了皮帶機多電機驅動時的功率平衡。
 3）降低皮帶帶強。采用變頻器驅動之后，由于變頻器的起動時間在1s～3600s可調，通常皮帶機起動時間在60s～200s內根據(jù)現(xiàn)場設定，皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設備初期投資。
 4）降低設備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設備維護量。同時，利用變頻器的軟起動功能實現(xiàn)帶式輸送機的軟起動，起動過程中對機械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機系統(tǒng)機械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅動后，僅皮帶扣一項年節(jié)約費用就達一萬多元。
 5）啟動平滑，轉矩大，沒有沖擊電流，可實現(xiàn)重載啟動。
 6）節(jié)能。在皮帶機上采用變頻驅動后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面。
 a、 提高系統(tǒng)功率因數(shù) 
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 通常情況下，煤礦用電機在設計過程中放的裕量比較大，工作時絕大部分不能滿載運行，電機工作于滿電壓、滿速度而負載經(jīng)常很小，也有部分時間空載運行。由電機設計和運行特性知道，電機只有在接近滿載時才是效率、功率因數(shù)，輕載時降低，造成不必要的電能損失。這是因為當輕載時，定子電流有功分量很小，主要是勵磁的無功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅動后，在整個過程中功率因數(shù)達0.9以上，大大節(jié)省了無功功率。
 b、 提高系統(tǒng)效率
 采用變頻器驅動之后，電機與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過液體來傳動，液體的傳動效率比直接硬聯(lián)接的傳動效率要低許多，因而采用變頻器驅動后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅動的效率要高5%～10%。
　　另外，礦井通常離變電站距離較遠，不同時段電壓波動較大，利用變頻器的自動穩(wěn)壓功能，也有部份節(jié)能作用