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无线通讯控制装置在综采工作面的研究与应用

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成果主要完成人

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项目概况

一、立项背景 随着我国机械化水平的飞速发展,煤矿传统的有线通讯控制装置在采煤工作面使用时弊端较多,成本较高;为降低安全隐患,提高安全保障系数,节约成本,结合实际情况研制出了适合煤矿采煤工作面使用的无线载波通讯控制装置,该装置安全可靠、灵活机动、轻便耐用,为工作面的高产高效、安全生产奠定了基础。 二、主要做法 1.无线通讯控制装置由本安电源部分、本安型无线通讯手持机部分、无线讯号转换部分、可编程控制部分构成。 2.可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),一种具有微处理机的数字电子设备,用于自动化控制的数字逻辑控制器,可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU,指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。 3.当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段,完成上述三个阶段称作一个扫描周期,在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 4.对手持机进行改进,安装信号转换装置,实现有线信号与无线信号的转换;信号转换方式:人声音讯号➾无线电讯号➾可控无线讯号➾可控有线讯号。 无线载波通讯控制装置主要有五部分组成:一是本安电源部分;二是本安型无线通讯手持机部分;三是无线讯号转换部分;四是可编程控制部分;五是其它附件。 三、功能效果 1.工作面各手持机点对点和点对面的即时通讯功能。 2.工作面任一手持机即时停止、闭锁前、后部刮板输送机的功能。3.刮板输送机闭锁后唯一点(工作面机头)启动功能。 4.两部刮板输送机运行、停止、闭锁灯光显示功能。 5.刮板式送机闭锁后必须手动恢复方可启动的功能。 6.控制转载机的开、停功能(兼容转载机煤位传感器)。 四、创新亮点 1.体积小、质量轻、携带方便、使用可靠、操作简单。 2.选用了较为先进的PLC可编程控制器和信号转换装置,使其讯号传输更快捷、更可靠,有效降低事故的发生率。 3.刮板输送机闭锁后唯一点(工作面机头)启动功能,该装置闭锁刮板输送机运转后,只有唯一的位置才能启动刮板输送机运转,只有在操作平台上解除闭锁方可启动,这样就避免了多点启动造成的事故。 4.在通讯上更可靠,能够提高工作效率;可远距离进行通讯快速传达信息。 5.在成本资金消耗上,工作面无需使用通讯线,大量节省通讯线的高额费用。 6.在工作面不需使用通讯线路,可完全避免顶板掉砟、移架等工作对通讯线缆的破坏,给人行通道留出更多的空间,也有利于安全生产表准化工作。 五、实施应用前后效果(益)情况: 1.节约人工。使用无线通讯控制装置后,工作面生产班不用专门安排人员维护多芯屏蔽电缆,每班可减少用工2人,每年可减少用工:2(工)×2(班)×330(天)=1320工,每工按300元计算,每年可节约用工费用1320×300=39.6万元; 2.减少设备投入。综采工作面使用无线通讯控制装置后,工作面减少了多芯屏蔽电缆的铺设,减少了KTC118.4型双向急停扩音电话的投入使用。按工作面长度100m计算,传统有线通讯控制一套需花费30余万元;使用无线通讯控制装置一套需投入20余万元就可装备一个100m的工作面,无线通讯控制装置的投入使用,可结余10余万元费用的投入; 3.降低维修费用:无线通讯控制装置在使用期间避免了多芯屏蔽电缆及功能扩音电话的损坏更换,每月按损坏3根多芯屏蔽电缆,2台多功能扩音电话计算,每年可节省设备更换费用:3000×3+5000×2=1.9万元,每年可节省12×1.9=22.8万元。 以上合计:39.6+10+22.8=72.4万元 4.使用无线通讯控制装置后,无需人员走动就能够即刻操作手持机将刮板输送机停止运转并实现闭锁,有效节约了“黄金”时间、控制了事故的进一步发展,有效提高安全保障系数。 5.降低设备维护费用,工作面多芯屏蔽电缆损坏后很难修理,全年用于维护、更换多芯屏蔽电缆的费用额度大,无线通讯控制装置可有效避免该项费用投入。 6.无线通讯控制避免了在工作面铺设多芯屏蔽电缆,移架、行人空间大大提升,促进了工作面安全生产标准化推进。 六、推广价值及范围: 煤矿的自动化是其发展的必然,也是我国优化煤炭产业结构的必然。无线通信控制装置是一种全新的通讯控制方式,且具有投资少、维护成本低、轻便灵活、使用可靠,可有效降低事故发生率的特点,将是未来的智能矿山、智慧矿山不可或缺的一部分。具有很高的推广应用价值。