煤礦運輸系統中，經常采用多條帶式輸送機同時運煤，但是在這種運輸系統中，一旦某一臺輸送機出現問題，其他帶式輸送機將陷于癱瘓狀態，故需要對各輸送機分別進行監視和協調控制。本文以潘三礦多條帶式輸送機集控系統為例，提出了一種基于先進的工業以太網技術的帶式輸送機遠程集中監控系統，既保證了數據采集的實時性，又提高了礦井運輸系統的安全可靠性和運輸效率。
1、系統概述
     潘三礦東翼大巷運輸系統工程規模為：2臺帶式輸送機，分別為東、西段輸送機；2臺給煤機。各設備情況如下：
     東段帶式輸送機長度為1600 m，運量1850t/h，帶寬1200 mm，帶速3.5 m/s，采用CST驅動，驅動功率為3 x355 kW，供電電壓6 kV；西段帶式輸送機長度為1555 m，運量1 850 t/h，帶寬1 200咖，帶速3.5 m/s，采用CST驅動，驅動功率4x355 kW，供電電壓6 kV；給煤機功率為5 kW，供電電壓660 V。東、西段輸送機相搭接，西段輸送機末端至煤倉，給煤機設置在東段輸送機初始位置。東翼控制系統不僅要求實現東、西段輸送機和給煤機的聯鎖控制及保護，而且要求在井口集控室能夠遠程控制各設備的啟動、停止，并監測各設備的實時工作狀態，對各設備實施必要的保護。
    為了實現整個運輸系統的集中和就地控制，在東、西段輸送機的機頭驅動部分，分別放置l臺隔爆兼本安型控制箱和操作臺，控制箱中安裝有ABSLC500系列PLC．PLC中配置有以太網口；西段操作臺上安裝有隔爆兼本安型觸摸屏，在井口集中控制室內設置監控管理工控機，兩臺PLC與工控機均通過MOXA交換機接人工業以太網，由于兩條輸送機運距長，為保證通訊質量，通訊介質采用礦用阻燃單模通信光纜。系統結構如圖1所示。
2、系統硬件配置
    潘三礦東翼大巷運輸系統的東、西段輸送機機頭驅動部分分別放置l臺AB SLC500系列PLC，CPU選用1747-L5518 5/05．該CPU自帶以太網口，可方便地接人工業以太網。西段PLC不僅可直接控制西段輸送機，而且可通過以太網接受上位工控機集控指令控制東段輸送機及給煤機；東段PLrC除就地控制東段輸送機和給煤機外，也可集控工作方式工作。東、西段PLC同時負責實時采集各自輸送機設備的運行及故障狀況，并通過以太網傳送到地面集控室的工控機。
    集控室工控機選用研華工控機，具有防塵、防震、抗電磁干擾，適應惡劣工作環境等特點。工控機上安裝有組態軟件MCGS和RSLogix 500編程軟件，可以實時、生動地顯示井下輸送機的運行及故障狀態，也可以對東、西段PLrC進行遠程編程。
    在西段操作臺上安裝有GP2000彩色觸摸屏，觸摸屏與西段PLC通過RS232相連，由PLC程序控制其畫面切換，操作員只需通過操作臺上的按鈕即可翻看所需畫面，方便井下工作人員了解東翼大巷運輸系統的設備運行及故障狀況。
3、系統軟件設計
    (1)工業以太網
    以太網是一種總線型局域網，采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問方式( CSMA/CD)進行數據傳輸。這種傳輸方式的原理是：一個站點要傳送數據時，它首先監聽信道（載波偵聽），若此時信道有數據傳輸，則等待到信道空閑再傳送數據；當同時有多個站點偵聽到信道空閑并發出數據（多路訪問）時，就會發生沖突，于是每個站點在發送數據的同時進行沖突檢測，一旦發生沖突便立即停止數據傳輸，然后按照一定的算法退避一段時間來等待沖突平息，接著再偵聽信道準備發送數據。以太網具有傳輸速率高、網絡軟件豐富、系統功能強、安裝連接簡單和使用維護方便等優點，它能適應嚴酷的工業現場溫度、濕度、振動等環境參數的要求，具有很好的抗干擾性。潘三礦集控系統的數據傳輸主要采用工業以太網，并采用標準的TC P/IP通訊協議，實現東、西段輸送機以及上位工控機之間快速、大量的數據傳輸。
    (2) MCGS工業組態軟件
    MCGS是用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件，能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出等功能。
    潘三礦上位機監控系統選用MCGS作組態軟件，它通過以太網與現場PLC之間進行數據交換，在MCGS設備窗口內配置相應的設備構件，設備窗口配置如圖2所示。系統在運行過程中，設備構件由設備窗口統一調度管理，通過通道連接向實時數據庫提供從現場設備采集到的數據，實現對現場設備工作狀態的實時監測和控制。通過MCGS系統主要實現了主畫面、各帶式輸送機運行狀態、操作西面、實時曲線、歷史曲線、報警畫面及報表數據顯示等監視功能。主畫面通過動畫和實時數據生動直觀地顯示整個系統的運行情況；各帶式輸送機運行狀態畫面則以指示燈形式直觀地表示出各輸送機相關設備的運行及故障狀態；操作畫面可對設備進行遠程起、停控制、緊急停車和故障復位等；實時曲線、歷史曲線、報警畫面和報表數據等分別以不同的方式監視系統過程數據，并可定期歸檔存盤。
   (3)系統控制
   潘三礦東翼大巷運輸系統中東、西段兩臺PLC通過工業以太網相連，可實時進行數據交換，方便實現東、西段帶式輸送機及給煤機之間的聯鎖控制。整個運輸系統的控制方式主要包含遠控、集控、就地及手動4種方式。其中遠控由集控室工控機發出系統控制指令；集控方式下西段PLC作為主控PLC，整個東翼運輸系統的起、停和緊急停車指令由西段輸送機操作臺發出，各輸送機按前、后級的流程要求自動開停，同時檢測各個設備及保護傳感器的運行情況，并將其運行狀態及故障通過以太網傳輸給集控室工控機；就地控制方式時，由東、西段輸送機司機分別控制各輸送機開、停，并有前、后級閉鎖功能，所有保護均投入；手動方式下各設備的起、停均通過各自操作臺上的按鈕來完成，主要用于設備調試階段，當控制核心發生故障時，亦可臨時作為生產的應急措施。無論是哪種控制方式，整個系統的控制都必須遵循逆煤流啟動、順煤流停車的原則。正常停車時，給煤機須立即停止，帶式輸送機延時一段時間再停止，以保證輸送帶卸空。
    本文以潘三礦東翼運輸系統為例，介紹了工業以太網在多條帶式輸送機集控系統中的應用，實際運行表明，該系統設計合理、運行可靠、操作簡單及便于維護。