近几年来，兖州矿业（集团）有限责任公司及其下属各矿（厂）针对矿山地面和井下运输、通风、提升、选矿、电力和供水等各种设备在运行实践中发现的问题进行了认真分析和归纳，总结运行经验教训，根据已有的适用新技术制定了自动化改造方案并且进行了实施，同时还取得了一批研究成果，有效地保障了设备的安全、优质运行，对于国内同行具有很好的参考价值。

    1 风叶自动调整装置的微控制器系统

    矿山井下需要反风或者调整通风量的大小时，必须调整主扇风机风叶的角度才能实现。人工调整风叶存在费时、费力、定位不准确等缺点。为了满足煤矿安全规程规定的要求，兖州矿业（集团）公司济宁二号煤矿开发出了自动反风系统，风叶自动调整装置是其中关键设备之一，如何实现该装置自动控制是设备的重要内容。风叶自动调整装置是一套以液压泵站为核心的机械运行机构，通过液压马达驱动调整杆前进、后退、正转、反转来调整风叶位置。该装置的微控制器根据键盘输入的数据，通过控制液压系统中不同电磁阀的通、断调整风叶到达预定位置。

    其工作原理如下：用小键盘输入风叶要调整的预定位置角度值，控制器通过角度编码器读取风叶当前位置角度值，两数值比较后确定调整杆的运行方向，控制器输出控制信号驱动相应的电磁阀执行风叶调整动作。调整过程中控制器不断读取风叶当前位置角度值并与输入值比较，两数值相等即表明风叶到达预定位置，调整杆退回。根据风叶自动调整装置的功能要求，微处理器要处理的数据较多，控制功能需要在系统调试过程中根据具体要求作出相应的变化。因此，他们在控制器选型中没有选择现有的成熟产品，而是根据系统的功能要求用单片机自行开发适用的控制器以满足系统的要求。此外，系统供电选用隔离变压器用以屏蔽电源系统的高频电源干扰；单片机系统的前向通道和后向通道均采用光电隔离技术用于隔离信号通道对单片机系统的干扰；在供电回路的交流端选用TVS电路用于抑制供电回路的瞬间高电压。该装置具有使风叶调整迅速、停位准确、节省人力等优点，实践证明完全能够达到《煤矿安全规程》的要求。

    2 乘人装置智能型电控系统

    由兖州矿业（集团）公司机械制修厂研制的利用串行通讯方式能够在远方多功能控制乘人装置的自动控制系统，具有自动程序控制、保护齐全、安装方便等优点，已经在济宁二号煤矿、兴隆庄煤矿、鲍店煤矿等特大型煤矿成功地得到了应用。济二煤矿的整套乘人装置安装工况条件如下：混合巷道，湿度大，整体平运趋势且起伏较大，乘人装置长度1700m，沿线共设有6个分站点，控制的电动机型号为YB-37，额定电压为660V，额定转速为1000rpm。

    乘人装置智能型电控系统适用于矿山井下单一巷道、混合巷道、混合交叉巷道等的乘人装置控制。该系统主要是由磁力启动器、电控箱（主站）、分控箱（1～12个分站）及速度传感器等组成的。其保护功能主要有以下6种：①打滑保护。系统发出起车信号后或乘人装置运行中发生阻碍时，在一定的时间范围内，如果主控制系统接不到速度反馈信号或速度低于规定值时（由程序而定），系统确认为打滑故障，停车并显示故障信息。②越位保护。当运乘人员到达乘人装置两端而没有及时下车时，系统实行越位保护，停车并显示故障信息，保障运乘人员的人身安全。③脱绳保护。当乘人装置的钢绳脱落时，系统实行脱绳保护，停车并显示故障信息。④绞车闭锁。在混合巷道、混合交叉巷道使用中，绞车和乘人装置之间互为闭锁，保障运乘人员的人身安全和运料生产的正常进行。⑤急停保护。当乘人装置发生意外事故时，可在乘人装置沿线紧急停车，防止事故的发生和扩大。磁力启动器不启动保护。系统发出起车信号后，如果在规定的时间内磁力启动器没有给系统反馈实际的启动状态信号，系统实行磁力启动器不启动保护。

    3 西门子PLC在带式输送机控制系统的应用

    兖州矿业（集团）公司机械制修厂根据煤矿井下运输的实际情况，选用西门子公司的S7-200CPU226可编程控制器对原有的电控系统进行了自动化改造，增加了新的功能。在济宁市运河煤矿的多年实践表明，该系统可靠性高、操作简单、运行稳定，而且具有可扩展性，为今后实现全矿井生产集中控制打下了良好的基础。

    其主要功能特点如下：

    ⑴控制功能。系统设有自动/手动两种控制方式。微机控制箱上有正常起车、正常停车、紧急停车、故障复位等按钮。当系统发生紧急故障时，只有当故障排除后按下故障复位按钮才能重新起车。在自动状态下，按下电控装置的正常起车按钮，启动主电机，安装在输送机驱动滚筒下的速度传感器发出脉冲信号，PLC内部程序计算出输送机速度和启动加速度。根据预先设定的启动加速度与实际的加速度进行比较，其差值经过数据处理以后，控制步进电机调节数字压力阀控制油压的大小，将启动加速度控制在设定值的范围之内。

    ⑵保护功能。①沿线故障保护。为了更及时判断和处理故障，选用了故障地址识别装置，可以将沿线闭锁开关发来的跑偏、纵撕、闭锁等故障及故障地址、停机信号进行显示和处理，并且将信号用无电位接点的形式并行输出，供给PLC与其它控制装置。②电机温度保护。主电机定子绕组装入热电阻，变换成电流信号输入模拟量输入模块，CPU226把它换算成电机温度，和设定温度比较，检测到电机超温即停车，转故障处理。③电机电流保护。主电机电流经过电流变送器输出电流信号，输入到数字输入模块，检测出电机电流超过额定电流的时候就立即停车，转入故障处理。

    4 胶带输送机自动张紧装置研制成功

    随着井下长距离胶带输送机的广泛使用，胶带的伸长量亦急剧增加，常规的回柱绞车张紧装置由于受到张紧距离和张紧力的限制而难以适应500m以上胶带的张紧要求。此外，长距离胶带输送机的使用要求采用张紧力可调的张紧装置，启动阶段增大张紧力防止胶带打滑、等速阶段降低张紧力以维持胶带机的正常运行，但是利用传统的回柱绞车张紧时不具备这种功能。为此，中国矿业大学研制出了YZL-100型胶带输送机自动张紧装置，在兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿的使用中体现出了优越的实用性能。

    该装置主要是由1个液压站、1台液压张紧绞车、1个电控柜、1个压力控制器和1个张力监控装置组成的。在“自动”状态下，点动电控柜开关，给电控柜的可编程控制器供电，可编程控制器工作；液压站工作，打开液压张紧绞车制动器，液压张紧绞车张紧胶带至胶带启动时的张力；张紧完成以后，可编程控制器向控制台发出开机信号，胶带输送机运转，可编程控制器接通掖控系统的电磁换向阀线圈，电磁换向阀换向，胶带张紧力下降到匀速运转时的张力；胶带输送机正常运转后，可编程控制器自动停止液压站的工作，并自动制动液压绞车，保持胶带张力。胶带输送机正常运转的时候，如果张力降低到匀速运转所需张力的95%时，压力控制器发出信号，通过可编程控制器再次启动液压系统，调整胶带的张力；动作完成以后，液压站自动停止工作并制动液压绞车。胶带输送机停止运转以后，点动电控柜开关，可编程控制器停止工作，此时胶带保持正常运行时的张力不变。需要松胶带时，将电控柜转换开关换到“手动‘位置，可通过操作液压站内的手动换向阀控制绞车的转向，完成胶带的松弛。