1、问题的提出
新庄孜煤矿北部的暗主斜井、暗主转载井带式输送机分别处在不同的巷道中，相距很远，为对电控系统的技术改造除了要求具备集中控制、就地控制、联锁控制外，还要兼顾以后数字化矿井建设的需要，必须预留相应的网络接口。而单纯采用现场总线技术构建数字化的控制网路，将会导无法兼容目前已有的其他控制系统，并且会有大量的现场接线工作，容易出现故障。同时，暗主斜井采用CST驱动，它采用DH+通讯协议，将来CST的监控信息必须也能传到井上调度网络。综合考虑以上因素以及性价比因素，采用西门子STEP 7系列PLC构建带有工业以太网接口的带式输送机控制系统满足了实际的需求。
改造后的北部暗主斜井、晴主转载井带式输送机布置如图1所示。
2、控制系统
(1)系统设计
北部暗主斜井、暗土转载井电控系统设计方案如图2所示：
1)暗主斜井控制系统
暗主斜井PLC控制系统采用西门子S7-300系列作为控制核心，其CPU模块采用CPU-315-2DP，主要对现场数字量信号以及现场模拟量信号进行快速处理。控制系统预留了Profibus -DP通讯口，易于通过构建Profibus- DP总线网络实现对本地控制系统的扩容，使控制系统易于扩展。同时，考虑到要和CST控制系统进行数据通讯和数据交换，故通过将总线协议转换模块插入到CST控制系统空余的插槽中，利用总线协议转换模块实现DH+网络和Profibus - DP网络无缝转换，提高该控制系统的兼容性。
2)暗主转载井控制系统
2#转载CPU模块采用CPU-314构建带有Profibus - DP网络接口的控制系统，1#转载采用S7-226构建带有Profibus-DP网络接口的控制系统。带式输送机均通过Profibus - DP网络实现每个电控系统的扩充，提高了整个北部带式输送机电控系统的扩展性，实现了集中控制、联锁控制、就地控制。
(2)主要特点
1)增加暗煤仓的半仓煤位报警和满仓煤位保护
主要足实现合理控制煤流，减少皮带机过载运行的现象，提高暗主斜井电控系统的安全性。
2)增加防爆触摸屏
为便子操作员实时监控带式输送机的运行情况，在本安操作台上增加了12″防爆触摸屏，充分利用触摸屏的D脚本工具，实现用本安按钮代替人点击触摸屏的动作，便于实现显示画面的翻页、控制按钮的动作操作，解决了触摸屏无法在煤矿井下高瓦斯危险环境下使用的难题。考虑到暗主斜井电控系统在整个北部运输系统的重要性，选用的触摸屏带有模拟摄像机接口，可以直接连接现有的防爆摄像机对暗主斜井重要地方进行视频监视，极大地方便了操作员及时发现可能出现的问题，防患以未然。防爆触摸屏本身自带的以太网接口，可以直接并入到以后井下数字化控制网络中，可以直接将触摸屏上的所有显示内容通过预铺中的单模光纤发送到井上调度网络中，提高了北部带式输送机控制系统的实时性。
3)预留防爆工业以太网交换机
考虑到建设数字化矿井的需要，在北部带式输送机控制系统里，预留了防爆工业以太网交换机，PLC控制系统通过以太网模块与交换机相连，利用预铺中的单模光纤作为传输介质，使北部三个电控系统利用工业以太网技术嵌入到以后的井下数字化控制网络中，实现数字化控制的需求。
3、软件设计
主要包括PLC软件和触摸屏软件。由于PLC控制系统采用Direct方式与防爆触摸屏进行通讯，因此在编制PLC控制软件时要结合触摸屏使用方式综合考虑。
(1) PLC控制软件采用模块化设计
分为集中控制系统、联锁控制系统、就地控制系统、保护及故障显示系统、通讯系统等几部分构成。模块化的设计不仅使PLC控制系统维护方便，而且提高了控制系统的可靠性。
(2)触摸屏软件
在编制PLC软件时，单独开辟了一个专门用于与触摸屏通讯的数据区，数据区容量>20，数据类型为WORD。由于PLC电控系统需要监视众多画面，故触摸屏设计采用多画面设计，便于编辑和现场操作，主要有：Logo画面、监视画而、CST状态参数、电机状态参数、皮带综合保护及操作说明等画面。通过充分发挥触摸屏强大的D脚本语言，实现了每次按动本安操作台上人性化设计的按钮对同画面的切换。每按动一次按钮，在图3画面上自动实现切换到不同的控制按钮，从而实现不同的控制任务，画面切换快捷又易于操作。
4、结语
(1)西门子PLC在带式输送机电控系统技术改造中的应用，不仅具有较好的兼容性，而且可以达到稳定可靠的性能，性价比较高。同时结合工业以太网技术，使该系统很容易嵌入到数字化控制网络中。该系统很容易实现多台群控，具有广阔的应用前景。
(2)本系统已于2005年10月份在新庄孜煤矿后续南部带式输送机电控系统技术改造中投入运行，满足了现场的需求，目前南部电气系统改造任务正在进一步实施中。
