煤矿井下皮带运输状态监测系统探究

1、煤矿井下皮带运输状态监测系统探究【摘要】本文在煤矿井下皮带运输的理论研究分析基础 上，设计开发矿井皮带运输状态监测系统，为综合监控技术 的广泛应用和提高煤矿矿井皮带运输状态监测与事故预警 提供理论基础和应用借鉴。【关键词】皮带运输机；监测；煤矿0引言皮带运输机是一种由电机驱动的连续运输设备，主要用 来输送物料和成品，被广泛应用于工业生产各领域。在皮带 运输机连续运行过程中，皮带运输机经常会出现打滑、断带、 划伤、过载、联轴器断开等故障，导致压矿的严重后果。因 此对皮带运输机运行状态的监测具有重要意义。煤矿井下皮 带运输系统走向长，环节多且装备了多种类型的皮带运输 机。运行经验表明，仅靠提高皮带

2、运输系统的质量难以满足 安全生产的要求，还须装备功能完善、质量可靠、技术先进 的皮带运输自动化系统，以实现对皮带机群运行状态检测、 控制与保护、现场视频监视。1煤矿井下皮带运输状态监测系统设计系统设计工作原理是：皮带运输机的断带、划伤、横撕、 打滑、过载、联轴器断开等多种皮带机运行异常状态会给生 产带来较严重的后果，为避免这些现象的出现我们可以检测 皮带速度、电机转矩作这两个特征参量是否异常。皮带速度、 电机转矩成为皮带运输机状态监测系统比较重要信号被测 参量。除此以外，当皮带运输机正常运行时，安装在皮带机 上的传感器还应检测皮带运输机运行状态的烟雾、温度、跑 偏、堆煤、纵撕等特征参量，将表示

3、皮带运输机运行状态的 非电量转变成为标准电信号，并将采集到的电信号经过滤 波、放大、整形处理后传给主控单元进行信号分析、处理， 并与设定的标准信号的阈值进行分析比较，由主控单元采取 相应的控制策略，发出控制命令。例如对异常信号进行停机、 预警、报警等。制策略。矿井皮带运输状态监测系统主要由井下控制分站与井 上控制主站构成，整个系统采用全分布式控制结构。控制分 站负责采集矿井下的各种状态特征参量的采集和对设备做 出相应的控制。每条皮带机机头位置安装监控分站一台，监 控分站的显示机构可实时显示当前皮带机的运行状态。各监 控分站与各状态参量传感器之间采用距阵结构实现联接，控 制分站与监控主站之间采用

4、现场网络总线结构接入工业以 太网，监控主站与监控主机之间通过矿井环形光纤以太网络 联接。监控主机部分位于地面机电监控中心，工业控制计算 机上安装组态软件实现对各分站的每条皮带机的运行状态 的实时监控。系统结构如图a所示。矿井皮带运输状态监测系统监测量有速度、电机转矩、 纵撕传感器等，其结果如图b所示。gsc6-sc型速度传感器，主要用于检测皮带机的运行速 度，其基本工作原理为开路式磁阻传感器。用于检测作输送 机皮带的运行速度和低速打滑、超速和断带等现象的监测。 速度传感器的摩擦滚轮安装于皮带机机头上皮带的下侧，根 据压缩弹簧的张力使摩擦滚轮与上皮带紧密接触。此种安装 方法鉴于由于上皮带托棍较密

5、，水和灰都不易影响摩擦滚 轮，摩擦滚轮转动较平稳，输出频率可靠。cqg电机转矩传感器基于数字式转矩传感器原理之上研 制而成。这种电机转矩传感器采用磁电转换原理，应用相位 差原理和数字显示的转矩转速测量方法，是通过磁电变换输 出具有相位差的二个电压讯号的传感器，可直接读出扭矩和 转速的测量结果。zs01-l-y型纵撕传感器主要用于检测各种规格型号的 皮带输送机皮带纵向撕裂。当皮带运输机出现皮带纵撕故障 时，便会出发拦索，使之产生位移变化量，通过检测位移变 化量的变化来检测皮带纵撕信号量。纵撕传感器安装于受料 段皮带下缓冲托棍之间，每个受料段设一组，从传感器内直 接输出预警、报警停机信号。跑偏开关

6、主要用于检测实际运行过程中皮带输送机的 跑偏位移量来实现皮带输送机跑偏后自动预警、报警功能； 跑偏开关具有两级动作，一级动作用于预警，二级动作用于 停机报警。当皮带运输机运行过程中轻微跑偏时，跑偏开关 发出预警信号；当皮带运输机运行过程中严重跑偏时，跑偏 开关发出停机报警信号。跑偏开关通常安装在机头位置，皮 带运输机槽角倾斜安装，开关立棍应当垂直于皮带面，立棍 高度的1/3处位于皮带面，同时保证电缆出线口安装在皮 带机内侧。由于皮带机在正常运行过程中会产生一定程度的 自然跑偏，而此自然跑偏不会影响皮带机的正常运行，所以 在安装时将立棍距带边留有一定的空间。gqlo. 1-丫烟雾传感器是离子式烟

7、雾传感器的一种，用于 环境中烟雾的检测，能有效准确的检测环境中烟雾的浓度信 号。堆煤传感器主要安装在皮带机机头溜煤眼和皮带搭接 处。当皮带机头发生堆煤或满仓及超过限位的时候，堆煤传 感器动作一定的角度，传感器输出点由闭合变成断开。控制 系统监测到后，进行报警和停机，已达到保护皮带机的目的。gwm-40-w型号温度传感器是基于热电偶原理的温度传 感器，当被测设备或环境温度升高到一定的时候，温度传感 器的热敏原件动作输出信号。以保证安全。用于电机运行时 温度的检测，能有效准确的检测电机运行时温度信号。2结论运用测试技术和控制理论建立完善的皮带运输机的带 速、过载、打滑、划伤、断带、联轴器断开、跑偏、烟雾、 温度、等检测与事故预警；系统能实时的监测皮带机的运行 状态，能根据现场采集到数据，诊断出系统存在的故障，在 达到一级预警预设值时，进行预警，达到二级报警预设值时, 进行停机报警；