王濤

（平頂山天安煤業(yè)天力有限責(zé)任公司，河南平頂山 467000）

煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置的研制

王濤

（平頂山天安煤業(yè)天力有限責(zé)任公司，河南平頂山 467000）

煤礦井下生產(chǎn)是地下作業(yè)，煤礦工作面輸送設(shè)備在惡劣環(huán)境工作，受到多種因素的影響，因此對煤礦工作面輸送設(shè)備進(jìn)行檢測，能夠?qū)崟r(shí)了解設(shè)備的狀態(tài)，從而保障安全生產(chǎn)，減少意外風(fēng)險(xiǎn)，對工作狀況進(jìn)行監(jiān)測有著重要的工程意義。本文采用RS一485總線構(gòu)建計(jì)量數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對煤礦工作面的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

煤礦工作面；輸送設(shè)備；檢測裝置

煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置主要應(yīng)用于煤礦工作面工作環(huán)境的檢查，從而提升儀器的穩(wěn)定性。采用遠(yuǎn)程監(jiān)控與自動(dòng)控制，能夠?qū)ΠǖV用采煤機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)等傳動(dòng)部分的井下裝置實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，并且遠(yuǎn)程對工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

1 煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置意義

1.1 油位監(jiān)測的意義

在減速器運(yùn)行時(shí)，減速器油發(fā)生損耗，如果在螺栓密封圈老化、螺栓密封不嚴(yán)等情況下減速器油急劇減少，會(huì)造成齒輪的膠合、點(diǎn)蝕等損壞，進(jìn)而引起輸送機(jī)故障。為了掌握減速器油的油位狀況，需要停機(jī)作業(yè)，又會(huì)造成較大不便，因此對減速器油位進(jìn)行監(jiān)測具有重要的作用。

1.2 溫度監(jiān)測的意義

當(dāng)減速器運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致油溫升高，從而減少減速器油使用壽命，同時(shí)會(huì)造成減速器油的粘度變低，引起齒輪的膠合、點(diǎn)蝕等損壞。因此實(shí)時(shí)地監(jiān)測減速器的溫度具有重要的意義。

2 煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置研制

2.1 總體要求

煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置設(shè)計(jì)必須要滿足有關(guān)的要求，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能：（1）能應(yīng)用于煤礦井下，符合《可燃性氣體環(huán)境下電氣設(shè)備要求》及家電標(biāo)準(zhǔn)《GB3836—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》的要求；（2）裝置可以存儲(chǔ)參數(shù)、故障信息等，并且信息不易丟失；（3）裝置具有通訊接口，能夠進(jìn)行油溫、油位以及故障信息等的上傳；通過傳感器以及AD轉(zhuǎn)換器，將信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。

2.2 硬件設(shè)計(jì)

硬件是煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置的核心，硬件設(shè)計(jì)不僅需要保證功能性良好，還必須保證系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，能夠在相對惡劣的環(huán)境中工作，而且因?yàn)槊旱V工作面工作時(shí)會(huì)伴隨強(qiáng)烈的震動(dòng)，所以硬件設(shè)備必須具備較好的抗震能力。

監(jiān)測裝置的硬件設(shè)備主要是由溫度傳感器、礦用本質(zhì)安全型電源、液位傳感器以及監(jiān)測裝置主控制器組成，主控制器由單片機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)理模塊、非易失性存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、RS485通訊模塊和報(bào)警模塊進(jìn)行檢測、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)。

監(jiān)測裝置為了實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，硬件的主要功能：(1)通過傳感器采集各個(gè)工況參數(shù)，并且實(shí)現(xiàn)非正常狀態(tài)報(bào)警；(2)接收上位機(jī))控制信息并且修改參數(shù)設(shè)定值；(3)通過傳輸設(shè)備，根據(jù)控主機(jī)的命令收集數(shù)據(jù)；(4)減速器出現(xiàn)故障，停止工作以實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

監(jiān)測裝置為了實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，需要綜合了解系統(tǒng)性能以及功能的要求，采用模塊化的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，在檢測系統(tǒng)工程的軟件中，主要由主程序、數(shù)據(jù)采集，故障判斷，通訊和參數(shù)存儲(chǔ)4個(gè)專用子程序組成，專用子程序能夠完成控制采樣數(shù)據(jù)、數(shù)值比較、判斷和處理，并且進(jìn)行參數(shù)存儲(chǔ)與讀取，流程圖如下：開始

檢測設(shè)備主流程圖

2.3 總體設(shè)計(jì)

根據(jù)以上硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)，加上綜合保護(hù)裝置，構(gòu)成了煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置。該檢測系統(tǒng)的主要工作流程包括：（1）電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)通過電流互感器、電壓互感器和零序互感器檢測三相電壓、三相電流和零序電流信號，并且通過變換器，將所測定的信號變換為電壓信號；（2）信號通過AD準(zhǔn)換器，變成可以采集的數(shù)字信號；（3）經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算，對于電動(dòng)機(jī)以及相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并且根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，發(fā)出報(bào)警或是跳閘信號；（4）單片機(jī)顯示并存儲(chǔ)信息，通過RS485總線上傳到上位機(jī)。在所監(jiān)控的參數(shù)中，包括減速器以及高速軸的溫度以及油位，這些參數(shù)通過傳感器，一次通過信號調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換器將參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并且報(bào)單片機(jī)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對工作面的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3 結(jié)語

本文通過煤礦工作面輸送設(shè)備監(jiān)測裝置的功能需求分析，構(gòu)建了適合監(jiān)控系統(tǒng)的硬件與軟件，通過良好的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦工作面輸送設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且滿足監(jiān)控設(shè)備穩(wěn)定、安全運(yùn)行，對于煤礦工作面的安全生產(chǎn)具有重要的意義。

[1]李紀(jì)等．煤礦安全手冊[M]．煤炭工業(yè)出版社，1996：85．121.

[2]趙鴻圖．基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．微計(jì)算機(jī)信息，2008(9)：54—56.

TP277

A

1003-5168(2014)04-0111-01

王濤（1971.3—），男，漢族，助理工程師，研究方向：煤礦機(jī)電專業(yè)。