摘 要：針對井下皮帶運輸?shù)闹匾?，一旦出現(xiàn)問題將給煤礦企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，對此提出一種皮帶運輸機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。通過利用PLC、觸摸屏、S7-200PLC等對系統(tǒng)進行硬件和軟件方面的開發(fā)，從而實現(xiàn)了狀態(tài)分析、故障預警與診斷、實時監(jiān)測等功能，從而通過網(wǎng)絡即可實現(xiàn)對皮帶運輸機的監(jiān)測，提高了煤礦工作效率，減少了生產(chǎn)成本，為煤礦自動化奠定了基礎。

關鍵詞：礦井；皮帶運輸機；PLC；實時監(jiān)測；自動化

在煤礦生產(chǎn)中，皮帶運輸作為煤礦生產(chǎn)的重要設備，對煤炭運輸和安全起著非常重要的作用。在煤礦皮帶運輸機運行中會經(jīng)常出現(xiàn)跑偏、煙霧、打滑等問題，甚至在運行的過程中出現(xiàn)機械故障。如果在運輸?shù)倪^程中出現(xiàn)故障，會派大量的人員對皮帶運輸通道進行檢查，給煤礦企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至出現(xiàn)安全事故。而隨著網(wǎng)絡技術、傳感器技術、芯片技術的發(fā)展，人們開始逐步將其應用到工業(yè)生產(chǎn)中。對此，根據(jù)礦井工藝要求，提出一種基于芯片技術、傳感器技術的狀態(tài)檢測系統(tǒng)，并對系統(tǒng)實現(xiàn)進行了研究。

一、系統(tǒng)工作原理及硬件設計

對皮帶運輸機來講，在皮帶運輸?shù)倪^程中任何的斷帶、打滑、劃傷等異常狀態(tài)都會給煤礦的生產(chǎn)帶來嚴重的損失，因此為避免類似問題的產(chǎn)生，必須對皮帶速度、電機轉速作為主要的監(jiān)測量。另外皮帶運輸還包括煙霧、跑偏、溫度等進行監(jiān)測，并將運行狀態(tài)轉換為電信號，最后將信號傳遞給后臺，等待后臺的命令。而本文則以煤礦的三個皮帶運輸為例，將其整體架構設計為如圖1所示。

通過圖1看出，架構可以分為三層：物理層、傳輸層和處理層。其中物理層主要包括溫度傳感器、速度傳感器、煙霧傳感器等眾多組成，主要負責對皮帶運輸機的各種基礎數(shù)據(jù)進行采集。其中振動傳感器則直接輸出4～20毫安的電流信號，并通過放大器將電流轉換為0-5伏的電壓信號，再將其直接送入到8路EM231的擴展模塊當中；其中的溫度傳感器則直接將4到20毫安的電流信號直接送入到 4 路 EM231 的模塊中，而其他的傳感器則輸出數(shù)字量，直接將其接入 PLC 的數(shù)字量輸入或其數(shù)字量擴展模塊 EM221。

而在數(shù)據(jù)采集和傳輸層之間，包含著三個相同的PLC分站，這些分站主要是由PLC和觸摸屏自稱，用于對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理，并將其采集到的畫面進行顯示，并最終實現(xiàn)與上機位的通信。

處理層主要負責對搜集到的數(shù)據(jù)進行顯示和處理，并記錄查詢相關的歷史數(shù)據(jù)、報警記錄等。

二、系統(tǒng)軟件部分設計

對本系統(tǒng)的設計中，采用 MCGS 組態(tài)軟件和西門子

S7-200 的編程軟件對系統(tǒng)進行開發(fā)，其中MCGS軟件主要對皮帶運輸機整體的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，而組態(tài)軟件的功能是實現(xiàn)人機交互的界面，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的可視化。通過上述的設計與開發(fā)，可以得到如圖2所示的報警記錄。

對該窗口的實現(xiàn)，是將報警窗口與報警組兩組對象相互連接，從而使得工作人員可直接通過圖1的界面看到皮帶運輸中存在的設備異常問題，并盡快的對這些故障進行診斷，從而確定傳輸中的故障類型，以此縮短對運輸通道的維修時間。

三、結語

通過從硬件和軟件的角度對皮帶運輸監(jiān)測系統(tǒng)的設計，并結合傳感器技術、數(shù)據(jù)傳輸技術等實現(xiàn)了對皮帶運輸?shù)谋O(jiān)控，大大提高了煤礦企業(yè)的運輸效率。

參考文獻：

[1] 彭杰剛，寧靜等.傳感器原理及應用[M].電子工業(yè)出版社，2012

[2] 龐科旺，劉維亭.PLC變頻器與電氣控制[M].中國電力出版社，2012