焦靈俠

（西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院，陜西，710200）

皮帶運(yùn)輸機(jī)的溫度與煙霧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

焦靈俠

（西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院，陜西，710200）

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是皮帶運(yùn)輸機(jī)的溫度與煙霧監(jiān)控系統(tǒng)，在皮帶運(yùn)輸機(jī)工作過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行兩點(diǎn)溫度監(jiān)控與煙霧監(jiān)控。在軸承和礦井的環(huán)境中各設(shè)有一個(gè)溫度傳感器，用于測(cè)量其溫度，在皮帶輸送機(jī)的制動(dòng)閘的摩擦片處設(shè)一個(gè)測(cè)量煙霧濃度的傳感器，監(jiān)測(cè)制動(dòng)閘是否出現(xiàn)冒煙故障。當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度過(guò)高或制動(dòng)閘出現(xiàn)冒煙故障時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)開啟聲光報(bào)警并能精確顯示其故障位置。

皮帶運(yùn)輸機(jī)；溫度傳感器；煙霧傳感器

0 引言

皮帶運(yùn)輸機(jī)作為礦井下的重要運(yùn)輸設(shè)備，其運(yùn)行安全是不可小覷的。本文設(shè)計(jì)了皮帶運(yùn)輸機(jī)的溫度和煙霧監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)可能出現(xiàn)的由于溫度升高和產(chǎn)生的煙霧產(chǎn)生的安全隱患進(jìn)行監(jiān)控，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)反映到上位機(jī)使工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理。

1 總體方案設(shè)計(jì)

利用STC12C5A60S2單片機(jī)作為采煤機(jī)溫度與煙霧監(jiān)控系統(tǒng)的主控制器，通過(guò)溫度傳感器DS18B20檢測(cè)皮帶運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)軸承溫度和皮帶環(huán)境溫度信號(hào)。通過(guò)煙霧傳感器MQ-2檢測(cè)皮帶運(yùn)輸機(jī)的煙霧信號(hào)，測(cè)溫點(diǎn)選在軸承和皮帶上，將溫度和煙霧的數(shù)字信號(hào)送達(dá)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將處理的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸模塊NRF905傳送給上位機(jī)，上位機(jī)采用Labview軟件對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的溫度和煙霧進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)溫度和煙霧低于設(shè)定的值或高于設(shè)定的值時(shí)，將產(chǎn)生報(bào)警。

圖1 STC12C5A60S2管腳圖

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的管腳說(shuō)明(如圖1)

2.2 溫度采集模塊電路設(shè)計(jì)

圖 2 電機(jī)軸承溫度和環(huán)境溫度檢測(cè)電路

2.3 煙霧濃度采集模塊電路設(shè)計(jì)

皮帶輸送機(jī)制動(dòng)閘煙霧監(jiān)控電路的整個(gè)設(shè)計(jì)由3大部分構(gòu)成：煙霧傳感器、60S2單片機(jī)、煙霧報(bào)警電路。在測(cè)量煙霧的電路中，連接LM324四運(yùn)算放大器的作用是電壓跟隨器（如圖3）。

2.4 LCD12864的電路設(shè)計(jì)

LCD12864液晶顯示屏與單片機(jī)的連接選擇串行連接（如圖4）。

圖3 煙霧濃度采集模塊電路

圖4 LCD12864的顯示模塊電路圖

2.5 報(bào)警模塊

蜂鳴器采用直流電壓供電。蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路一般都包括三部分：三極管、蜂鳴器、續(xù)流二極管和電源濾波電容各一個(gè)。

圖5 溫度聲光報(bào)警電路圖

圖6 煙霧聲光報(bào)警電路圖

3 軟件設(shè)計(jì)

主程序主要解決將煙霧信息通過(guò)傳感器采集上來(lái)，送給單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，溫度通過(guò)DS18B20測(cè)得并送到單片機(jī)進(jìn)行處理，并通過(guò)與事先存儲(chǔ)到單片機(jī)里面的閾值比較，如果超限，將會(huì)啟動(dòng)報(bào)警子程序，產(chǎn)生報(bào)警，如果沒(méi)有超限，則會(huì)返回，重新初始化后繼續(xù)采集信號(hào)。系統(tǒng)主流程圖如圖7所示。

4 系統(tǒng)調(diào)試

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，往往在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題上遇到不少問(wèn)題：

（1）在設(shè)計(jì)報(bào)警電路時(shí)，開始在發(fā)射極加了電阻，但是測(cè)試時(shí)，蜂鳴器并不報(bào)警，后來(lái)在把其短接之后，蜂鳴器就正常工作。

（2）在溫度電路調(diào)試過(guò)程中，溫度采集結(jié)果始終顯示80℃，經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn)，若采取外部供電的方式，DS18B20的GND 引腳不能懸空，否則其不能正常轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是80℃。

(3)由于個(gè)別焊點(diǎn)有虛焊的現(xiàn)象，導(dǎo)致液晶屏不亮。

(4)焊接錯(cuò)誤也是導(dǎo)致調(diào)試出錯(cuò)的原因之一。

(5)程序編寫有誤，可能導(dǎo)致顯示不正確等。

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[3]李寶山,徐鵬.露天煤礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究[J].商品與質(zhì) 量,2013.

Li Tianbao,Xu Peng. Research on intelligent control system of opencast belt conveyor [J]. Commodity and quality, 2013.

Research of Conveyor Belt Temperature and Smoke Detector System

Jiao Lingxia
（Xi'An Technological University North Institute of Information Engineering，Shaanxi，710200）

In this paper,the overall design of monitoring system is the temperature of the belt conveyor with smoke.In the working process of the belt conveyor, multi-point temperature measurement and smoke control on it.In the environment of the bearing and mine equipped with a temperature sensor,used to measure the temperature.And in the belt conveyer brake friction disc set a measuring smoke concentration sensor,so that monitoring of the brake fault whether any smoke.When there is smoke monitoring temperature too high or brake failure,open the sound and light alarm and alarm system can accurately display the fault location.

belt conveyor；temperature sensor；smoke sensor

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A

西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院院長(zhǎng)科研基金項(xiàng)目（YZZ1503）

焦靈俠（1983.11—）女，碩士，講師，研究方向：控制理論與控制工程 .