摘 要：帶式輸送機(jī)是煤炭化工、冶金等領(lǐng)域的重要運(yùn)輸設(shè)備，因此對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行工作狀態(tài)進(jìn)行檢測極其重要。本文構(gòu)建了帶式輸送機(jī)在線故障監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)立了監(jiān)測分站和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)測分站采用跑偏開關(guān)、打滑開關(guān)、拉繩開關(guān)、撕裂開關(guān)、霍爾傳感器、信號(hào)采集單元等進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)采集，并將各種信號(hào)參數(shù)通過CAN總技術(shù)發(fā)送給監(jiān)測上位機(jī)，上位機(jī)接受數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后將這些數(shù)據(jù)顯示出來并能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；監(jiān)測單元；傳感器；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TD528.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0277-01

引 言

帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、輸送量大、輸送物料范圍廣泛、運(yùn)距長、裝卸料方便、可靠性強(qiáng)、運(yùn)費(fèi)低廉等特點(diǎn)，它的優(yōu)越性已十分明顯，是國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。近年來，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，綜合機(jī)械化采礦工藝的推廣應(yīng)用使得礦井的開采量和運(yùn)輸量日益增大，從而長距離、大運(yùn)量、大功率輸送設(shè)備的需求量越來越大。目前對(duì)帶式輸送機(jī)的研究大多停留在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及機(jī)械性能方面的改進(jìn)，在信息化和智能化技術(shù)快速發(fā)展的大趨勢下，帶式輸送機(jī)明顯跟不上工業(yè)化的進(jìn)度，帶式輸送機(jī)行業(yè)必須將新型智能化、數(shù)字化、信息化技術(shù)注入到本行業(yè)產(chǎn)品中，因此在線故障監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建，具有很大的必要性。此系統(tǒng)可以解決依靠人工巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力的方式，減少了企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)安全成產(chǎn)有重要意義。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

在線故障監(jiān)測系統(tǒng)通過基于PLC可編程控制系統(tǒng)，通過多個(gè)PLC建立工程分站。各個(gè)傳感器連接到PLC，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，每個(gè)PLC再通過總線協(xié)議，連接到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的集中控制，完成在線監(jiān)控。當(dāng)輸送機(jī)發(fā)生故障時(shí)，PLC接收到故障信號(hào)并進(jìn)行同步的故障處理，同時(shí)通過PLC與主機(jī)上的組態(tài)系統(tǒng)連接，工作人員可在主機(jī)上監(jiān)測到PLC信號(hào)，即輸送機(jī)的工作情況，并通過組態(tài)系統(tǒng)將工作人員的操作執(zhí)行到輸送機(jī)上，實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的故障監(jiān)測和故障排除。

軟件的配置包括與所選硬件相匹配的應(yīng)用軟件的選擇及運(yùn)行程序的設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)主要有PLC程序的編寫、組態(tài)軟件的編程。組態(tài)系統(tǒng)選擇組態(tài)王軟件作為輸送機(jī)在線監(jiān)測系統(tǒng)的組態(tài)軟件，軟件界面配置有輸送機(jī)、故障開關(guān)、傳感器、PLC、控制按鈕、信號(hào)燈和數(shù)據(jù)調(diào)用系統(tǒng)，監(jiān)控人員可以通過組態(tài)系統(tǒng)的主界面實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行情況的曲線和數(shù)據(jù)的調(diào)用，同時(shí)又能對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)的控制。該系統(tǒng)與PLC兼容性好，編程簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測。

2 系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)

2.1 跑偏狀態(tài)監(jiān)測

由于輸送帶自身的質(zhì)量問題、安裝問題、托輥轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活問題等原因，跑偏成為帶式運(yùn)輸機(jī)最常見問題。本系統(tǒng)適用于監(jiān)測長距離帶式輸送機(jī)跑偏問題。輸送機(jī)跑偏狀態(tài)采用DQK-2型兩級(jí)跑偏開關(guān)進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)輸送帶運(yùn)行中出現(xiàn)跑偏時(shí)，輸送帶觸碰開關(guān)立輥并使立輥偏轉(zhuǎn)，當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到1級(jí)開關(guān)角度時(shí)，開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)輸送帶跑偏嚴(yán)重，達(dá)到2級(jí)開關(guān)角度時(shí)，開關(guān)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸送帶跑偏故障自動(dòng)停機(jī)。當(dāng)跑偏故障排除后，膠帶機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，開關(guān)立輥可自動(dòng)復(fù)位，回到初始狀態(tài)。其具有兩組獨(dú)立的常閉常開接點(diǎn)，并具有通訊接口，RS485地址編碼，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通訊，將跑偏信號(hào)發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)監(jiān)測界面顯示報(bào)警信號(hào)，提示操作人員采取行動(dòng)。

2.2 打滑狀態(tài)監(jiān)測

打滑是皮帶輸送機(jī)常見的故障之一，一旦發(fā)生打滑故障，易造成物料撒落、進(jìn)料管堵塞、皮帶磨損、斷帶等異?，F(xiàn)象，影響皮帶機(jī)的正常運(yùn)行。本系統(tǒng)采用DH-3系列智能打滑開關(guān)，應(yīng)用電感感應(yīng)原理檢測設(shè)備的正常旋轉(zhuǎn)或異常慢轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)。具有自識(shí)別正常轉(zhuǎn)速的智能功能，屬于真正的欠速開關(guān)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常，轉(zhuǎn)速低于正常轉(zhuǎn)速的2/3時(shí)，輸出“異常慢轉(zhuǎn)”信號(hào)?？蔀橛?jì)算機(jī)及時(shí)反饋設(shè)備的運(yùn)行情況，也可直接用于設(shè)備保護(hù)。

2.3 皮帶撕裂狀態(tài)監(jiān)測

皮帶撕裂分為縱向撕裂和橫向撕裂兩大類，基本上縱向撕裂占90%以上。皮帶撕裂是種破壞性很大的損壞形式，皮帶撕裂對(duì)大型帶式輸送機(jī)來說是非常嚴(yán)重的事故，嚴(yán)重的將造成價(jià)值上百萬元以上的整條皮帶報(bào)廢。

皮帶縱向撕裂故障檢測方法有漏料法檢測，采用KBZL-200型縱向撕裂開關(guān)，該縱向開關(guān)由一對(duì)撕裂開關(guān)和鋼絲繩兩部分組成，作為檢測元件，受到擠拉后，開關(guān)內(nèi)滑軸移動(dòng)使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而發(fā)出信號(hào)與集控信號(hào)連接，通過控制電路發(fā)出警告信號(hào)，自動(dòng)停機(jī)信號(hào)，使輸送機(jī)停止運(yùn)行。從而防止輸送帶撕裂事故的發(fā)生。

3 在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用

系統(tǒng)原理：

輸送機(jī)的故障情況分為數(shù)字量信號(hào)監(jiān)測和模擬量信號(hào)兩種情況進(jìn)行監(jiān)測：①數(shù)字量信號(hào)監(jiān)測，由輸送機(jī)上的跑偏、打滑、撕裂開關(guān)提供數(shù)字量信號(hào)給PLC，再由PLC進(jìn)行信號(hào)處理及反饋調(diào)節(jié)；②模擬量信號(hào)監(jiān)測，該種監(jiān)測基于電磁感應(yīng)原理，針對(duì)輸送帶的斷裂、抽動(dòng)、脫膠和銹蝕故障等模擬量信號(hào)，通過霍爾傳感器將模擬量信號(hào)輸入到模擬量模塊EM235上，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行信號(hào)處理。這兩種監(jiān)測方法所得到的信號(hào)都統(tǒng)一在PLC和組態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行整合，以實(shí)時(shí)監(jiān)測輸送機(jī)的工作情況。

4 結(jié) 語

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示輸送機(jī)發(fā)生的跑偏、打滑、撕裂、斷裂、抽動(dòng)、脫膠、銹蝕等故障情況，人機(jī)界面實(shí)時(shí)報(bào)警，提醒監(jiān)控人員輸送機(jī)發(fā)生故障。實(shí)現(xiàn)了長距離皮帶機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控，免去了人力巡檢，能夠?qū)崟r(shí)判斷輸送機(jī)發(fā)生故障的位置，方便工作人員到現(xiàn)場檢查故障程度，排除故障。組態(tài)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測和觀測輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的曲線和數(shù)據(jù)，方便監(jiān)控人員分析輸送機(jī)的運(yùn)行情況，以判斷輸送機(jī)何時(shí)何處發(fā)生故障，同時(shí)可以保存歷史曲線和歷史數(shù)據(jù)，用來與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-10-10