楊晉平

（西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 太原 030053）

引言

刮板運(yùn)輸機(jī)屬于煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸基礎(chǔ)裝備，從先前刮板運(yùn)輸機(jī)的使用情況來(lái)看，整體的監(jiān)測(cè)技術(shù)較為落后，很多情況下，設(shè)計(jì)采用的是人工監(jiān)測(cè)的方式，影響到刮板運(yùn)輸機(jī)整體的監(jiān)測(cè)效果。一些煤礦雖然使用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集裝備，但是受到場(chǎng)地狹小、線路布置較為困難等因素的影響，對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)整體的監(jiān)控效果較為一般，并沒(méi)有形成完善的刮板運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控模式。因此，對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1 刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用總體要求

刮板運(yùn)輸機(jī)主要包含有刮板鏈、機(jī)頭、機(jī)身、推移裝置等，從當(dāng)前刮板運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)情況來(lái)看，驅(qū)動(dòng)部件主要是雙速電機(jī)構(gòu)。為了更好提升刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行效果，需要對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行全面的監(jiān)控。主要監(jiān)控的內(nèi)容有：設(shè)備鏈輪中油溫的變化與溫位的變化，減速器軸承溫度、油箱中含油的位置及油體的溫度等。在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足如下條件：

1）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以實(shí)時(shí)獲得刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行中的各種參數(shù)，同時(shí)需要實(shí)時(shí)展現(xiàn)給用戶，同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備記錄、存儲(chǔ)及打印等相關(guān)的功能。

2）通過(guò)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化監(jiān)控，對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，從而更為精準(zhǔn)地定位故障發(fā)生的位置。

3）在自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)下，可對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的啟動(dòng)和停止控制，同時(shí)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)可進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)控制。

此外，在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可對(duì)采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)綜合判斷與處理的結(jié)果，對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)整體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的判定，特別是通過(guò)采集得到的數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備是否出現(xiàn)故障進(jìn)行全面的判定。

圖1 為刮板運(yùn)輸機(jī)在自動(dòng)化監(jiān)控下，需要具備的功能與需要采集得到的信息，從圖1 可知，在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)方面，分別為：地面遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、順槽遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)等，同時(shí)，各個(gè)系統(tǒng)之間在進(jìn)行通信時(shí)，設(shè)計(jì)采用以太網(wǎng)的通信方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化、智能化控制。

圖1 刮板運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，隔爆本安型機(jī)載控制器是核心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)整體運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)本地控制。通過(guò)在刮板運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭與機(jī)尾的位置設(shè)置一整套控制器的方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)的全面監(jiān)控。該控制器的主要作用是通過(guò)內(nèi)部傳感器對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行全面采集，同時(shí)將采集得到的數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)傳送到刮板運(yùn)輸機(jī)順槽遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC 控制器是整個(gè)控制器的核心。在對(duì)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于使用到的硬件主要見下頁(yè)表1[1-2]。

表1 刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成表

通過(guò)機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)整個(gè)運(yùn)行參數(shù)的全面精準(zhǔn)采集，從而為后續(xù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的判定打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也有助于對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)的故障類型進(jìn)行判定，對(duì)故障的定位更為精準(zhǔn)。

2.2 順槽遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，對(duì)順槽實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，是推動(dòng)地面監(jiān)控系統(tǒng)與機(jī)載監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接的關(guān)鍵。在對(duì)順槽遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最為關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、監(jiān)控平臺(tái)及控制器等。在具體使用的過(guò)程中，具體操作人員通過(guò)使用控制器，可有效對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)控。對(duì)使用數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)采集得到的參數(shù)的全面顯示，同時(shí)，也可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，在具體操作時(shí)，主要使用的是上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)。

2.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，地面監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)控制的中心，主要責(zé)任任務(wù)是調(diào)度，主要功能是對(duì)整個(gè)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行有效遠(yuǎn)程監(jiān)控。具體包含有刮板運(yùn)輸機(jī)供配電情況、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信情況及刮板運(yùn)輸機(jī)整體的工作狀態(tài)。在地面監(jiān)控系統(tǒng)中主要設(shè)計(jì)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)、視頻監(jiān)測(cè)平臺(tái)、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)及數(shù)字化監(jiān)測(cè)平臺(tái)等。

3 刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)

在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，運(yùn)行工況非常重要，重點(diǎn)需要對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)減速器運(yùn)行情況、驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行情況等進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)控制，從當(dāng)前自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)方面，整個(gè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。通過(guò)將信息采集技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及在線檢測(cè)技術(shù)等全面結(jié)合的方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓及溫度等方面的綜合檢測(cè)。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置安裝傳感器，同時(shí)也可以安裝到刮板運(yùn)輸機(jī)的減速器、開關(guān)箱等位置，對(duì)減速器、電動(dòng)機(jī)等位置實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。通過(guò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的綜合分析與對(duì)比，可以將刮板運(yùn)輸機(jī)整體的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)曲線、圖表等全面展現(xiàn)出來(lái)，在地面控制中心及井下的操作平臺(tái)上，可以全面顯示出刮板運(yùn)輸機(jī)的整體運(yùn)行狀態(tài)。

同時(shí)，需要對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)減速器中油質(zhì)情況進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，在具體檢測(cè)時(shí)，對(duì)減速器中液壓油進(jìn)行取樣，并進(jìn)行針對(duì)性的離機(jī)檢驗(yàn)。同時(shí)，為了提升自動(dòng)化監(jiān)控水平，技術(shù)人員在減速器油路上安裝在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)油質(zhì)情況的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

此外，在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器等進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，可選擇使用傳感器對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)表現(xiàn)出的振動(dòng)信息進(jìn)行全面的提取，并將結(jié)果傳遞給控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的全面分析判斷。

3.2 對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)鏈條張力進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)控

刮板運(yùn)輸機(jī)主要任務(wù)是對(duì)煤炭資源進(jìn)行運(yùn)輸，在工作中表現(xiàn)出明顯的摩擦問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損壞的問(wèn)題明顯，特別是斷鏈?zhǔn)鹿史浅６唷９伟暹\(yùn)輸機(jī)若出現(xiàn)了過(guò)緊或者過(guò)松的問(wèn)題時(shí)，均可能導(dǎo)致刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)斷鏈。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)張力的自動(dòng)化監(jiān)控非常重要。在具體實(shí)施時(shí)，可通過(guò)在刮板運(yùn)輸機(jī)安裝自動(dòng)張緊裝置，根據(jù)刮板運(yùn)輸機(jī)的實(shí)際使用情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的張緊或者松弛，確保刮板運(yùn)輸機(jī)在設(shè)定的張力范圍內(nèi)運(yùn)行。通過(guò)在刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭鏈輪位置布置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)底鏈下垂度的全面監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)掌握刮板運(yùn)輸機(jī)的松弛度。同時(shí)，在刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭鏈輪位置安裝傳感器，對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)上鏈輪進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。將得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電業(yè)控制閥的有效控制，通過(guò)對(duì)油缸壓力進(jìn)行針對(duì)性調(diào)節(jié)的方式，有效完成對(duì)機(jī)尾架的自動(dòng)化控制，確保鏈輪張力在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)。

3.3 對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)直

在實(shí)際回采的過(guò)程中，為了提升頂板管理效果，有效增強(qiáng)對(duì)綜采設(shè)備的維護(hù)質(zhì)量，刮板運(yùn)輸機(jī)在使用的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)確保處理平直的狀態(tài)。在具體實(shí)施中，可通過(guò)使用超聲測(cè)距儀，配合使用紅外線測(cè)距儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)彎曲情況之后，可自動(dòng)調(diào)直[3-5]。

4 結(jié)語(yǔ)

全面做好對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化監(jiān)控，對(duì)于提升刮板運(yùn)輸機(jī)整體的使用效果有著明顯的作用，工作人員借助自動(dòng)化監(jiān)控的方式，不論是操作設(shè)備還是維修設(shè)備，整體的便利程度提升明顯。同時(shí)，在自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)下，技術(shù)人員可對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握刮板運(yùn)輸機(jī)的油溫、流量及溫度等參數(shù)，確保刮板運(yùn)輸機(jī)處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，推動(dòng)煤礦井下生產(chǎn)更為安全。