姚艷明

（晉能控股煤業(yè)集團王村煤業(yè)公司， 山西 大同 037049）

1 帶式輸送機應(yīng)用概況

在開采礦產(chǎn)資源期間，礦用帶式輸送機是最主要的龐大的傳輸物體的機械設(shè)備。較強的承載力、較遠的運輸距離是礦用帶式輸送機的優(yōu)點，其適用于規(guī)模比較大的礦產(chǎn)開采。國內(nèi)有豐富的礦產(chǎn)資源的?。ㄗ灾螀^(qū)）有山西、內(nèi)蒙古等，采用礦用帶式輸送機具有十分重要的意義。目前，我國煤礦常用的機械，包括DC 帶式傳送機、TD75 帶式傳送機、DTS 固定帶式傳送機等[1-5]。圖1 就是某型號的礦用帶式輸送機裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖1 礦用帶式輸送機裝置結(jié)構(gòu)

目前，帶式輸送機被廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的開采中，但是由于開采中存在的問題及發(fā)生故障的次數(shù)比較多，包括構(gòu)件損壞、電力故障、結(jié)構(gòu)故障等，對其正常運行造成一定影響。傳統(tǒng)的處理方法是發(fā)現(xiàn)即處理，導致處理故障效率不高。隨著科技迅速發(fā)展，將故障預警系統(tǒng)應(yīng)用于帶式輸送機中，能夠檢測與提早預警其故障，不僅有助于及時處理帶式輸送機中所存在的故障，而且提高了礦用帶式輸送機的工作效率，就礦產(chǎn)企業(yè)開采來說意義非常重大。

2 設(shè)計礦用帶式輸送機預警系統(tǒng)

2.1 設(shè)計預警系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

設(shè)計預警系統(tǒng)，第一步就是設(shè)計整個系統(tǒng)的模塊，經(jīng)過設(shè)計整體模塊，能夠確保其設(shè)計的合理性。當設(shè)計預警系統(tǒng)時，按照功能的具體條件，把設(shè)計系統(tǒng)分成了兩部分，分別是沿線設(shè)備模塊與主控模塊，兩部分對應(yīng)的功能是采集信號的功能與預警功能。圖2 即為礦用帶式輸送機預警系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2 礦用帶式輸送機預警系統(tǒng)整體框架

第一，在預警系統(tǒng)中，最主要的主控裝置模塊就是系統(tǒng)主控模塊，其模塊是預警系統(tǒng)的核心，能夠發(fā)布工作命令，能夠控制系統(tǒng)的整個工作，使系統(tǒng)運行的效率得到保障。在該模塊內(nèi)，其最重要的裝置就是PLC 處理器，其PLC 處理器的作用就是控制。而且該模塊能夠發(fā)送使監(jiān)控上位機工作的命令。沿線設(shè)備控制模塊、I/O 接口模塊、預警模塊等還構(gòu)成了該模塊。

第二，在該模塊的工作模塊中，最主要的就是沿線設(shè)備控制模塊。沿線設(shè)備控制模塊主要的作用是控制其的操作，主要的功能有機尾下位機、急停閉鎖開關(guān)、多功能語音電話功能等，采集信號數(shù)據(jù)的功能也略有涉及，將會影響以后的系統(tǒng)工作的運轉(zhuǎn)。當系統(tǒng)中全部模塊都運行時，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)模塊會連接沿線設(shè)備模塊，為實施工作得到了保障。

2.2 設(shè)計礦用帶式輸送機預警系統(tǒng)功能模塊

1）采集數(shù)據(jù)的功能：如有要檢測與排查存在于礦用帶式輸送機中的故障，那么就需要采集所有有關(guān)的數(shù)據(jù)的效果。當系統(tǒng)工作運行時，經(jīng)過設(shè)計其采集終端，能夠完成設(shè)計采集數(shù)據(jù)的功能。

2）系統(tǒng)的控制功能：當對系統(tǒng)進行設(shè)計時，要按照系統(tǒng)中存在的故障能夠控制礦用帶式輸送機的整個系統(tǒng)，能夠使礦用帶式輸送機更加有效、更加安全的工作。比方說，當對系統(tǒng)進行設(shè)計時，急停閉鎖開關(guān)模塊被系統(tǒng)的前面設(shè)備所選取，那么整個系統(tǒng)的運行情況均為緊急控制，進而提高了系統(tǒng)運行的效率。

3）通信功能：當系統(tǒng)運行時，PLC 處理器必須要與它的上位機或別的主控裝置應(yīng)保持可靠的數(shù)據(jù)通訊，進而高質(zhì)量的運行數(shù)據(jù)系統(tǒng)。比方說，當系統(tǒng)運行時，其通信模塊即為RS485 總線，能夠可靠通信系統(tǒng)所發(fā)送的指令。

4）報警警示功能：當有故障出現(xiàn)在運輸機中時，能夠進行報警，當設(shè)計報警系統(tǒng)時，主要包括語音報警模塊與指示報警系統(tǒng)。

5）保護功能模塊：當設(shè)計保護功能時，主要有的保護功能是漏電保護功能、斷相保護功能、過流保護功能，使保護工作在礦用帶式輸送機運行時得到提升，就系統(tǒng)的運行而言，有十分重大的意義。

2.3 預警系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1）在礦用帶式輸送機預警系統(tǒng)中，PLC 系統(tǒng)是最中樞裝置，能夠做到中樞控制功能。57-30 就是此次設(shè)計所選取的。以下就是可編程邏輯控制裝置所擁有的優(yōu)點，包括較強的抗干擾能力、較好的控制效果、多樣的通訊方式和較大的空間用于施工。

2）在采集系統(tǒng)故障的裝置中，最主要的就是傳感器模塊。當對其進行設(shè)計時，主要是關(guān)于傳送對以下的數(shù)據(jù)進行采集的，包括環(huán)境的煙霧值、跑偏、電流、撕裂、振動故障、張力與超速等，可以使采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的效率得到提升。KGW200H 型礦用溫度變送器的使用，能夠?qū)崟r監(jiān)測滾筒的溫度；GSC6-SC 安全型轉(zhuǎn)速傳感裝置的使用，能夠采集系統(tǒng)在運行時所產(chǎn)生的速度故障；WBI414S43 型電力數(shù)據(jù)采集裝置的選用，能夠監(jiān)控系統(tǒng)在運行時的電流；GQQ0.1本質(zhì)安全型煙霧傳感裝置的選用，當工作運行時，能夠做出反應(yīng)的時間應(yīng)該小于30 s，感應(yīng)煙霧的功能效果比較好，能夠推動系統(tǒng)分析煙霧。

2.4 預警系統(tǒng)的軟件設(shè)計

圖3 即為系統(tǒng)工作運行流程圖。從圖3 中可以看出，以下功能構(gòu)成了預警系統(tǒng)軟件，包括系統(tǒng)啟動功能、故障排查功能、故障報警功能。其功能對應(yīng)的作用是，系統(tǒng)啟動功能能夠確保在系統(tǒng)運行時，能夠?qū)崿F(xiàn)工作的開啟，給系統(tǒng)工作的運行提供幫助。故障排查功能的作用是經(jīng)過設(shè)計此功能，能夠確保排查在預警工作時產(chǎn)生的故障。故障報警功能的作用是選取傳感器來采集系統(tǒng)中的有關(guān)數(shù)據(jù)，而且要對其數(shù)據(jù)進行分析，在結(jié)束分析之后，就要把信息反饋給抱閘電機、驅(qū)動電機及張緊電機，使報警功能得以實現(xiàn)。

3 應(yīng)用效果分析

整個帶式輸送機預警系統(tǒng)的設(shè)計能夠從設(shè)計下面幾個功能來實現(xiàn)，如功能設(shè)計、軟件設(shè)計、硬件設(shè)計、框架設(shè)計。選取試驗平臺來檢測系統(tǒng)工作的功能，能夠確保設(shè)計的帶式輸送機預警系統(tǒng)具有合理性。當實施試驗與分析時，關(guān)于分析使用帶式輸送機預警系統(tǒng)監(jiān)控的合理性，包含斷裂系統(tǒng)監(jiān)測、電機溫度測量分析、跑偏值監(jiān)測、滾筒溫度測量分析、運行速度監(jiān)測、電流監(jiān)測、煙霧狀態(tài)監(jiān)測。經(jīng)過合理監(jiān)測預警系統(tǒng)的運行情況，帶式輸送機預警系統(tǒng)所監(jiān)控的工作狀況不錯，而且能夠監(jiān)控正在運行的系統(tǒng)中的所有參數(shù)數(shù)據(jù)，如表1 所示。當在對系統(tǒng)進行測評時，故障試驗被設(shè)置在了帶式輸送機，并實施故障試驗的是傳送速度與電機，故障報警功能可以通過帶式輸送機預警系統(tǒng)監(jiān)控來實現(xiàn)，那就說明使用的預警系統(tǒng)設(shè)計功能具有合理性。

表1 帶式輸送機預警系統(tǒng)監(jiān)控參數(shù)（監(jiān)控上位機數(shù)據(jù)查詢表）

4 結(jié)語

本文設(shè)計的帶式輸送機故障預警系統(tǒng)，是以傳感器模塊與PLC 控制模塊為基礎(chǔ)的。經(jīng)過對其功能模塊以及軟、硬件的設(shè)計，并進行了試驗檢測，可以明確該預警系統(tǒng)是在安全正常運行，有助于該系統(tǒng)的推行。