帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)研究

張子洋

（江蘇大學京江學院，江蘇 鎮(zhèn)江212100）

引言

隨著我國煤礦的開采量越來越大，帶式輸送機的使用越來越廣泛，其出現(xiàn)故障的頻次也越來越高。因此如何研制更加智能的帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)對于帶式輸送機平穩(wěn)可靠運行至關(guān)重要。

1 帶式輸送機的常見故障

1）初始張力不能滿足張緊要求。當輸送帶離開滾筒處的張力不足以導(dǎo)致輸送帶打滑時，其原因主要發(fā)生在啟動過程中，剛啟動時由于整個裝置沒有運輸物流，其需要的張緊力遠大于有物體運行時的張緊力。

2）傳動滾筒和傳送帶之間出現(xiàn)的打滑，這種原因出現(xiàn)次數(shù)較小，大部分原因是輸送帶的表面已經(jīng)被磨光滑。解決辦法是在滾筒中加入一些摩擦力大的粉末，或者更換皮帶。在加入這些粉末時不要用手加，而是用爆破器材吹進去，以免發(fā)生人身事故。

3）尾端的軸承出現(xiàn)卡死而且不能運動，或者上下惰輪軸承損壞且不轉(zhuǎn)動。造成損壞的原因是機尾渣滓太多堵塞軸承，或者是不靈活的零件未及時修理更換造成生銹，造成阻力增大、滑動[1-2]。

4）起動速度太快也會導(dǎo)致打滑，當電機快速轉(zhuǎn)動時，滾筒轉(zhuǎn)動跟不上，因此電機需由低轉(zhuǎn)速慢慢啟動。若采用鼠籠式電動機，可先點動兩次再起動，也可有效克服打滑現(xiàn)象。

5）如果輸送帶的負荷太大，超過電機的極限扭矩就會打滑。此時，電動機的負載報警會啟動來對電動機進行保護。否則，電機會在負載一段時間后被燒毀。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

對于帶式輸送機出現(xiàn)的故障及其各種報警，只有采用先進的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對運輸過程和生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控，把握生產(chǎn)進度的安全進行，最終達到減少成本、提高產(chǎn)能的目的。帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)多樣化、多目標的發(fā)展需要多學科和系統(tǒng)的支撐。帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)的總體選型設(shè)計主要針對帶式輸送機運行過程中出現(xiàn)的常用故障進行設(shè)計。主要設(shè)計如下：

1）輸送帶打滑：針對輸送帶打滑故障，選擇激光加光電開關(guān)的雙層監(jiān)控來實時監(jiān)控速度。在輸送機運動過程中，滾筒帶動皮帶進行旋轉(zhuǎn)，通過小孔連續(xù)產(chǎn)生開關(guān)信號。在其附件安裝的接收器接收信號并將其這些信號進行傳導(dǎo)，控制器對信號進行處理，并將接收到的信號轉(zhuǎn)換成速度，通過速度可以判斷傳送帶不會因辨別而打滑[3-4]。

2）皮帶撕裂：撕裂通常發(fā)生在應(yīng)力比較集中的地方，而且此處受力較大可以采力的傳感器進行檢測，此處選用壓力傳感器測量皮帶及以上物料的總重量。如果皮帶撕裂，壓力就會發(fā)生變化，這些信號會傳到壓力傳感器中被轉(zhuǎn)變成一個數(shù)字。通過壓力值可以判斷輸送帶沒有撕裂。

3）輸送帶堆碼：針對輸送帶堆碼故障，選擇施密特觸發(fā)器進行檢測。通過實時檢測系統(tǒng)的輸出電阻，如果輸出電阻增大，可以判斷輸送帶是否有堆積。

4）輸送帶張力超限：對于輸送帶張力超限故障，這里選擇張力傳感器進行檢測。我們在軸的兩端安裝張力傳感器，一旦測得的張力大于一定值，則考慮傳送帶張力超限。

5）輸送帶抽動：對于輸送帶抽動故障，選擇漏磁信號傳感器進行檢測。根據(jù)電磁感應(yīng)原理研制了漏磁信號傳感器。在設(shè)計中，關(guān)節(jié)位移可以用來產(chǎn)生磁場信號。根據(jù)這些磁場信號，可以確定傳送帶軸是否移動[5]。

6）急停：對于急停故障，此處選擇行程開關(guān)進行檢測。正常運行期間，行程開關(guān)觸點常開。根據(jù)以上原理，可以制定出輸送機的控制流程圖，控制流程圖如下頁圖1所示。

圖1 系統(tǒng)控制流程圖

3 帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)的仿真模擬

本次對帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)的仿真軟件采用力控軟件，設(shè)置好的ForceControlV7.0在線趨勢控件的運行畫面如圖2所示[6]。以實時監(jiān)控輸送帶速度、皮帶溫度、電動機電流和皮帶張力的模擬變量，這些變量在系統(tǒng)運行時就以實時曲線的方式顯示。通過“實時/歷史”按鈕，在停止更新后通過其他按鈕可在趨勢窗口中顯示指定時間幀內(nèi)的過程趨勢，對歷史曲線進行查詢。通過在“常規(guī)”標簽上的空間屬性可定義打印所使用的打印作業(yè)，對變量的趨勢顯示進行打印。

圖2 力控軟件操作界面

如圖3所示，曲線1代表帶速，曲線2代表電流，曲線3代表溫度。

圖3 參數(shù)曲線

4 結(jié)論

帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng)的仿真軟件真正做到了安全、快捷、耐用、高效的特點，解決了目前帶式輸送機整體的使用壽命和使用效率的問題，具有很高的實用性。