煤礦皮帶運輸機(jī)斷帶保護(hù)電氣智能控制系統(tǒng)的研究

竇 巖

（雞西大學(xué)，黑龍江 雞西 158100）

1 引言

帶式輸送機(jī)是煤礦井下運輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。若皮帶突然發(fā)生斷裂，不僅給煤礦安全生產(chǎn)帶來極大的影響，而且還有可能造成人員傷亡。另外，發(fā)生斷帶故障時，由于重力和慣性的作用，斷裂的皮帶將與皮帶上的物料一同迅速下滑，將皮帶和物料一同堆積在輸送機(jī)的下方機(jī)頭處，給以后的修復(fù)工作帶來很大的困難。

2 帶式輸送機(jī)斷帶的危害及原因

帶式輸送機(jī)由于其運距長、運量大和連續(xù)輸送等優(yōu)點，現(xiàn)已在煤炭生產(chǎn)中普遍采用。但在使用過程中由于各種因素斷帶事故時有發(fā)生。平運皮帶帶輸送機(jī)斷帶后危害不十分大，但由于上運帶式輸送機(jī)，特別是作為主提升用的上運帶式輸送機(jī)，傾角大、膠帶長、負(fù)荷大，一旦發(fā)生斷帶事故，就會產(chǎn)生很大的危害，斷帶保護(hù)裝置的使用可以從很大程度上減少這種危害。

3 目前保護(hù)裝置的缺陷

帶式輸送機(jī)一旦發(fā)生斷帶事故，其危害是很大的，尤其是上運皮帶，其危害更是不可設(shè)想。針對斷帶保護(hù)，國內(nèi)外的專家提出了一些很好的解決方法。目前常用的整體式斷帶抓捕裝置。抓捕裝置主要由機(jī)架總成、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)組成。該裝置的工作原理是防爆信號采集系統(tǒng)實時對皮帶的運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，并將檢測信號傳輸?shù)椒辣姎饪刂葡到y(tǒng)。防爆電控箱內(nèi)的PLC不間斷地將傳輸?shù)臋z測信號進(jìn)行處理。一旦確認(rèn)斷帶發(fā)生，防爆電氣系統(tǒng)將會發(fā)出電訊號指令以啟動液壓系統(tǒng)。通過旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)與膠帶上、下表面始終保持面接觸，從而形成強(qiáng)大的摩擦制動力，可靠地制動下滑的皮帶以完成整個制動動作。當(dāng)對于上運帶正常運轉(zhuǎn)時，控制器通過傳感器檢測到輸送帶的運行速度及運行方向，抓捕器處在待抓捕狀態(tài)。當(dāng)裝置上方出現(xiàn)斷帶時，輸送帶由于重力反向下滑。此時測速傳感器檢測到輸送帶異常反向運動?？刂葡渑袛喟l(fā)生斷帶后發(fā)出動作指令，驅(qū)使礦用隔爆電磁閥動作，使抓捕機(jī)構(gòu)執(zhí)行抓捕動作，夾住斷裂下滑的輸送帶。該裝置雖然解決了斷帶常規(guī)保護(hù)，但對于皮帶運行過程中出現(xiàn)的非故障性擾動不能進(jìn)行智能判斷，經(jīng)常出現(xiàn)誤動作，以嚴(yán)重影響到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動。

4 皮帶運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)控制方案

針對帶式輸送機(jī)控制的缺陷，研究智能控制系統(tǒng)，有效的解決了皮帶斷帶和擾動的信號識別問題，從而杜絕了由于皮帶運輸中擾動信號引起非故障停機(jī)，從而保證煤礦的正常經(jīng)營。

選用歐姆龍公司的CPM系列PLC組成控制裝置。由PLC通過其模塊集中采集的負(fù)載信號，經(jīng)控制軟件智能處理計算后，由PLC模塊輸出控制信號，完成皮帶運輸系統(tǒng)的智能控制。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

5 PLC控制系統(tǒng)軟件開發(fā)

皮帶運輸機(jī)智能控制系統(tǒng)的控制裝置由可編程序控制器等組成，控制功能主要由PLC實現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)軟件由梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)，程序主要包括顯示刷新、負(fù)載信號采集、控制運算及控制輸出等部分。

PLC智能識別程序設(shè)計方案（參考）：

6 結(jié)語

在我國煤礦井下運輸中，皮帶輸送機(jī)的斷帶事故時有發(fā)生，因此“皮帶輸送機(jī)斷帶智能保護(hù)系統(tǒng)”的研究成功，有效的解決了皮帶斷帶和擾動的信號識別問題，從而杜絕了由于皮帶運輸中擾動信號引起非故障停機(jī)，從而為煤礦安全生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)保證。