斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

原磊明，王海斌，李允旺，王 雪

（1.山西凌志達煤業(yè)有限公司，山西 長子 046606，2.中國礦業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

1 工程概況

凌志達煤業(yè)主斜井帶式輸送機采用拉緊重錘車對其皮帶進行張緊，不僅起到皮帶張緊作用，還能反映皮帶的運行狀態(tài)。當(dāng)皮帶的拉緊重錘車上行的距離過大時，可能會使皮帶的張緊力不足導(dǎo)致皮帶部分松脫；當(dāng)拉緊重錘車下行的距離過大時，皮帶可能發(fā)生斷帶事故。一旦發(fā)生斷帶事故后果，輕則造成運輸物質(zhì)滑落停滯，重則造成人員的傷亡事故。因此，研發(fā)斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監(jiān)測系統(tǒng)對其進行檢測，以判斷皮帶的運行狀態(tài)至關(guān)重要。

2 系統(tǒng)的工作原理與硬件組成

1）系統(tǒng)的工作原理：見圖員。檢測傳感器組分別記表1至8號。當(dāng)輸送機正常運行時，采集通訊箱將采集傳感器組的數(shù)字量輸入，并傳輸?shù)奖O(jiān)測顯示箱，通過液晶屏對小車的位置進行顯示，當(dāng)小車位置超過設(shè)定值范圍時，語音報警器發(fā)出報警提示。

圖1 帶式輸送機拉緊重錘車位置檢測系統(tǒng)工作原理

2）系統(tǒng)的硬件組成：主要由檢測傳感器組、采集通訊箱、監(jiān)測顯示箱、語音報警器組成，檢測傳感器組由8個霍爾傳感器構(gòu)成，裝在傳感器固定架上，間距20 mm，傳感器下方有若干個磁塊連續(xù)排成長度約140 mm的磁條。

3 系統(tǒng)的軟件界面及功能

3.1 主監(jiān)測界面

圖2界面模擬一臺拉緊重錘車，并設(shè)置范圍0到200 mm的尺寸標(biāo)尺。拉緊重錘車會根據(jù)監(jiān)測到的傳感器數(shù)據(jù)在軌道上進行移動，指針在標(biāo)尺上指出車的位置，并在標(biāo)尺右側(cè)顯示出車的位置數(shù)值。

圖2 拉緊重錘車位置監(jiān)測系統(tǒng)的主監(jiān)測界面

正常情況下，拉緊重錘車在一定范圍內(nèi)移動。上限值與下限值根據(jù)車的實際情況按“設(shè)置”窗口進行設(shè)置。當(dāng)上行超限時，將發(fā)出“上行超限，請注意”的語音報警。當(dāng)下行超限時，將發(fā)出“下行超限，請注意”的語音報警。當(dāng)下行嚴(yán)重超限時，可能是皮帶發(fā)生斷帶事故時，拉緊重錘車不受皮帶張力限制。向下移動的情況，此時發(fā)出“注意,下行嚴(yán)重超限，疑似斷帶，請避險”的警報，并向斷帶保護系統(tǒng)發(fā)出斷帶信號，啟動斷帶保護。

拉緊重錘車的位置由8個傳感器進行指示，在界面重錘車的下方為8個傳感器的安裝位置與狀態(tài)顯示，安裝位置是根據(jù)實際的安裝位置進行設(shè)置的。當(dāng)重錘車位置不大于7倍傳感器的間距L時，前方的位置傳感器接通變?yōu)榫G色，后方的指示燈顯示為紅色。重錘車的位置若超過7倍的傳感器間距L時，后方的傳感器接通變?yōu)榫G色，而前方的n個傳感器不接通、顯示為紅色，重錘車的位置為（6+n）L。

窗口下方設(shè)置“設(shè)置”、“幫助”、“斷帶報警復(fù)位”3個按鈕。點擊“設(shè)置”與“幫助”可打開設(shè)置窗口和幫助窗口。點擊“斷帶報警復(fù)位”可對拉緊重錘車嚴(yán)重下行超限的報警進行復(fù)位。此操作需采用專用鼠標(biāo)進行操作。窗口下方設(shè)置通訊指示燈；通訊正常時，呈現(xiàn)暗綠色；通訊不正常時，顯示紅色。

3.2 設(shè)置窗口

參數(shù)設(shè)置窗口中，可設(shè)置4個參數(shù)，并在窗口下方對參數(shù)設(shè)置進行了簡要說明?！皞鞲衅靼惭b間距”輸入框，根據(jù)傳感器實際安裝間距輸入數(shù)值?！皬埦o小車上端報警位置”和“張緊小車下端報警位置”輸入框，用來設(shè)定重錘車的上行和下行的報警位置。當(dāng)車處于此位置時，會觸發(fā)語音報警。“張緊小車下限嚴(yán)重超限報警位置”輸入框，用來設(shè)定車下行的極限位置，在此位置時，可能是發(fā)生斷帶的情況，一旦重錘車行至此位置時，語言報警將觸發(fā)，并向斷帶保護控制系統(tǒng)發(fā)出信號，啟動斷帶保護。

3.3 幫助窗口

幫助窗口中，對主界面的組成與功能進行了簡單說明；包括張緊小車及尺寸標(biāo)尺、傳感器狀態(tài)顯示、報警與復(fù)位，使人機交互界面更友好，更易于理解使用。

4 使用效果

所述斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監(jiān)測系統(tǒng)已在凌志達煤礦主井帶式運輸機投入運行八個月的時間。正式運行階段，該系統(tǒng)能準(zhǔn)確檢測拉緊重錘車的運行位置，并正確反映皮帶的運行狀態(tài)；在發(fā)生疑似斷帶事故時立即報警，并使斷帶保護系統(tǒng)及時動作，有效防止了斷帶引發(fā)的嚴(yán)重事故。實踐結(jié)果表明，該斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監(jiān)測系統(tǒng)動作靈活可靠，達到預(yù)期效果。

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