智能型多路大電流監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置

畢鐘杰

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)高陽(yáng)煤礦，山西　孝義　032300）

引言

綜采工作面大功率設(shè)備一般使用軟啟動(dòng)器作為控制裝置，使用中由于無(wú)法與工作面工作人員時(shí)時(shí)通訊，經(jīng)常導(dǎo)致過(guò)電流現(xiàn)象出現(xiàn)，重則拉斷鏈子、燒電機(jī)，機(jī)電創(chuàng)新工作室針對(duì)此情況，研究智能型多路大電流監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，有效解決了這類機(jī)電事故的發(fā)生，填補(bǔ)了大功率設(shè)備頻繁過(guò)流的現(xiàn)象

1　創(chuàng)新背景及意義

在煤礦生產(chǎn)中，綜采機(jī)械化采煤不僅安全、高效，而且能夠減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)綜采工作面使用的設(shè)備功率、體積和重量都越來(lái)越大，如果使用不當(dāng)或長(zhǎng)期超負(fù)荷工作，不但會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，還會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。

高陽(yáng)煤礦綜采工作面采用放頂煤開(kāi)采技術(shù)，工作面刮板輸送機(jī)使用軟啟動(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng)控制。當(dāng)放頂煤放煤量過(guò)大時(shí)，造成后溜子負(fù)荷過(guò)大，使后溜子電機(jī)電流過(guò)大，長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)使后溜子電機(jī)壽命縮短或燒毀，且經(jīng)常使后溜子斷鏈，影響生產(chǎn)任務(wù)。而放煤量過(guò)少又會(huì)影響生產(chǎn)效率，使設(shè)備功率不能充分利用，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能完成生產(chǎn)任務(wù)。為提高生產(chǎn)效率、防止事故發(fā)生，我礦隊(duì)組在生產(chǎn)時(shí)派專人對(duì)后溜子開(kāi)關(guān)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)后溜子電機(jī)電流超過(guò)一定值時(shí)，需要去設(shè)備列車集控室通過(guò)工作面擴(kuò)音系統(tǒng)通知工作面工作人員，為此不僅需要增加一名工人實(shí)時(shí)監(jiān)視電流，而且往返于設(shè)備開(kāi)關(guān)和集控室增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

根據(jù)以上情況，機(jī)電區(qū)創(chuàng)新工作室自主制作了智能型多路大電流監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，該裝置安裝于設(shè)備列車的集控室中，可實(shí)時(shí)顯示各運(yùn)行設(shè)備的電流值，當(dāng)電流值超過(guò)該設(shè)備設(shè)定的電流值時(shí)，可自動(dòng)發(fā)出警告聲并通過(guò)工作面擴(kuò)音系統(tǒng)傳送至工作面[1]。

2　功能及原理

本裝置由主機(jī)和電流傳感器組成，主機(jī)安裝在設(shè)備列車的集控室中，電流傳感器安裝在監(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)關(guān)的接線腔內(nèi)，電流傳感器通過(guò)電流值傳送信號(hào)，電流信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)不會(huì)受線路阻抗影響。

該裝置主機(jī)由電源板和控制板組成。本主機(jī)電源使用AC127 V電壓，AC127 V電源通過(guò)電源板變壓器、整流橋、穩(wěn)壓塊后分別得到DC24 V、DC15 V、DC5 V，供給控制板上的各模塊使用?？刂瓢迨怯蓡纹瑱C(jī)和各功能模塊電路組成，各功能模塊電路如圖1所示。電流傳感器傳送的電流信號(hào)首先通過(guò)隔離放大電路變成電壓信號(hào)后，在由單片機(jī)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集電壓信號(hào)到單片機(jī)中，單片機(jī)把采集到的電壓信號(hào)計(jì)算后得出實(shí)際電流值，顯示于面板的液晶顯示器上。

圖1　控制板功能圖

該裝置具有報(bào)警值設(shè)定功能，工作人員通過(guò)操作面板按鍵，可分別設(shè)定各設(shè)備的報(bào)警電流值，且具有存儲(chǔ)功能，每次開(kāi)機(jī)后不必重復(fù)設(shè)定報(bào)警值。當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的電流值大于該設(shè)備設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，裝置自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)屏幕上進(jìn)行閃爍報(bào)警，當(dāng)輸出繼電器與井下擴(kuò)音系統(tǒng)連接后，聲音可通過(guò)井下擴(kuò)音系統(tǒng)傳送至工作面[2]，如圖2所示。

圖2　面板安裝圖

3　實(shí)施效果

智能型多路大電流監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)警裝置通過(guò)理論設(shè)計(jì)、實(shí)際制作，反復(fù)論證于2015年1月25日在我礦S11113工作面安裝并投入使用，經(jīng)多次試驗(yàn)、調(diào)試，可安全、準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)行。在實(shí)際使用中，該裝置安裝在設(shè)備列車的集控室中，電流傳感器安裝在各監(jiān)測(cè)設(shè)備開(kāi)關(guān)的接線腔內(nèi)，可同時(shí)監(jiān)測(cè)工作面后溜子電機(jī)電流、前溜子電機(jī)電流、轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)電流，并通過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸電流值實(shí)時(shí)顯示在本裝置的顯示屏上。當(dāng)運(yùn)行設(shè)備的電流值超過(guò)設(shè)定值后，能夠自動(dòng)發(fā)出警告聲并通過(guò)工作面擴(kuò)音系統(tǒng)傳送至工作面，避免設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行[3]。當(dāng)運(yùn)行設(shè)備電流值過(guò)小時(shí)，工作人員可及時(shí)通過(guò)工作面擴(kuò)音系統(tǒng)通知工作面工作人員加大放煤量，提高工作效率。

綜采工作面經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備過(guò)負(fù)荷的現(xiàn)象，造成電機(jī)被燒，至少影響生產(chǎn)24 h，在24 h內(nèi)重新安裝后溜子電機(jī)最少需要機(jī)電工8人，一個(gè)回采工一個(gè)班以200元計(jì)算，人工費(fèi)為200×8×3=48 000元，材料費(fèi)60萬(wàn)元，總計(jì)64.8萬(wàn)元。

該裝置設(shè)計(jì)成本費(fèi)用：電流傳感器每個(gè)350元，實(shí)際使用3個(gè)，控制板加工板費(fèi)1 000元，各類元器件500元，外殼及液晶屏費(fèi)用1 000元，總計(jì)花費(fèi)3 550元。

該裝置不需要安排專人監(jiān)視設(shè)備開(kāi)關(guān)電流值，每月可節(jié)約人工費(fèi)用5 000元，每年經(jīng)濟(jì)效益：5 000×12=60 000元，同時(shí)設(shè)備損壞率的降低，減少維修費(fèi)用和生產(chǎn)進(jìn)度。

4　結(jié)論

智能型多路大電流監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置在我礦各綜采工作面的推廣使用，有效解決了設(shè)備壓溜子、頻繁燒電機(jī)等機(jī)電事故的發(fā)生，提高了設(shè)備的使用率與生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

[1]袁秀修.電流互感器和電壓互感器[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011：48-49.

[2]范志慶.電子產(chǎn)品印制電路板設(shè)計(jì)與制作[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013（1）：82-83.

[3]王加祥.電路板焊接組裝與調(diào)試[J].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2016：112-113.