刮板運輸機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用探析

楊晉平

（西山煤電集團有限責任公司， 山西 太原 030053）

引言

刮板運輸機屬于煤礦生產(chǎn)運輸基礎(chǔ)裝備，從先前刮板運輸機的使用情況來看，整體的監(jiān)測技術(shù)較為落后，很多情況下，設(shè)計采用的是人工監(jiān)測的方式，影響到刮板運輸機整體的監(jiān)測效果。一些煤礦雖然使用了先進的數(shù)據(jù)采集裝備，但是受到場地狹小、線路布置較為困難等因素的影響，對刮板運輸機整體的監(jiān)控效果較為一般，并沒有形成完善的刮板運輸機監(jiān)控模式。因此，對刮板運輸機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析有著較為重要的意義。

1 刮板運輸機自動化監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用總體要求

刮板運輸機主要包含有刮板鏈、機頭、機身、推移裝置等，從當前刮板運輸機的驅(qū)動情況來看，驅(qū)動部件主要是雙速電機構(gòu)。為了更好提升刮板運輸機的運行效果，需要對刮板運輸機運行的參數(shù)進行全面的監(jiān)控。主要監(jiān)控的內(nèi)容有：設(shè)備鏈輪中油溫的變化與溫位的變化，減速器軸承溫度、油箱中含油的位置及油體的溫度等。在對刮板運輸機進行監(jiān)控時，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當滿足如下條件：

1）監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當可以實時獲得刮板運輸機運行中的各種參數(shù)，同時需要實時展現(xiàn)給用戶，同時，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)當具備記錄、存儲及打印等相關(guān)的功能。

2）通過對刮板運輸機的自動化監(jiān)控，對設(shè)備出現(xiàn)的故障進行實時報警，從而更為精準地定位故障發(fā)生的位置。

3）在自動化監(jiān)控系統(tǒng)下，可對刮板運輸機實現(xiàn)遠程的啟動和停止控制，同時對刮板運輸機可進行手動或者自動控制。

此外，在對刮板運輸機進行監(jiān)控時，可對采集得到的數(shù)據(jù)進行全面的處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)綜合判斷與處理的結(jié)果，對刮板運輸機整體的運行狀態(tài)進行全面的判定，特別是通過采集得到的數(shù)據(jù)，對設(shè)備是否出現(xiàn)故障進行全面的判定。

圖1 為刮板運輸機在自動化監(jiān)控下，需要具備的功能與需要采集得到的信息，從圖1 可知，在對刮板運輸機進行自動化監(jiān)控的過程中，應(yīng)當將整個系統(tǒng)分為三個方面，分別為：地面遠程監(jiān)控系統(tǒng)、順槽遠程監(jiān)控系統(tǒng)及機載監(jiān)控系統(tǒng)等，同時，各個系統(tǒng)之間在進行通信時，設(shè)計采用以太網(wǎng)的通信方式，從而實現(xiàn)對刮板運輸機自動化、智能化控制。

圖1 刮板運輸機遠程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

2 刮板運輸機自動化監(jiān)控系統(tǒng)具體設(shè)計

2.1 機載監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

在對刮板運輸機機載監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，隔爆本安型機載控制器是核心，可以實現(xiàn)對刮板運輸機整體運行參數(shù)的在線監(jiān)測，同時也可以實現(xiàn)本地控制。通過在刮板運輸機的機頭與機尾的位置設(shè)置一整套控制器的方式，實現(xiàn)機載監(jiān)控系統(tǒng)的全面監(jiān)控。該控制器的主要作用是通過內(nèi)部傳感器對刮板運輸機運行的參數(shù)進行全面采集，同時將采集得到的數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)傳送到刮板運輸機順槽遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC 控制器是整個控制器的核心。在對機載監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，對于使用到的硬件主要見下頁表1[1-2]。

表1 刮板運輸機機載監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成表

通過機載監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對刮板運輸機整個運行參數(shù)的全面精準采集，從而為后續(xù)對設(shè)備運行情況的判定打下堅實的基礎(chǔ)，同時也有助于對刮板運輸機出現(xiàn)的故障類型進行判定，對故障的定位更為精準。

2.2 順槽遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

在對刮板運輸機進行監(jiān)控時，對順槽實現(xiàn)遠程監(jiān)控是非常關(guān)鍵的內(nèi)容，是推動地面監(jiān)控系統(tǒng)與機載監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)有效對接的關(guān)鍵。在對順槽遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，最為關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)處理計算機、監(jiān)控平臺及控制器等。在具體使用的過程中，具體操作人員通過使用控制器，可有效對刮板運輸機實現(xiàn)高質(zhì)量的遠程監(jiān)控。對使用數(shù)據(jù)處理計算機，可實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)采集得到的參數(shù)的全面顯示，同時，也可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)進行處理、存儲，在具體操作時，主要使用的是上位機監(jiān)控平臺。

2.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

在對刮板運輸機進行監(jiān)控時，地面監(jiān)控系統(tǒng)是整個控制的中心，主要責任任務(wù)是調(diào)度，主要功能是對整個刮板運輸機運行的狀態(tài)進行有效遠程監(jiān)控。具體包含有刮板運輸機供配電情況、現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信情況及刮板運輸機整體的工作狀態(tài)。在地面監(jiān)控系統(tǒng)中主要設(shè)計有無線網(wǎng)絡(luò)管理平臺、視頻監(jiān)測平臺、遠程監(jiān)控平臺及數(shù)字化監(jiān)測平臺等。

3 刮板運輸機自動化監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 對刮板運輸機運行工況進行全面監(jiān)測

在對刮板運輸機監(jiān)測的過程中，運行工況非常重要，重點需要對刮板運輸機減速器運行情況、驅(qū)動電機運行情況等進行全面的監(jiān)測，從而實現(xiàn)對刮板運輸機自動控制，從當前自動化監(jiān)控系統(tǒng)在對刮板運輸機運行工況進行監(jiān)測方面，整個技術(shù)已經(jīng)非常成熟。通過將信息采集技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及在線檢測技術(shù)等全面結(jié)合的方式，可實現(xiàn)對刮板運輸機轉(zhuǎn)速、電壓及溫度等方面的綜合檢測。在驅(qū)動電機位置安裝傳感器，同時也可以安裝到刮板運輸機的減速器、開關(guān)箱等位置，對減速器、電動機等位置實現(xiàn)在線檢測。通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的綜合分析與對比，可以將刮板運輸機整體的運行狀態(tài)，通過曲線、圖表等全面展現(xiàn)出來，在地面控制中心及井下的操作平臺上，可以全面顯示出刮板運輸機的整體運行狀態(tài)。

同時，需要對刮板運輸機減速器中油質(zhì)情況進行全面的監(jiān)測，在具體檢測時，對減速器中液壓油進行取樣，并進行針對性的離機檢驗。同時，為了提升自動化監(jiān)控水平，技術(shù)人員在減速器油路上安裝在線自動監(jiān)測傳感器，實現(xiàn)對油質(zhì)情況的自動化監(jiān)測，也可以實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測。

此外，在對刮板運輸機驅(qū)動電機、減速器等進行監(jiān)測時，可選擇使用傳感器對刮板運輸機表現(xiàn)出的振動信息進行全面的提取，并將結(jié)果傳遞給控制器，從而實現(xiàn)對監(jiān)測信號的全面分析判斷。

3.2 對刮板運輸機鏈條張力進行自動化調(diào)控

刮板運輸機主要任務(wù)是對煤炭資源進行運輸，在工作中表現(xiàn)出明顯的摩擦問題，導致設(shè)備出現(xiàn)損壞的問題明顯，特別是斷鏈事故非常多。刮板運輸機若出現(xiàn)了過緊或者過松的問題時，均可能導致刮板運輸機出現(xiàn)斷鏈。因此，實現(xiàn)對刮板運輸機張力的自動化監(jiān)控非常重要。在具體實施時，可通過在刮板運輸機安裝自動張緊裝置，根據(jù)刮板運輸機的實際使用情況，實現(xiàn)自動化的張緊或者松弛，確保刮板運輸機在設(shè)定的張力范圍內(nèi)運行。通過在刮板運輸機機頭鏈輪位置布置傳感器，實現(xiàn)對刮板運輸機底鏈下垂度的全面監(jiān)測，精準掌握刮板運輸機的松弛度。同時，在刮板運輸機機頭鏈輪位置安裝傳感器，對刮板運輸機上鏈輪進行全面的監(jiān)測。將得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，通過計算機實現(xiàn)對電業(yè)控制閥的有效控制，通過對油缸壓力進行針對性調(diào)節(jié)的方式，有效完成對機尾架的自動化控制，確保鏈輪張力在標準的范圍內(nèi)。

3.3 對刮板運輸機進行自動調(diào)直

在實際回采的過程中，為了提升頂板管理效果，有效增強對綜采設(shè)備的維護質(zhì)量，刮板運輸機在使用的過程中應(yīng)當確保處理平直的狀態(tài)。在具體實施中，可通過使用超聲測距儀，配合使用紅外線測距儀，實現(xiàn)對刮板運輸機運行狀態(tài)的有效監(jiān)測，在出現(xiàn)彎曲情況之后，可自動調(diào)直[3-5]。

4 結(jié)語

全面做好對刮板運輸機的自動化監(jiān)控，對于提升刮板運輸機整體的使用效果有著明顯的作用，工作人員借助自動化監(jiān)控的方式，不論是操作設(shè)備還是維修設(shè)備，整體的便利程度提升明顯。同時，在自動化監(jiān)控技術(shù)下，技術(shù)人員可對刮板運輸機實現(xiàn)實時監(jiān)控，掌握刮板運輸機的油溫、流量及溫度等參數(shù)，確保刮板運輸機處于正常的運行狀態(tài)，推動煤礦井下生產(chǎn)更為安全。