煤礦皮帶運輸機斷帶保護電氣智能控制系統的研究

竇 巖

（雞西大學，黑龍江 雞西 158100）

1 引言

帶式輸送機是煤礦井下運輸系統中的關鍵設備。若皮帶突然發生斷裂，不僅給煤礦安全生產帶來極大的影響，而且還有可能造成人員傷亡。另外，發生斷帶故障時，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的下方機頭處，給以后的修復工作帶來很大的困難。

2 帶式輸送機斷帶的危害及原因

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

3 目前保護裝置的缺陷

帶式輸送機一旦發生斷帶事故，其危害是很大的，尤其是上運皮帶，其危害更是不可設想。針對斷帶保護，國內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。抓捕裝置主要由機架總成、液壓系統、電氣控制系統、信號采集系統組成。該裝置的工作原理是防爆信號采集系統實時對皮帶的運行狀態進行檢測，并將檢測信號傳輸到防爆電氣控制系統。防爆電控箱內的PLC不間斷地將傳輸的檢測信號進行處理。一旦確認斷帶發生，防爆電氣系統將會發出電訊號指令以啟動液壓系統。通過旋轉結構、支撐結構與膠帶上、下表面始終保持面接觸，從而形成強大的摩擦制動力，可靠地制動下滑的皮帶以完成整個制動動作。當對于上運帶正常運轉時，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。當裝置上方出現斷帶時，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。控制箱判斷發生斷帶后發出動作指令，驅使礦用隔爆電磁閥動作，使抓捕機構執行抓捕動作，夾住斷裂下滑的輸送帶。該裝置雖然解決了斷帶常規保護，但對于皮帶運行過程中出現的非故障性擾動不能進行智能判斷，經常出現誤動作，以嚴重影響到煤礦企業的生產經營活動。

4 皮帶運輸機智能控制系統控制方案

針對帶式輸送機控制的缺陷，研究智能控制系統，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，從而保證煤礦的正常經營。

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載信號，經控制軟件智能處理計算后，由PLC模塊輸出控制信號，完成皮帶運輸系統的智能控制。如圖1所示。

圖1 系統框圖

5 PLC控制系統軟件開發

皮帶運輸機智能控制系統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。控制系統軟件由梯形圖程序實現，程序主要包括顯示刷新、負載信號采集、控制運算及控制輸出等部分。

PLC智能識別程序設計方案（參考）：

6 結語

在我國煤礦井下運輸中，皮帶輸送機的斷帶事故時有發生，因此“皮帶輸送機斷帶智能保護系統”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，從而為煤礦安全生產提供了可靠的技術保證。