煤礦工作面輸送設備監測裝置的研制

王濤

（平頂山天安煤業天力有限責任公司，河南平頂山 467000）

煤礦工作面輸送設備監測裝置的研制

王濤

（平頂山天安煤業天力有限責任公司，河南平頂山 467000）

煤礦井下生產是地下作業，煤礦工作面輸送設備在惡劣環境工作，受到多種因素的影響，因此對煤礦工作面輸送設備進行檢測，能夠實時了解設備的狀態，從而保障安全生產，減少意外風險，對工作狀況進行監測有著重要的工程意義。本文采用RS一485總線構建計量數據傳輸網絡，實現對煤礦工作面的實時監測。

煤礦工作面；輸送設備；檢測裝置

煤礦工作面輸送設備監測裝置主要應用于煤礦工作面工作環境的檢查，從而提升儀器的穩定性。采用遠程監控與自動控制，能夠對包括礦用采煤機、破碎機、帶式輸送機等傳動部分的井下裝置實現在線監測，并且遠程對工作狀態進行監控，從而實現保護。

1 煤礦工作面輸送設備監測裝置意義

1.1 油位監測的意義

在減速器運行時，減速器油發生損耗，如果在螺栓密封圈老化、螺栓密封不嚴等情況下減速器油急劇減少，會造成齒輪的膠合、點蝕等損壞，進而引起輸送機故障。為了掌握減速器油的油位狀況，需要停機作業，又會造成較大不便，因此對減速器油位進行監測具有重要的作用。

1.2 溫度監測的意義

當減速器運行時，會導致油溫升高，從而減少減速器油使用壽命，同時會造成減速器油的粘度變低，引起齒輪的膠合、點蝕等損壞。因此實時地監測減速器的溫度具有重要的意義。

2 煤礦工作面輸送設備監測裝置研制

2.1 總體要求

煤礦工作面輸送設備監測裝置設計必須要滿足有關的要求，從而實現實時監控的功能：（1）能應用于煤礦井下，符合《可燃性氣體環境下電氣設備要求》及家電標準《GB3836—2000爆炸性氣體環境用電氣設備》的要求；（2）裝置可以存儲參數、故障信息等，并且信息不易丟失；（3）裝置具有通訊接口，能夠進行油溫、油位以及故障信息等的上傳；通過傳感器以及AD轉換器，將信息傳輸到上位機。

2.2 硬件設計

硬件是煤礦工作面輸送設備監測裝置的核心，硬件設計不僅需要保證功能性良好，還必須保證系統具有較好的穩定性，能夠在相對惡劣的環境中工作，而且因為煤礦工作面工作時會伴隨強烈的震動，所以硬件設備必須具備較好的抗震能力。

監測裝置的硬件設備主要是由溫度傳感器、礦用本質安全型電源、液位傳感器以及監測裝置主控制器組成，主控制器由單片機、模數轉換模塊、信號調理模塊、非易失性存儲器、實時時鐘電路、RS485通訊模塊和報警模塊進行檢測、數據傳輸與存儲。

監測裝置為了實現在線監測，硬件的主要功能：(1)通過傳感器采集各個工況參數，并且實現非正常狀態報警；(2)接收上位機)控制信息并且修改參數設定值；(3)通過傳輸設備，根據控主機的命令收集數據；(4)減速器出現故障，停止工作以實現保護。

2.2 軟件設計

監測裝置為了實現在線監測，需要綜合了解系統性能以及功能的要求，采用模塊化的思想進行設計，在檢測系統工程的軟件中，主要由主程序、數據采集，故障判斷，通訊和參數存儲4個專用子程序組成，專用子程序能夠完成控制采樣數據、數值比較、判斷和處理，并且進行參數存儲與讀取，流程圖如下：開始

檢測設備主流程圖

2.3 總體設計

根據以上硬件設計以及軟件設計，加上綜合保護裝置，構成了煤礦工作面輸送設備監測裝置。該檢測系統的主要工作流程包括：（1）電動機數據通過電流互感器、電壓互感器和零序互感器檢測三相電壓、三相電流和零序電流信號，并且通過變換器，將所測定的信號變換為電壓信號；（2）信號通過AD準換器，變成可以采集的數字信號；（3）經過單片機運算，對于電動機以及相關設備的工作狀態進行監控，并且根據設定的參數，發出報警或是跳閘信號；（4）單片機顯示并存儲信息，通過RS485總線上傳到上位機。在所監控的參數中，包括減速器以及高速軸的溫度以及油位，這些參數通過傳感器，一次通過信號調節、轉換器將參數轉換為數字信號，并且報單片機進行處理，從而實現對工作面的實時監控。

3 結語

本文通過煤礦工作面輸送設備監測裝置的功能需求分析，構建了適合監控系統的硬件與軟件，通過良好的設計，能夠實現對煤礦工作面輸送設備的實時監控，并且滿足監控設備穩定、安全運行，對于煤礦工作面的安全生產具有重要的意義。

[1]李紀等．煤礦安全手冊[M]．煤炭工業出版社，1996：85．121.

[2]趙鴻圖．基于單片機的溫度控制系統的設計與實現[J]．微計算機信息，2008(9)：54—56.

TP277

A

1003-5168(2014)04-0111-01

王濤（1971.3—），男，漢族，助理工程師，研究方向：煤礦機電專業。