斜井帶式輸送機(jī)拉緊重錘車位置監(jiān)測(cè)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(dá)煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)子 046606，2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

1 工程概況

凌志達(dá)煤業(yè)主斜井帶式輸送機(jī)采用拉緊重錘車對(duì)其皮帶進(jìn)行張緊，不僅起到皮帶張緊作用，還能反映皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)皮帶的拉緊重錘車上行的距離過(guò)大時(shí)，可能會(huì)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(guò)大時(shí)，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(yùn)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(jī)拉緊重錘車位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以判斷皮帶的運(yùn)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(jiàn)圖員。檢測(cè)傳感器組分別記表1至8號(hào)。當(dāng)輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，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(cè)顯示箱，通過(guò)液晶屏對(duì)小車的位置進(jìn)行顯示，當(dāng)小車位置超過(guò)設(shè)定值范圍時(shí)，語(yǔ)音報(bào)警器發(fā)出報(bào)警提示。

圖1 帶式輸送機(jī)拉緊重錘車位置檢測(cè)系統(tǒng)工作原理

2）系統(tǒng)的硬件組成：主要由檢測(cè)傳感器組、采集通訊箱、監(jiān)測(cè)顯示箱、語(yǔ)音報(bào)警器組成，檢測(cè)傳感器組由8個(gè)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(gè)磁塊連續(xù)排成長(zhǎng)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(cè)界面

圖2界面模擬一臺(tái)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(huì)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的傳感器數(shù)據(jù)在軌道上進(jìn)行移動(dòng)，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(cè)系統(tǒng)的主監(jiān)測(cè)界面

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

拉緊重錘車的位置由8個(gè)傳感器進(jìn)行指示，在界面重錘車的下方為8個(gè)傳感器的安裝位置與狀態(tài)顯示，安裝位置是根據(jù)實(shí)際的安裝位置進(jìn)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(shí)，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(guò)7倍的傳感器間距L時(shí)，后方的傳感器接通變?yōu)榫G色，而前方的n個(gè)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(bào)警復(fù)位”3個(gè)按鈕。點(diǎn)擊“設(shè)置”與“幫助”可打開(kāi)設(shè)置窗口和幫助窗口。點(diǎn)擊“斷帶報(bào)警復(fù)位”可對(duì)拉緊重錘車嚴(yán)重下行超限的報(bào)警進(jìn)行復(fù)位。此操作需采用專用鼠標(biāo)進(jìn)行操作。窗口下方設(shè)置通訊指示燈；通訊正常時(shí)，呈現(xiàn)暗綠色；通訊不正常時(shí)，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(gè)參數(shù)，并在窗口下方對(duì)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。“傳感器安裝間距”輸入框，根據(jù)傳感器實(shí)際安裝間距輸入數(shù)值。“張緊小車上端報(bào)警位置”和“張緊小車下端報(bào)警位置”輸入框，用來(lái)設(shè)定重錘車的上行和下行的報(bào)警位置。當(dāng)車處于此位置時(shí)，會(huì)觸發(fā)語(yǔ)音報(bào)警。“張緊小車下限嚴(yán)重超限報(bào)警位置”輸入框，用來(lái)設(shè)定車下行的極限位置，在此位置時(shí)，可能是發(fā)生斷帶的情況，一旦重錘車行至此位置時(shí)，語(yǔ)言報(bào)警將觸發(fā)，并向斷帶保護(hù)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)斷帶保護(hù)。

3.3 幫助窗口

幫助窗口中，對(duì)主界面的組成與功能進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明；包括張緊小車及尺寸標(biāo)尺、傳感器狀態(tài)顯示、報(bào)警與復(fù)位，使人機(jī)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(jī)拉緊重錘車位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已在凌志達(dá)煤礦主井帶式運(yùn)輸機(jī)投入運(yùn)行八個(gè)月的時(shí)間。正式運(yùn)行階段，該系統(tǒng)能準(zhǔn)確檢測(cè)拉緊重錘車的運(yùn)行位置，并正確反映皮帶的運(yùn)行狀態(tài)；在發(fā)生疑似斷帶事故時(shí)立即報(bào)警，并使斷帶保護(hù)系統(tǒng)及時(shí)動(dòng)作，有效防止了斷帶引發(fā)的嚴(yán)重事故。實(shí)踐結(jié)果表明，該斜井帶式輸送機(jī)拉緊重錘車位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)作靈活可靠，達(dá)到預(yù)期效果。

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