皮帶運輸機的溫度與煙霧監測系統的研究

焦靈俠

（西安工業大學北方信息工程學院，陜西，710200）

皮帶運輸機的溫度與煙霧監測系統的研究

焦靈俠

（西安工業大學北方信息工程學院，陜西，710200）

本系統設計的是皮帶運輸機的溫度與煙霧監控系統，在皮帶運輸機工作過程中，對其進行兩點溫度監控與煙霧監控。在軸承和礦井的環境中各設有一個溫度傳感器，用于測量其溫度，在皮帶輸送機的制動閘的摩擦片處設一個測量煙霧濃度的傳感器，監測制動閘是否出現冒煙故障。當監測點溫度過高或制動閘出現冒煙故障時，報警系統開啟聲光報警并能精確顯示其故障位置。

皮帶運輸機；溫度傳感器；煙霧傳感器

0 引言

皮帶運輸機作為礦井下的重要運輸設備，其運行安全是不可小覷的。本文設計了皮帶運輸機的溫度和煙霧監控系統，對于礦井下皮帶運輸機可能出現的由于溫度升高和產生的煙霧產生的安全隱患進行監控，并將檢測到的數據及時反映到上位機使工作人員及時發現并及時處理。

1 總體方案設計

利用STC12C5A60S2單片機作為采煤機溫度與煙霧監控系統的主控制器，通過溫度傳感器DS18B20檢測皮帶運輸機的電機軸承溫度和皮帶環境溫度信號。通過煙霧傳感器MQ-2檢測皮帶運輸機的煙霧信號，測溫點選在軸承和皮帶上，將溫度和煙霧的數字信號送達單片機進行數據處理，將處理的數據通過無線傳輸模塊NRF905傳送給上位機，上位機采用Labview軟件對皮帶運輸機的溫度和煙霧進行實時監控，當溫度和煙霧低于設定的值或高于設定的值時，將產生報警。

圖1 STC12C5A60S2管腳圖

2 硬件設計

2.1 STC12C5A60S2系列單片機的管腳說明(如圖1)

2.2 溫度采集模塊電路設計

圖 2 電機軸承溫度和環境溫度檢測電路

2.3 煙霧濃度采集模塊電路設計

皮帶輸送機制動閘煙霧監控電路的整個設計由3大部分構成：煙霧傳感器、60S2單片機、煙霧報警電路。在測量煙霧的電路中，連接LM324四運算放大器的作用是電壓跟隨器（如圖3）。

2.4 LCD12864的電路設計

LCD12864液晶顯示屏與單片機的連接選擇串行連接（如圖4）。

圖3 煙霧濃度采集模塊電路

圖4 LCD12864的顯示模塊電路圖

2.5 報警模塊

蜂鳴器采用直流電壓供電。蜂鳴器的驅動電路一般都包括三部分：三極管、蜂鳴器、續流二極管和電源濾波電容各一個。

圖5 溫度聲光報警電路圖

圖6 煙霧聲光報警電路圖

3 軟件設計

主程序主要解決將煙霧信息通過傳感器采集上來，送給單片機進行A/D轉換，溫度通過DS18B20測得并送到單片機進行處理，并通過與事先存儲到單片機里面的閾值比較，如果超限，將會啟動報警子程序，產生報警，如果沒有超限，則會返回，重新初始化后繼續采集信號。系統主流程圖如圖7所示。

4 系統調試

在設計的過程中，往往在一些細節問題上遇到不少問題：

（1）在設計報警電路時，開始在發射極加了電阻，但是測試時，蜂鳴器并不報警，后來在把其短接之后，蜂鳴器就正常工作。

（2）在溫度電路調試過程中，溫度采集結果始終顯示80℃，經查閱資料后發現，若采取外部供電的方式，DS18B20的GND 引腳不能懸空，否則其不能正常轉換溫度，讀取的溫度總是80℃。

(3)由于個別焊點有虛焊的現象，導致液晶屏不亮。

(4)焊接錯誤也是導致調試出錯的原因之一。

(5)程序編寫有誤，可能導致顯示不正確等。

[1]徐迎曦等.皮帶輸送機智能化保護控制系統[J].儀表技術與傳感 器,2009,16:90-92.

Xu yingxi. Belt conveyor intelligent protective control system [J].Instrument Technique and Sensor, 2009,16: 90-92.

[2]秦連軍等.皮帶輸送機常見故障分析與處理方法[J].煤炭技術,2009,8:18-20.

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[3]李寶山,徐鵬.露天煤礦用皮帶運輸機智能控制系統的研究[J].商品與質 量,2013.

Li Tianbao,Xu Peng. Research on intelligent control system of opencast belt conveyor [J]. Commodity and quality, 2013.

Research of Conveyor Belt Temperature and Smoke Detector System

Jiao Lingxia
（Xi'An Technological University North Institute of Information Engineering，Shaanxi，710200）

In this paper,the overall design of monitoring system is the temperature of the belt conveyor with smoke.In the working process of the belt conveyor, multi-point temperature measurement and smoke control on it.In the environment of the bearing and mine equipped with a temperature sensor,used to measure the temperature.And in the belt conveyer brake friction disc set a measuring smoke concentration sensor,so that monitoring of the brake fault whether any smoke.When there is smoke monitoring temperature too high or brake failure,open the sound and light alarm and alarm system can accurately display the fault location.

belt conveyor；temperature sensor；smoke sensor

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A

西安工業大學北方信息工程學院院長科研基金項目（YZZ1503）

焦靈俠（1983.11—）女，碩士，講師，研究方向：控制理論與控制工程 .