斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監測系統的研發與應用

原磊明，王海斌，李允旺，王 雪

（1.山西凌志達煤業有限公司，山西 長子 046606，2.中國礦業大學 機電工程學院，江蘇 徐州 221116）

1 工程概況

凌志達煤業主斜井帶式輸送機采用拉緊重錘車對其皮帶進行張緊，不僅起到皮帶張緊作用，還能反映皮帶的運行狀態。當皮帶的拉緊重錘車上行的距離過大時，可能會使皮帶的張緊力不足導致皮帶部分松脫；當拉緊重錘車下行的距離過大時，皮帶可能發生斷帶事故。一旦發生斷帶事故后果，輕則造成運輸物質滑落停滯，重則造成人員的傷亡事故。因此，研發斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監測系統對其進行檢測，以判斷皮帶的運行狀態至關重要。

2 系統的工作原理與硬件組成

1）系統的工作原理：見圖員。檢測傳感器組分別記表1至8號。當輸送機正常運行時，采集通訊箱將采集傳感器組的數字量輸入，并傳輸到監測顯示箱，通過液晶屏對小車的位置進行顯示，當小車位置超過設定值范圍時，語音報警器發出報警提示。

圖1 帶式輸送機拉緊重錘車位置檢測系統工作原理

2）系統的硬件組成：主要由檢測傳感器組、采集通訊箱、監測顯示箱、語音報警器組成，檢測傳感器組由8個霍爾傳感器構成，裝在傳感器固定架上，間距20 mm，傳感器下方有若干個磁塊連續排成長度約140 mm的磁條。

3 系統的軟件界面及功能

3.1 主監測界面

圖2界面模擬一臺拉緊重錘車，并設置范圍0到200 mm的尺寸標尺。拉緊重錘車會根據監測到的傳感器數據在軌道上進行移動，指針在標尺上指出車的位置，并在標尺右側顯示出車的位置數值。

圖2 拉緊重錘車位置監測系統的主監測界面

正常情況下，拉緊重錘車在一定范圍內移動。上限值與下限值根據車的實際情況按“設置”窗口進行設置。當上行超限時，將發出“上行超限，請注意”的語音報警。當下行超限時，將發出“下行超限，請注意”的語音報警。當下行嚴重超限時，可能是皮帶發生斷帶事故時，拉緊重錘車不受皮帶張力限制。向下移動的情況，此時發出“注意,下行嚴重超限，疑似斷帶，請避險”的警報，并向斷帶保護系統發出斷帶信號，啟動斷帶保護。

拉緊重錘車的位置由8個傳感器進行指示，在界面重錘車的下方為8個傳感器的安裝位置與狀態顯示，安裝位置是根據實際的安裝位置進行設置的。當重錘車位置不大于7倍傳感器的間距L時，前方的位置傳感器接通變為綠色，后方的指示燈顯示為紅色。重錘車的位置若超過7倍的傳感器間距L時，后方的傳感器接通變為綠色，而前方的n個傳感器不接通、顯示為紅色，重錘車的位置為（6+n）L。

窗口下方設置“設置”、“幫助”、“斷帶報警復位”3個按鈕。點擊“設置”與“幫助”可打開設置窗口和幫助窗口。點擊“斷帶報警復位”可對拉緊重錘車嚴重下行超限的報警進行復位。此操作需采用專用鼠標進行操作。窗口下方設置通訊指示燈；通訊正常時，呈現暗綠色；通訊不正常時，顯示紅色。

3.2 設置窗口

參數設置窗口中，可設置4個參數，并在窗口下方對參數設置進行了簡要說明。“傳感器安裝間距”輸入框，根據傳感器實際安裝間距輸入數值。“張緊小車上端報警位置”和“張緊小車下端報警位置”輸入框，用來設定重錘車的上行和下行的報警位置。當車處于此位置時，會觸發語音報警。“張緊小車下限嚴重超限報警位置”輸入框，用來設定車下行的極限位置，在此位置時，可能是發生斷帶的情況，一旦重錘車行至此位置時，語言報警將觸發，并向斷帶保護控制系統發出信號，啟動斷帶保護。

3.3 幫助窗口

幫助窗口中，對主界面的組成與功能進行了簡單說明；包括張緊小車及尺寸標尺、傳感器狀態顯示、報警與復位，使人機交互界面更友好，更易于理解使用。

4 使用效果

所述斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監測系統已在凌志達煤礦主井帶式運輸機投入運行八個月的時間。正式運行階段，該系統能準確檢測拉緊重錘車的運行位置，并正確反映皮帶的運行狀態；在發生疑似斷帶事故時立即報警，并使斷帶保護系統及時動作，有效防止了斷帶引發的嚴重事故。實踐結果表明，該斜井帶式輸送機拉緊重錘車位置監測系統動作靈活可靠，達到預期效果。

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