全數字閘間隙實時監測系統在礦井提升機上應用

馬永超

（河南能化集團鶴煤公司第八煤礦，河南 鶴壁 458008）

0 概述

提升機的任務是：

1）沿井筒提升煤炭、矸石；

2）升降人員和設備；

3）下放物料。

它是井下生產系統和地面工業廣場相連接的樞紐，是礦山運輸的咽喉。提升機在運行的過程中要求具有安全性、可靠性和經濟性。因此，提升機在煤礦生產的全過程中占有極其重要的地位。其中，提升機制動系統是礦井提升機的重要組成部分，由制動器（執行器，通常也稱為閘）和傳動機構兩部分組成，它直接影響提升機的正常工作和提升安全。提升機制動系統的作用：

1）正常工作制動，即在減速階段參與提升機的速度控制。如減速階段在滾筒上產生制動力矩使提升機減速，在下放重物時施閘限制下放速度；

2）正常停車制動，即在提升終了或停車時能可靠地閘住提升機；

3）安全制動，即當提升機工作不正常或發生緊急事故時，如提升機過速、過流和欠壓等故障出現時，進行緊急制動，迅速可靠地閘住提升機；

4）調繩制動，即雙滾筒提升機在更換水平、調繩或更換鋼絲繩時，能可靠地閘住游動滾筒，松開固定滾筒，以實現更換水平、調繩的安全操作。根據《煤礦安全規程》規定中內容，盤式制動閘瓦與制動盤之間的間隙不得大于2mm，每天安排專職人員檢查閘瓦間隙，當閘瓦間隙超過規定值時應及時調整，每次檢查調整非常繁瑣，檢查之前，將提升容器停在井筒中對接位置，并將滾筒用定車位置鎖住，向制動油缸充入壓力油，使制動器處于全松閘狀態，用塞尺測量閘瓦與制動盤之間的間隙。人工調整且不能實時監測，當閘間隙保護起作用時，不能及時判斷故障，為安全生產帶來很多安全隱患。盤形閘閘間隙全數字在線監測系統，能夠對提升機的閘間隙實時監測，為檢查、維護帶來方便。

1 系統簡介

液壓站和主井閘間隙全數字監控系統是基于先進的PLC 控制技術，采用國外高精度的位移檢測傳感器，通過方便的人機接口（OIU）操作界面，來完成對主井提升機的閘間隙、閘盤溫度、閘皮磨損度、液壓站溫度以及液壓站的油壓監控。

本系統可以根據生產環境的改變，在使用或者檢修時，根據工況調節閘間距時，可以方便的通過觸摸屏調整設定控制參數以及控制功能。在出現故障報警時，通過查閱報警信息，很快的找到故障原因，確定故障點。

2 系統構成

本系統由控制柜和各傳感器組成。

控制柜包括FATAK FBS 系列PLC CPU，數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入模塊、PLC 電源、DC 24V 電源、通訊信號轉換器，微型斷路器、接線端子，熔斷器等。

傳感器包括8 個位移傳感器，1 個壓力傳感器。控制柜AC 220V來自外接電源系統，傳感器DC 24V 電源由本柜內自有AC/DC 提供。

3 傳感器安裝

閘間隙的測量就是測量閘皮打開時實時間隙的大小。測量實際間隙是不可能在閘皮和轉動的閘盤間隙中放置傳感器。如何才能測量高精度的數據呢？把傳感器和閘皮固定在一起，傳感器探頭測閘盤，且測量數據經過一系列計算，能實際反映出閘皮和閘盤的實際距離。

圖1

傳感器支架從安全起見，采用粘貼方式。用耐用的金屬粘接膠將支架和閘皮頂端粘在一起，而不能采用焊接或者打孔安裝，或者松動閘皮螺絲等對閘皮產生安全隱患的安裝方式。

4 系統界面顯示

4.1 閘間隙

顯示閘皮從施閘到敞閘的動作距離，即閘皮離開閘盤的距離。例如：JX-01-L——指現場位號為JX-01-L 的位移傳感器和支架。顯示數值單位：毫米。

圖2

4.2 閘盤偏擺

顯示閘盤在轉動過程中擺動距離。例如：JX-PB-L——指現場位號為JX-PB-L 的位移傳感器。顯示數值單位：毫米。

4.3 施閘或敞閘狀態

指閘控制系統發出的施閘、預施閘和敞閘命令。液壓站油壓：液壓站發出的敞閘油壓和施閘殘壓顯示。單位：MPa。

5 應用效果

全數字閘間隙監測系統能夠實時監測提升機制動閘瓦間隙的大小，閘瓦制動系統中最關鍵的數據是閘間隙、閘皮磨損、彈簧疲勞等，它們是保證礦井安全提升的關鍵設備。它不僅實時監控在運行中閘間隙的數據變化情況，實時提醒隨機調整和事故超前預警，還同時節省了維修工時，根據監測系統顯示參數可以直接顯示和預警間隙值的大小，減少維修人員查找故障源或人工測量制動閘間隙的時間，贏取更多的安全提升時間和工作效率，其安全效果和經濟效益十分明顯。