全數(shù)字閘間隙實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)在礦井提升機(jī)上應(yīng)用

馬永超

（河南能化集團(tuán)鶴煤公司第八煤礦，河南 鶴壁 458008）

0 概述

提升機(jī)的任務(wù)是：

1）沿井筒提升煤炭、矸石；

2）升降人員和設(shè)備；

3）下放物料。

它是井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)难屎怼Ｌ嵘龣C(jī)在運(yùn)行的過程中要求具有安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)的全過程中占有極其重要的地位。其中，提升機(jī)制動系統(tǒng)是礦井提升機(jī)的重要組成部分，由制動器（執(zhí)行器，通常也稱為閘）和傳動機(jī)構(gòu)兩部分組成，它直接影響提升機(jī)的正常工作和提升安全。提升機(jī)制動系統(tǒng)的作用：

1）正常工作制動，即在減速階段參與提升機(jī)的速度控制。如減速階段在滾筒上產(chǎn)生制動力矩使提升機(jī)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(jī)；

3）安全制動，即當(dāng)提升機(jī)工作不正常或發(fā)生緊急事故時，如提升機(jī)過速、過流和欠壓等故障出現(xiàn)時，進(jìn)行緊急制動，迅速可靠地閘住提升機(jī)；

4）調(diào)繩制動，即雙滾筒提升機(jī)在更換水平、調(diào)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(shí)現(xiàn)更換水平、調(diào)繩的安全操作。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定中內(nèi)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(dāng)閘瓦間隙超過規(guī)定值時應(yīng)及時調(diào)整，每次檢查調(diào)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(tài)，用塞尺測量閘瓦與制動盤之間的間隙。人工調(diào)整且不能實(shí)時監(jiān)測，當(dāng)閘間隙保護(hù)起作用時，不能及時判斷故障，為安全生產(chǎn)帶來很多安全隱患。盤形閘閘間隙全數(shù)字在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)μ嵘龣C(jī)的閘間隙實(shí)時監(jiān)測，為檢查、維護(hù)帶來方便。

1 系統(tǒng)簡介

液壓站和主井閘間隙全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是基于先進(jìn)的PLC 控制技術(shù)，采用國外高精度的位移檢測傳感器，通過方便的人機(jī)接口（OIU）操作界面，來完成對主井提升機(jī)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(jiān)控。

本系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的改變，在使用或者檢修時，根據(jù)工況調(diào)節(jié)閘間距時，可以方便的通過觸摸屏調(diào)整設(shè)定控制參數(shù)以及控制功能。在出現(xiàn)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(diǎn)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)由控制柜和各傳感器組成。

控制柜包括FATAK FBS 系列PLC CPU，數(shù)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(zhuǎn)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(tǒng)，傳感器DC 24V 電源由本柜內(nèi)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(shí)時間隙的大小。測量實(shí)際間隙是不可能在閘皮和轉(zhuǎn)動的閘盤間隙中放置傳感器。如何才能測量高精度的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)經(jīng)過一系列計算，能實(shí)際反映出閘皮和閘盤的實(shí)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(chǎn)生安全隱患的安裝方式。

4 系統(tǒng)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(xiàn)場位號為JX-01-L 的位移傳感器和支架。顯示數(shù)值單位：毫米。

圖2

4.2 閘盤偏擺

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

4.3 施閘或敞閘狀態(tài)

指閘控制系統(tǒng)發(fā)出的施閘、預(yù)施閘和敞閘命令。液壓站油壓：液壓站發(fā)出的敞閘油壓和施閘殘壓顯示。單位：MPa。

5 應(yīng)用效果

全數(shù)字閘間隙監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測提升機(jī)制動閘瓦間隙的大小，閘瓦制動系統(tǒng)中最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)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(guān)鍵設(shè)備。它不僅實(shí)時監(jiān)控在運(yùn)行中閘間隙的數(shù)據(jù)變化情況，實(shí)時提醒隨機(jī)調(diào)整和事故超前預(yù)警，還同時節(jié)省了維修工時，根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)顯示參數(shù)可以直接顯示和預(yù)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(jīng)濟(jì)效益十分明顯。