礦用帶式輸送機監測與保護系統研究

安俊燕

（汾西礦業設備修造廠， 山西 介休 032000）

引言

近年來，煤炭開采機械化已成為煤炭工業增加產量、減少生產勞動率、減小重大惡性事故和改善勞動條件的一項關鍵性技術[2]。其中減人提效，提高綜合自動化水平是現代化礦井的必然要求。原煤運輸是礦井生產的關鍵環節，采用以PLC為核心的控制、監測、保護系統能夠很好地滿足這些要求[5]。PLC結構簡單，安全可靠，編程環境與實際情況聯系緊密，容易操作，在實際的生產中應用廣泛[6]。

1 目前礦用帶式輸送機的現狀及發展趨勢

國內外帶式輸送機都在長距離、大運量、節能、驅動、高可靠性、自動化、可視化、高精度在線監測方向有長足的發展[8]。主要體現在以下幾個方面。

1.1 永磁直驅動力系統

永磁直驅動力系統，可以替代“異步電機+軟起裝置+減速器”的傳統驅動系統，實現電動機與運輸機滾筒軸的無齒輪傳動[7]。原始系統有一定的繁雜性。簡化傳動系統，大大提高傳動效率，系統基本無需維護；提高電力的使用效率，節省電能；通訊功能比較強大，便于實現煤礦“無人值守”的終極目標。

1.2 智能化巡檢系統

智能機器人巡檢可以長時間可靠的進行煤礦井下的音頻，視頻與數據的實時采集，并通過事先設計好的各種程序軟件，對發生的情況作出處理決斷，并將最終結果反饋到井下集控中心和地面。

1.3 帶式輸送機的動態分析

帶式輸送機在使用工況及負載發生重大變化時，會產生較大的張力，張力超過一定范圍就會對輸送機產生影響，較輕的會引起大的振動，運行失穩、機架滾筒晃動等現象；嚴重的會造成制動失效，輸送帶斷裂，驅動裝置損壞等故障。特別是在啟動和制動過程中，動張力現象比較明顯[4]。

2 礦用帶式輸送機的電氣保護裝置

安全保護裝置是對帶式輸送機進行監測，報警，必要時可以切斷電源進行保護的裝置，可以提高輸送機的壽命，預防災害事故的發生，保障礦井安全生產。通過進行系統的安全保護設計，可以實現帶式輸送機的自動化，同時接入井下工業以太環網，便于管理，達到減人提效的目的，提高生產率。

3 礦用帶式輸送機的安全監測與保護

針對礦用帶式輸送機的七大保護：速度保護、堆煤保護、跑偏保護、煙霧保護、溫度保護、沿線緊急停車保護、撕帶保護。

當產生上述突發問題時，會進行相應的提示，如語音報警等，實現事事追蹤控制，保證整個生產過程的正常運行[3]。

4 控制與監測主流程圖設計（見圖1、下頁圖2）

圖1 控制方式設計

圖2 故障監測設計

5 PLC控制器的主要功能塊

集控方式：當位于集控方式時，該皮帶的控制系統的行使權移交給上級控制中心，上級控制中心通過控制本部PLC集控功能塊里面的程序[1]。

就地方式：當位于就地檔時，司機在操作臺控制本條皮帶機的起停，所有接入的故障保護功能均有效，皮帶機按PLC控制程序起停。只需要按下啟動按鈕，系統自行打點預告，如系統正常，電機自動啟動。

檢修方式：檢修”檔和“就地”檔類似，用于某個故障保護傳感器異常需檢修時切除所有外部故障保護功能（除沿線急停外）。控制臺的工作方式旋轉至檢修位置，然后按下啟動按鈕，實現系統的啟動；如果系統沒有問題，則礦用帶式輸送機可以正常運行。

手動方式：按下打點預警按鈕，打點預警信號預警，再手動按下啟動按鈕，電機啟動。

6 結語

在高產高效煤炭生產過程中，礦用帶式輸送機的安全平穩運行不僅直接影響著整個礦井的煤炭產量，還是煤礦安全生產的一個重要指標。所以，應大力開展礦用帶式輸送機關鍵技術的創新研究，自動檢索和消除運輸過程中的故障，實現運輸過程的自動化運行，不斷提高我國的煤炭生產運輸技術，實現高產高效。