礦用提升機鋼絲繩張力及超載在線監測系統分析

石躍芳

(山西潞安檢測檢驗中心有限責任公司，山西 長治 046204)

1 在線監測系統簡介

郭莊煤礦為了確保提升機安全運行，增設了提升機在線監測系統，對提升機鋼絲繩張力及超載進行監測。該套礦用提升機鋼絲繩張力及超載在線監測系統從生產實際出發進行設計，以郭莊礦提升機為試驗對象，設計結構簡單，儀器設備安裝方便，所用儀器、儀表均采用礦井生產中常用品牌，所用上位機軟件界面簡單易懂、易操作、性能可靠。該設計試驗的成功可以使提升機鋼絲繩張力及載荷情況以界面的形式顯示出來，可以對可能出現的危險情況進行預判，另外它的報警功能可以彌補人工的不足。

2 在線監測系統分析及評價

對郭莊煤礦增設的提升機鋼絲繩張力及超載在線監測系統的分析及評價，主要從以下4個方面進行：①硬件安裝分析；②箕斗行程試驗分析；③張力測試分析；④裝置性能分析。

2.1 硬件安裝分析

該套在線監測系統設計中，油壓傳感器安裝在鋼絲繩張力自動平衡裝置的平衡油缸旁路油管上，位于截止閥上方靠近油缸部位，傳感器通過改造的三通連接到油管上，采用銷軸密封方式。

通過檢查，油壓傳感器安裝位置合理且密封性良好，如圖1所示。箕斗運行過程中，傳感器、采集發射箱和防爆電池外有防護罩，使其不能任意移動，能有效防止受到外部撞擊和雨塵污染。

圖1 油壓傳感器安裝示意

雙霍爾傳感器磁鋼應安裝在高速軸上(電機的輸出軸)，磁鋼的安裝位置必須在以轉動軸心為圓心的同一圓上，并且安裝間隔應該相等且不應太大(約10 cm)，防止脈沖丟失引起測量誤差，雙霍爾傳感器正對磁鋼安裝。

通過檢查，磁鋼間隔均勻地環繞一周貼在電機輸出軸上，雙霍爾傳感器通過支架固定于正對磁鋼且垂直于轉軸表面的位置，磁鋼和雙霍爾傳感器探頭的距離為4 mm左右，如圖2所示。

圖2 雙霍爾傳感器安裝示意

2.2 箕斗行程試驗分析

箕斗行程試驗內容包括箕斗平位信號、箕斗運動方向及箕斗實時位置的試驗。將該套監測系統采集顯示的箕斗行程與提升操作臺顯示箕斗行程進行對比，上位機界面中的箕斗平位信號、箕斗運動方向及位置、天輪轉動方向與提升操作臺顯示的信息一致。箕斗行程試驗可能出現的故障情況及排查方向具體見表1，實驗證實安全有效。

表1 箕斗行程試驗可能出現的故障及排查方向

2.3 張力測試分析

在調試時，首先標定活塞直徑為公稱值，代入計算，如下：

=3 412N

=3.412 t

=3 419N

=3.419 t

張力監測的報警信息和可監測的設備故障類型以及報警后的處理方法見表2，張力測試可能出現的故障及排查方向見表3，實驗證實均有效。

表2 張力監測的報警信息和可監測的設備故障類型以及報警后的處理方法

表3 張力測試可能出現的故障及排查方向

2.4 裝置性能分析

功能性：系統實現了鋼絲繩張力在線監測、提升機位置確定、提升機凈載荷確定、常見故障判斷及報警、故障數據和歷史數據的記錄和查詢、實時曲線繪制、動態模擬畫面瀏覽等功能。

可靠性：通過試驗分析，該套系統測量數據準確率高，數據傳輸誤碼率低，系統運行成熟，具有一定的容錯性，易恢復。

易用性：系統軟件畫面比較易理解、易瀏覽；基本支持鼠標、鍵盤操作，軟件操作比較簡便；字體的大小與界面的大小、空間協調；前景與背景色搭配合理；整體界面風格一致。

可維護性：通過分析試驗，該套系統硬件部分安裝拆卸容易，軟件設置易懂，便于工作人員進行維護。

兼容性：工控機系統要求達到Windows XP及以上版本，應用軟件支持Lab VIEW 2009及以上版本，數據庫支持Access 2003及以上版本，兼容性強。

安全性：應用軟件系統在數據查詢、刪除等功能部分設置有密碼，需輸入正確密碼后才可進行操作，安全性較高。

存在問題：需要延長電池供電時間，減輕電池重量，充電器改進為防爆型。

3 結 語

通過對該套礦用提升機鋼絲繩張力及超載在線監測系統進行分析，認為該系統設計符合煤礦提升系統安全運行實際需求，系統運行狀況良好，監測性能穩定可靠，故障預知能力強，報警及時且信息顯示可信，達到了設計目的，滿足生產實際的需求。