帶式輸送機自動集控裝置的應用研究

楊星輝

（潞安環保能源開發股份有限公司漳村煤礦， 山西 長治 046032）

1 生產線概況

潞安集團樟村煤礦自動化中心的主要工作是對主運輸皮帶、綜采作業面、巷道集控系統等進行管理，其中涵蓋了選矸車間的多部皮帶和三個作業面控制線。此外，還存在25 部皮帶的延伸及2506 作業面的安裝，其中共計有38 部皮帶和四個綜采作業面沿線是被集控系統所控制的，所運用到的設備主要有主控制器、下位機、擴音電話、急停閉鎖開關，其數量分別為21、11、156 和18 臺，而且設置了24 套皮帶保護[1]。

近段時間內共發生了2 起皮帶斷帶事故。在12月，本單位所有下井人員都詳細檢查了皮帶集控系統。其中主運輸皮帶與選矸車間的集控系統運行時間長達十年以上，設備出現嚴重老化，受損嚴重；大部分擴音電話的閉鎖開關都出現銹蝕問題，動作不靈敏，功能受到嚴重損壞。更換了兩臺主控制機構后，各種類型的皮帶保護及配件出現較大的缺口，其中大部分速度保護已經損壞，其他的保護也較為缺乏，無法滿足日常的維護需求，皮帶運行出現了較大的隱患[2]。

2 自動集控裝置結構及工作原理

2.1 自動集控裝置結構

1)帶式輸送機上方所安裝的自動集控裝置主要由防跑偏托輥、X 射線無損檢測儀、PLC 控制器等所構成，見圖1。

2）防跑偏托輥大多設置在輸送機的H 架上方，其數量為兩根，兩者之間的安裝角度為45°。

3）皮帶跳竄起停設備的構成主要有信號處理器、接收器等，其中發射器的安裝部位為H 架距離輸送帶0.5 m 的地方，接收器的作用在于對發射器所發出的紅外線進行接收，處理器則與PLC 形成連接。

圖1 帶式輸送機集中控制裝置結構示意圖

4）X 射線無損檢測儀的構成部分主要有處理器、成像儀等，該設備的安裝部位為皮帶架，其作用在于對底皮帶出現的損壞狀況進行實時監測。

5）聯鎖開關所具有的額定及整定電流分別為220 A和45 A，其分別與PLC、隔爆開關形成連接，利用PLC 控制來確保輸送機的電機電源實現開斷功能。

6）遠程操控系統大多設置在與輸送機相距50～200 m 的操控室中，主機系統主要涵蓋了顯示器、打印機等，上位機則需要配備專用的軟件，可利用顯示器將輸送機的運行狀況進行顯示，其中包含了輸送機的各個故障類型[3]。

2.2 工作原理

2.2.1 防跑偏工作原理

輸送機在運行的過程中，由于受到物料沖擊、安裝效果等影響，其常常會產生受力不均勻的影響，輸送帶會逐漸偏向于受力的一方，當輸送帶偏離到防跑偏托輥的部位時，其會發出一個反作用力來對皮帶進行及時調整，避免皮帶出現跑偏。

［2］汪敏剛.支氣管哮喘.見:戴自英主編.實用內科學.第 8版 .北京:人民衛生出版社，1991:833-840.

2.2.2 防躥跳工作原理

1）輸送機在啟動的時候將會受到聯鎖作用，皮帶啟動自身的跳竄啟停裝置，該裝置將會持續發出紅外線，同時接受器穩定接收，當輸送機出現了0.5 m的躥跳現象時，接收器對紅外線的穩定接收將會受到影響。

2）當接受器存在2 s 的時間無法對紅外線進行穩定接收的時候，接收器就會將信號及時傳輸到PLC 控制器，在對信號進行相關處理之后，再將“關閉”的指令傳輸到聯鎖開關，此時輸送機的電源將會及時切斷，停止運行進行檢修。

2.2.3 輸送帶無損檢測工作原理

1）帶式輸送機的運行保持正常時，X 射線無損檢測裝置將會處于開啟狀態，并發出多束頻率較低的X 射線，可將底皮帶斷面進行完全覆蓋。

2）當輸送帶本身沒有受損時，任何一束X 射線透過輸送帶傳送至接受器的時間是一致的，當輸送帶的內部或表面受到了損壞，此時的時間是不相同的，利用時間差并借助信號處理器來對輸送帶的損壞狀況進行計算，并通過圖像處理器進行相關處理，將其顯示在成像儀上。

2.2.4 遠程操控系統工作原理

遠程操控系統主要是利用工業環網來與PLC實現通信，每間隔5 min，PLC 就會將輸送機的各個故障參數及時上傳到操控系統的上位機，之后再借助軟件以列表的形式將輸送機的各個參數顯示在顯示器上，利用相應的軟件來對輸送機進行控制；通過運用打印機可以將輸送機運行的狀態曲線圖進行實時打印。

2.3 自動集控裝置優缺點

1）結構較為簡單、成本較低。該裝置需要花費0.8 萬元的成本，相對而言成本較低，而且結構十分簡單，有利于安裝、運行及維護且故障發生率較低，使用簡便。

2）自動化水平較高。與傳統的輸送機相對比，輸送機在安裝了該裝置之后可運用PLC、躥跳啟停設備等，促使裝置可以對輸送機的跑偏、躥跳等進行自動化控制，極大提升了自動化水平，降低了勞動的強度。

3）應用效果好。與傳統的人工相對比，該裝置具有較高的靈敏度和較好的檢測效果，可以及時找出輸送機的不穩定性，該裝置不僅可以應用于煤礦，而且在橋梁、建筑等領域內有著較廣泛的應用。

4）該裝置還存在較多的不足，其主要體現在兩個方面。由于受到煤泥的影響，導致輸送帶上存在較多的雜物，極大降低了輸送帶無損檢測的精確度；輸送機在運行的時候產生振動現象，導致躥跳啟停裝置的穩定性持續降低。

3 結語

在三個月的實踐應用中，采取自動集控裝置可極大降低輸送機的事故率，在使用的過程中沒有發生一次因輸送機脫離軌道而導致的電機燒毀及斷帶問題；同時借助該裝置來進行檢測發現輸送帶有145 m 出現了嚴重的磨損問題，并對其進行及時更換，避免了機電事故的產生，具有較高的安全性，且取得了較高的經濟效益。