閘間隙實時監(jiān)測在多繩摩擦式提升機中的應(yīng)用

章魯浩，王光德

（萊蕪職業(yè)技術(shù)學院，山東 濟南 271100）

隨著科技的進步，人們對自動化、智能化設(shè)備的需求越來越強。在礦山行業(yè)中，傳統(tǒng)的手動操作提升機占有量正在逐步減少，取代它的是全自動可靠運行的現(xiàn)代化提升機，在這種現(xiàn)代化提升機中，必須有一套可靠性高、精度高的閘控系統(tǒng)，才能保證提升機跑得快、停地穩(wěn)，否則，全自動運行只能是人們的期望。為了保證制動系統(tǒng)可靠，閘間隙的實時監(jiān)測必不可少，所以，一臺全自動運行的提升機必須有一套高精度的閘間隙監(jiān)測系統(tǒng)。

1 閘間隙在煤礦安全規(guī)程中的要求

煤礦安全規(guī)程第427條對提升機的各項保險裝置提出了強制要求，其中第六部分要求：提升裝置必須裝設(shè)下列保險裝置，并符合下列要求：“閘間隙保護裝置：當閘間隙超過規(guī)定值時，能自動報警或自動斷電。”

在規(guī)程的第431條中對閘瓦間隙做出了明確規(guī)定，要求：“盤式制動閘的閘瓦與制動盤之間的間隙應(yīng)不大于2mm。保險閘施閘時，杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著的彈性擺動。”

因此，精確的閘瓦間隙控制和監(jiān)測是非常有必要的，一方面，它是我們提升機安全運行的必要保障；另一方面，它是法律法規(guī)的明確要求。

2 閘間隙實時監(jiān)測系統(tǒng)在千米立井中的應(yīng)用

由于自動化監(jiān)控手段、科學完善的顯示保護功能以及非接觸式檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，全數(shù)字實時監(jiān)測閘間隙成為現(xiàn)代化提升機對盤型閘閘間隙監(jiān)控的重要手段。

龍堌煤礦為千萬噸級礦井，產(chǎn)量高，同時，主副井均為千米立井，提升高度高，這兩點給提升裝置提出了較高的要求，所以提升機的運行必須安全穩(wěn)定可靠，因此，在該礦的提升機上選擇了閘間隙全數(shù)字實時監(jiān)測系統(tǒng)。

3 閘間隙實時監(jiān)測系統(tǒng)組成

閘間隙實時監(jiān)測系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分。其中，硬件部分包括主控設(shè)備、信號輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，主控設(shè)備主要完成信號的處理、系統(tǒng)應(yīng)用軟件的運行以及人機交互等功能。

其中硬件組成部分的核心元器件就是高精度位移傳感器，它具有如下特點：

該傳感器無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬的影響，功耗低、壽命長，能使用于各種惡劣環(huán)境。傳感器用限位螺釘固定在盤型閘一端，可以抵抗一定的震動，運行穩(wěn)定可靠。

軟件包括PLC的模擬量輸入模塊、上位機監(jiān)控界面等。

3.1 閘間隙保護在程序中的實現(xiàn)

提升機運行過程中，高精度位移傳感器實時將不斷變化的閘間隙轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號以后，將該電流信號傳遞給PLC模擬量輸入模塊。然后，PLC將該電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并轉(zhuǎn)換成以毫米為單位的變量，方便人們的查閱和分析。

程序中以閘頭為單位設(shè)置多個程序塊，每個閘頭設(shè)置2個程序塊，這兩個程序塊分別實現(xiàn)閘間隙的實時測量和故障保護功能。圖1為A12BG1閘頭的程序塊。

圖1 閘間隙保護程序塊

通過程序不僅實現(xiàn)了閘間隙的實時測量與顯示，還實現(xiàn)了多種保護功能：第一，當閘間隙緩慢增大到一定值時，系統(tǒng)認定閘瓦磨損，會發(fā)出閘瓦磨損的報警；第二，當閘間隙突然增大且超出設(shè)定值時，發(fā)出閘瓦間隙故障的警報，該故障輸出接入提升機安全回路，使提升機故障停車，等維修人員處理完畢后，方可對提升機復(fù)位；第三，系統(tǒng)還可以根據(jù)閘瓦間隙的動態(tài)變化快慢，對閘頭碟簧的疲勞程度進行分析，當分析得出碟簧疲勞的結(jié)論時，系統(tǒng)發(fā)出故障報警。

3.2 上位機監(jiān)控

監(jiān)控與管理系統(tǒng)是整個監(jiān)控系統(tǒng)的軟件支柱，目前，這方面使用較多的軟件可分為兩種：一種是通用性組態(tài)軟件，如Wincc、組態(tài)王、MCGS等；另一種是用戶利用VB、VC、VC++等編程開發(fā)工具自己編寫的工業(yè)監(jiān)控軟件。

本項目基于VB系統(tǒng)完成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，具有開發(fā)靈活、功能強大、人機交互友好等特點。該系統(tǒng)實現(xiàn)了閘間隙數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、故障報警、歷史記錄查詢等功能。閘間隙監(jiān)控主畫面簡潔，操作人員獲取數(shù)據(jù)直接方便，使用效果較好。圖2為閘間隙監(jiān)控的主畫面。

圖2 閘間隙監(jiān)控主畫面

4 閘間隙調(diào)整

閘間隙是當閘松開時，閘墊和閘盤之間的空間。當進行制動時，襯墊低于最小允許閘間隙值或超過允許閘間隙最大限值時，提升機會自動緊急制動。提升機司機匯報值班人員，由專職人員進行閘間隙調(diào)整，將閘間隙值調(diào)整至允許范圍內(nèi)，制動閘閘間隙允許范圍1.5～2.0mm。基本調(diào)閘步驟如下：

（1）將絞車提升至交勾位置后停車；

（2）斷開安全回路并分斷整流變壓器開關(guān)柜斷路器，并將斷路器搖出；

（3）在鎖繩平臺用鎖繩器將鋼絲繩鎖住；

（4）將制動閘閥手動調(diào)試盒與在用液壓站進行連接，鎖死2、3、4支架上的制動單元，啟動液壓站，通過手動調(diào)試盒使油壓松開第1組制動單元支架上的所有閘瓦，完全松開閘瓦的壓力為14.5MPa；

（5）用塞尺進行第1組制動單元氣隙檢驗，檢查氣隙并通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺絲設(shè)定氣隙（1.5～2.0mm）；

（6）調(diào)整好氣隙后，測定制動單元上的氣隙傳感器電流并通過調(diào)整傳感器使傳感器輸出值與實際氣隙相符（8～10mA）；

（7）調(diào)整完畢后，將第1組支架上的制動單元全部鎖定，重復(fù)步驟4～7，分別調(diào)整2、3、4支架上的制動單元氣隙；

（8）調(diào)整完畢后，停止液壓站，拆除調(diào)試盒，打開所有制動單元油路，拆掉鎖繩平臺鎖繩器；

（9）將整流變壓器開關(guān)柜斷路器搖進，合斷路器，恢復(fù)絞車安全回路，以3m/s速度開車，在完全敞閘狀態(tài)下對閘間隙進行標定；

（10）調(diào)閘完畢，進行試車。

5 應(yīng)用效果

閘間隙大小、閘瓦磨損程度以及閘頭碟簧疲勞程度是關(guān)系到提升機制動效果的三個重要參數(shù)。通過閘間隙實時監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，很好地對這三個參數(shù)進行實時監(jiān)測并進行故障報警，大大提高了提升機安全穩(wěn)定運行的可靠系數(shù)，同時，還節(jié)省了專門測量閘間隙的人工。