刮板運輸機自動化監控系統的應用探析

楊晉平

（西山煤電集團有限責任公司， 山西 太原 030053）

引言

刮板運輸機屬于煤礦生產運輸基礎裝備，從先前刮板運輸機的使用情況來看，整體的監測技術較為落后，很多情況下，設計采用的是人工監測的方式，影響到刮板運輸機整體的監測效果。一些煤礦雖然使用了先進的數據采集裝備，但是受到場地狹小、線路布置較為困難等因素的影響，對刮板運輸機整體的監控效果較為一般，并沒有形成完善的刮板運輸機監控模式。因此，對刮板運輸機自動化監控系統的應用進行分析有著較為重要的意義。

1 刮板運輸機自動化監控系統應用總體要求

刮板運輸機主要包含有刮板鏈、機頭、機身、推移裝置等，從當前刮板運輸機的驅動情況來看，驅動部件主要是雙速電機構。為了更好提升刮板運輸機的運行效果，需要對刮板運輸機運行的參數進行全面的監控。主要監控的內容有：設備鏈輪中油溫的變化與溫位的變化，減速器軸承溫度、油箱中含油的位置及油體的溫度等。在對刮板運輸機進行監控時，監控系統應當滿足如下條件：

1）監控系統應當可以實時獲得刮板運輸機運行中的各種參數，同時需要實時展現給用戶，同時，監控系統應當具備記錄、存儲及打印等相關的功能。

2）通過對刮板運輸機的自動化監控，對設備出現的故障進行實時報警，從而更為精準地定位故障發生的位置。

3）在自動化監控系統下，可對刮板運輸機實現遠程的啟動和停止控制，同時對刮板運輸機可進行手動或者自動控制。

此外，在對刮板運輸機進行監控時，可對采集得到的數據進行全面的處理，并根據數據綜合判斷與處理的結果，對刮板運輸機整體的運行狀態進行全面的判定，特別是通過采集得到的數據，對設備是否出現故障進行全面的判定。

圖1 為刮板運輸機在自動化監控下，需要具備的功能與需要采集得到的信息，從圖1 可知，在對刮板運輸機進行自動化監控的過程中，應當將整個系統分為三個方面，分別為：地面遠程監控系統、順槽遠程監控系統及機載監控系統等，同時，各個系統之間在進行通信時，設計采用以太網的通信方式，從而實現對刮板運輸機自動化、智能化控制。

圖1 刮板運輸機遠程監控系統總體結構圖

2 刮板運輸機自動化監控系統具體設計

2.1 機載監控系統設計及應用

在對刮板運輸機機載監控系統進行設計時，隔爆本安型機載控制器是核心，可以實現對刮板運輸機整體運行參數的在線監測，同時也可以實現本地控制。通過在刮板運輸機的機頭與機尾的位置設置一整套控制器的方式，實現機載監控系統的全面監控。該控制器的主要作用是通過內部傳感器對刮板運輸機運行的參數進行全面采集，同時將采集得到的數據，通過以太網傳送到刮板運輸機順槽遠程監控系統中，PLC 控制器是整個控制器的核心。在對機載監控系統進行設計時，對于使用到的硬件主要見下頁表1[1-2]。

表1 刮板運輸機機載監控系統硬件組成表

通過機載監控系統，可實現對刮板運輸機整個運行參數的全面精準采集，從而為后續對設備運行情況的判定打下堅實的基礎，同時也有助于對刮板運輸機出現的故障類型進行判定，對故障的定位更為精準。

2.2 順槽遠程監控系統的設計

在對刮板運輸機進行監控時，對順槽實現遠程監控是非常關鍵的內容，是推動地面監控系統與機載監控系統實現有效對接的關鍵。在對順槽遠程監控系統進行設計時，最為關鍵的是數據處理計算機、監控平臺及控制器等。在具體使用的過程中，具體操作人員通過使用控制器，可有效對刮板運輸機實現高質量的遠程監控。對使用數據處理計算機，可實現對監控系統采集得到的參數的全面顯示，同時，也可以將相關的數據進行處理、存儲，在具體操作時，主要使用的是上位機監控平臺。

2.3 地面監控系統設計

在對刮板運輸機進行監控時，地面監控系統是整個控制的中心，主要責任任務是調度，主要功能是對整個刮板運輸機運行的狀態進行有效遠程監控。具體包含有刮板運輸機供配電情況、現場設備網絡通信情況及刮板運輸機整體的工作狀態。在地面監控系統中主要設計有無線網絡管理平臺、視頻監測平臺、遠程監控平臺及數字化監測平臺等。

3 刮板運輸機自動化監控系統的具體應用

3.1 對刮板運輸機運行工況進行全面監測

在對刮板運輸機監測的過程中，運行工況非常重要，重點需要對刮板運輸機減速器運行情況、驅動電機運行情況等進行全面的監測，從而實現對刮板運輸機自動控制，從當前自動化監控系統在對刮板運輸機運行工況進行監測方面，整個技術已經非常成熟。通過將信息采集技術、數據傳輸技術及在線檢測技術等全面結合的方式，可實現對刮板運輸機轉速、電壓及溫度等方面的綜合檢測。在驅動電機位置安裝傳感器，同時也可以安裝到刮板運輸機的減速器、開關箱等位置，對減速器、電動機等位置實現在線檢測。通過將監測數據通過傳輸網絡進行傳輸，實現對數據的綜合分析與對比，可以將刮板運輸機整體的運行狀態，通過曲線、圖表等全面展現出來，在地面控制中心及井下的操作平臺上，可以全面顯示出刮板運輸機的整體運行狀態。

同時，需要對刮板運輸機減速器中油質情況進行全面的監測，在具體檢測時，對減速器中液壓油進行取樣，并進行針對性的離機檢驗。同時，為了提升自動化監控水平，技術人員在減速器油路上安裝在線自動監測傳感器，實現對油質情況的自動化監測，也可以實現連續監測。

此外，在對刮板運輸機驅動電機、減速器等進行監測時，可選擇使用傳感器對刮板運輸機表現出的振動信息進行全面的提取，并將結果傳遞給控制器，從而實現對監測信號的全面分析判斷。

3.2 對刮板運輸機鏈條張力進行自動化調控

刮板運輸機主要任務是對煤炭資源進行運輸，在工作中表現出明顯的摩擦問題，導致設備出現損壞的問題明顯，特別是斷鏈事故非常多。刮板運輸機若出現了過緊或者過松的問題時，均可能導致刮板運輸機出現斷鏈。因此，實現對刮板運輸機張力的自動化監控非常重要。在具體實施時，可通過在刮板運輸機安裝自動張緊裝置，根據刮板運輸機的實際使用情況，實現自動化的張緊或者松弛，確保刮板運輸機在設定的張力范圍內運行。通過在刮板運輸機機頭鏈輪位置布置傳感器，實現對刮板運輸機底鏈下垂度的全面監測，精準掌握刮板運輸機的松弛度。同時，在刮板運輸機機頭鏈輪位置安裝傳感器，對刮板運輸機上鏈輪進行全面的監測。將得到的監測數據傳輸到計算機中，通過計算機實現對電業控制閥的有效控制，通過對油缸壓力進行針對性調節的方式，有效完成對機尾架的自動化控制，確保鏈輪張力在標準的范圍內。

3.3 對刮板運輸機進行自動調直

在實際回采的過程中，為了提升頂板管理效果，有效增強對綜采設備的維護質量，刮板運輸機在使用的過程中應當確保處理平直的狀態。在具體實施中，可通過使用超聲測距儀，配合使用紅外線測距儀，實現對刮板運輸機運行狀態的有效監測，在出現彎曲情況之后，可自動調直[3-5]。

4 結語

全面做好對刮板運輸機的自動化監控，對于提升刮板運輸機整體的使用效果有著明顯的作用，工作人員借助自動化監控的方式，不論是操作設備還是維修設備，整體的便利程度提升明顯。同時，在自動化監控技術下，技術人員可對刮板運輸機實現實時監控，掌握刮板運輸機的油溫、流量及溫度等參數，確保刮板運輸機處于正常的運行狀態，推動煤礦井下生產更為安全。