基于MCGS矿用带式输送机监控系统设计_龚斌.pdf

第卷第期建井技术年月 基于矿用带式输送机监控系统设计龚斌（煤 炭 科 学 技 术 研 究院有限公司，北 京 ）摘要：针 对目前 矿用带式输送机在实际运行中 出现故障 不能及时预防，易造成事故频发的问题，设计和开发了一套集检测和自动报警功能为一体的输送机监控系统。该系统以西门子 作为下位机实现数 据采 集 和执行控制功能，触（昆仑通态组态软件系统）摸屏作为可视化 监控界面。经人机交互界面的功能仿真测试结果表明，本系统 监控效果明显，符合工程设计要求。本设计 在降低带式输送机故障发生概率、提高安全性、可 靠性等方 面都具有 较好的实践意义 和应用参考价 值。关键词：；带式输送机；监控系统中 图分类 号：；文献标识码：文章编 号：（）卜 （，丄 ，？（）：，？：；引言带 式 输送机因具有运输 效 率高、运输过程能量损失小、可长距离输送物 料以及方 便操作等特点，在一些特殊物 料 或环境复杂场所能够取代人工搬运或者车辆运输，所以被普遍 推 广应用在 煤炭或矸石运输中。据有关 数据分析，在矿用带 式输送机正常工作中出现停机或 故 障的原因大 部分是 输送带出现问题。因为输送机的结构特性，在其运转过程中容易受力不均导致输送带 偏离原有的纵向中心线，这种现象称为跑 偏。输送带 跑偏会使 滚 筒、托辊承 受的轴向力增 加，造成 输送带收 稿日期 修回日期：丄丄丄责任编 辑：景 惧斌：丄丄 基金项目：中 国煤 炭 科工集团科 技 创新基 金资助项目（）作者 简介：袭斌（），男，河北 唐山人，硕士，副研 究员。：引用格式：龚斌基于矿用带 式 输送 机 监控系统设 计建井技 术，（）：（，（）：建井技术 年 第卷西门子 报警停机图监控系统总体设计该監系统使用传感器的楱拟悬祚为输人，模填摸 块连接在楱拟最接，通过程序对粱集的模拟数据进行处理，猶到相应的实 际参数。錄料宣栘传感器、倾角传感罄、光电传感器和称重变隹器设 计了输送带状态检测装置通刼模携量模块轉带式输送机裣测部推卖 时监测，东要包括运输的物料麗暈、输送难的运行速度、输送带的偏移距离和倾斜角度等经换 算可以准确腔控输透带的运行状态控制系统 实 时？控输迭机运行状态，根掛程序指令给出具体的数据風示和执行相歲功能上位机（触摸通过食卖 规对帶式输道机的遽控制，器检测僵警經处理洽得到的各种实际数据，可通过上泣机组态软件存储隹敖据归鹎中，以便理分析纠偏监控系统设计于用带式输送机在输送 时物料：辍多身旦进 料端到卸料端之间的间 隔较 远，要完風生产运送的：作并提高输送效率；需要维持输送机的断裂轻则使设备零鄧件 使用寿命降低影响企业产输送率严重的情说下则会造成；大设备损坏或資操作 人廣危拿教，给企业带来餘济损失通过对输送带當出现的何题进行分析研究设计出能够实时监测弁推确判断输送机是？需要徵查维护的一奪盘控系统鼻十分必要的？该系统以撵升传统输逢机的动化水苹迸到减少输送带 故障出现频单、延长设备 使用寿命的目的￥总体方案介绍工原理矿用式输送机主栗由一条闭合的长环形柔性雜送和釋个料端和卸料鍮筒成在两个滚 苘之间均勾安装有托 辊，用以支撑装有物料的输送利用摩攘力驱动输送转动的滚筒称为传动滚傭；改变输送运转方向的滚筒称为改向滚筒为了提：高输送机躯动力，一般将倦动薇筒安装在卸 料端部同时，为了增太输送的摩擦力和输遥效率输送机还会去装有张紧滚筒谓雄矿甩带式输送机未工作原理如图所示在输送机运行过程中，传动滚筒利用摩擦力驱动输送带运萌？输送带迸料端持续不断地接受供给的物料，托辊用来托起输 送带并钮导输迸带佝卸料端部方阆运动。通过循坏上述过葙可实规物料从进料端到 卸 料端输送完成物料输送工怍丄獻纏麗输違帶上截巍“凝麵襲意魯腐邊會廳：下痛龜￥識麗翻意张麗鑛犧爾隹机工作摩蓮藤体设计？隱替能可编程逻辑控制器？设有人机交互接可以与外界显示设备连接，与以隹的控制系统相比靖抗乎扰 能力强，控制方式活等特点，控制器在设备工作过程中方便操作使用。此？本文设计的带翁输送机操制系謹以（？为控傷翁心，整个系统廉用昆仑通身蕴态软件系统）触？盈录？能够可视化带式输送机监控系统工总体设计框架如围所读参数设置人机交苴上位机蘩期猜雜？机监擦密銳正常运行和保证性 能的安全。因此对监控系據的要求蠢设计的系统能够实 时监控输。送机的运行状态；并且使输送机安全稳定运行输送机驱动电机启动完成后，监控系统裒稂据传感器采集的信，在 内运算出長杳超过设定的阈值其流程如圖斯示：，膚嚴隹雪樣？；作主崔制器隹现防鶴：内内还包接电 換、撲撳義聯入和输出模块扩 展功能摸块等每条带式输送带的输人模块着输送带速度、承载力和墒 移炬离等输出檩块有倉停报養，超重报會、输送带遛限报會和紧撬止等根据所需要实现的功能？主寥传感器选型见廉，表主 要传感器选型传感器型号量 程输出信号光电传感器？位移传感器？丄？称重变送 器丄？光电痒感器羞要用于测量雜透带运行速度？其根据光电传感齄的计数韙理，将每舞期测得滚筒旋转的次数和滚筒周长 在中进行处理，转换为速度暴位移像感器主蒭甩于监测输送带的偏移距离和位賛彡称重变送器主赛用铲测遽运输物料的 质量，肪止输送机超重 使电机过根据棄传感器的选麗传感器 与檩 拔鼙转换如 斯示，根据卖际安露求，本文设计的部分输人和输出分配攮见議备传感器在输送机运行吋进行监捭，输送誉出现偏 移超常镘定值受力过太出现断裂购，换表部 分输入和输出分配接口序 号输入和 输出地 址功 能丄启 动按钮丄停止按钮急停按钮电机停止丄报 警模拟量丄输送带速度模拟量输送带左偏移 量模拟量输送带 右偏移量模拟量物料质量输送连度超限或颜斜角度逛太等隹息数据，避苌系统会立即停机并进行报響。其次，输 送机最送的物 料过多即超负荷运载时也会自动对受备进行停机报參仿真界面设计与仿真人机交篇界面可在远赛监控室中由工业控：制计算机麗示。人机交：互界面包括输送机运行监控舁 面；控制蠢数發覺界面、报誓雷息记謙界商和遠行状态参数变化界，上位机触摸的监拉界面以迸行参数设釁、状态彙时示和数据查询铮界面开机运行后，若传感器检测出的数据起过设實的监控数值时发出报警请每并停机。操作人虽可以通过点触每条输送带的下方编号进人相对虚的输送带监控设査昇，系统运行服控界面如图胼牵。界面显示输送机监测部推的运行状况变化債氣，可以根据实除情况设置极限参数在输送机常工作时可 切换到数据变化监控界面，如所示。建井技术 年 第卷图状态变化检测曲线输送机的控制界面显示了每条输送机的运行状态，并将毎条输送带的連度偷离距蓠、倾斜角度等狺息以数捤显示的方式呈现出来；在此焊顧中可以对舉条 输送带进行启动、停止摄養报會渌部分记录每一段时隊带式输洚机详细的报謇信息控部分倉观地最示出输送机腔测部位状恶量的，变？通过数据变化可对输送机的故障进行定量分析为输送机的日常操作维护提供了准确靠的信息依据结论）针对矿用带式输送机在实録使用中运行状况无法预知 的何，題本文设计了一參集输送机故 障监测、自动停机保护、人机界面畢示的控系统。（）该系统以西门子 作为数据采集和执行控制模 块，根据主控制 系统功 能需求，经过总体方案设计、传感器选型，以为执行控制的下位机，触 摸屏作为上位机显示输送带运行状况的人机交互监控界面。（）通过组态软件完 成界面设计，界面直观地显示每条输送带的工作状态，经过仿真验证了本系统的监控效果，满足工作要求。（）输送机可在出现监测异常 时进行自动停机报警，有效地对输送机进行状态监控，减少了人工监管成本和危险事故发生。（）本设计为操作人员了解 输送带的运行状态和及时控制提供了便利，提高了传统矿用带 式输送机的自动化水平。参 考文献：王东 亮带式输送 机主 动纠偏系统研究徐州：中 国矿业大 学，孙锡 保，翟 文胜基于带式输送 机控制系统设计及分析煤炭技 术，（）：王圣冰技 术在 带式输送 机控制系统中的应 用矿业装备，（）：，曹成矿 用 带式输送 机 监控系统研究淮 南：安徽理工大 学，郭刚基于的大 海 则 矿井排水系统 智 能化设计建井技 术，（）：雷汝海，赵强矿井带式输送 机节能优 化与 智 能控制系统研究煤炭技 术，（）：都波带式输送 机综合自动监控系统的设计煤矿机（下转 页）二第期司一童：煤 矿进风 巷掘进工作面区域防 突措施设计与实践 根据煤层井下 瓦斯含量测定方法（丁 ）的要求对残余瓦斯含量进行测定。在 效 果 检验地点通过向煤体打 钻、取样、井下解吸、实验室测定 煤 样 残余瓦斯量等方法，测得效果 检验地点的煤层残余瓦斯含量，其测定 结 果见表。表残余瓦斯含 量 测定结果测 点编 号常压可解吸瓦斯 量）不可解吸 瓦斯量（？）瓦斯 含 量（？）丄丄 丄 丄丄丄丄丄 丄 丄 结论根据煤矿瓦斯抽采达标 暂 行规定（安监总煤装（号）第二十九条的规定，经计算分析和现场实 测，进风巷掘进工作面？段瓦斯抽采 效 果达标，表明开元煤矿进风巷掘进工作面区域防 突措施 设计合理，实施得当，达到了防 突减灾的目标。参考文献：国家 统计局中华 人民共和国 年国民经济和社会发展统计公 报中 国统计，（）：（上接页）电，丄，（）：卯申闪光，苗强主运带 式 输送 机底 部 积 煤 清理装置及控制系统设 计煤 矿机电，（）：李 小 柱，范 文博凿井期间空 压 机站 实现变 频 节 能及无人值守的控制系统 研 究建井技 术，（）：黄鹏煤 矿 建井 施工中的安全管理建 筑工程 技 术与设 计，（）：张超林，王恩 元，王奕 博，等近 年 我国煤与 瓦斯突出事故 时空分 布及防控 建 议煤田地质与勘探，（）：王强煤 矿 建井 施工中的安全管理山东煤 炭 科 技，（）：李 绍 泉，章 壮新，曹 垚 林，等“”特 大型煤与 瓦斯突出事 故 技 术 原因分 析煤 炭工程，（）：俞启香矿井瓦斯防治徐州：中 国矿业大 学出版社，王林铜川焦坪 矿区顶 板 走向高抽巷 合理层 位 研 究焦作：河南理工大 学，钱鸣高，缪 协 兴，许 家 林，等岩 层 控制的关键 层理论徐州：中 国矿业大 学出版 社，袁亮，刘泽功淮 南 矿区开 采 煤 层 顶 板抽放瓦斯 技 术的研究煤 炭 学 报，（）：王文林，李翔赵庄二号井高抽巷抽采 技 术及位置优 化建井技 术，（）：姜文 忠，秦玉金平 顶山矿区煤 层瓦斯 合理预抽期的研 究煤 矿 安全，（）：丄王乔磊穿 层 钻 孔与顺层 钻 孔瓦斯抽采 影响半 径 研 究建井技 术，（）：李 瑞 敬，郝国强，蓝成 仁高 位 定向长 钻 孔近距离 煤 层瓦斯抽采 技 术 试 验 研 究建井技 术，（）：高 军 伟，魏 风 清煤 巷 动压区瓦斯抽采 效 果测试及钻 孔 优化中州煤 炭，）：丄郝 晋 伟，舒龙勇，齐 庆新，等瓦斯抽采 钻 孔围岩 漏气流 场分 析及漏气位置测定 研 究煤 炭工程，（）：丄 马建，霍中刚，温良，等基于多指标 多 方 法测定 钻 孔抽采 半 径 研 究煤 炭工程，（）：马 晓泽带 式 输送 机集中控制系统 改 造设 计工矿自动化，丄，（丄）：丄付文俊，任强，张亮红庆 梁 煤 矿 综 采工作面供电安全可 靠 性 研 究建井技 术，（）：梁占泽，阴联民综 采顺 槽带 式 输送 机无人值守的技 术 实践煤 矿机电，丄（）：