0、前言
帶式輸送機(jī)在國(guó)內(nèi)煤礦井下生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，是主要的運(yùn)輸機(jī)械，它的安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系著礦井的安全，因此國(guó)內(nèi)不同企業(yè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置也在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用。但從現(xiàn)場(chǎng)使用的情況來(lái)看，還存在一些缺陷，性能還不夠完善，因此平煤集團(tuán)公司和宿州華科電器有限公司聯(lián)合開發(fā)了“帶式輸送機(jī)多功能信控裝置”。
1、信控裝置功能概述
(1)檢測(cè)保護(hù)功能針對(duì)檢測(cè)保護(hù)功能的要求，主要是集中在跑偏、急停、速度、煙霧、堆煤、撕裂上，對(duì)張力檢測(cè)及保護(hù)的產(chǎn)品很少，同時(shí)在電路的實(shí)現(xiàn)上大多還是采用中小型數(shù)字集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，智能化程度低，不便于擴(kuò)充，其顯示方式大多為發(fā)光二極管或數(shù)碼管指示，不直觀、操作不方便。采用微控制器技術(shù)做為裝置的核心，實(shí)現(xiàn)具有智能型的控制，通過(guò)單片機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、比較等功能，對(duì)各類傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集判斷，實(shí)施相應(yīng)的控制。研究適合井下直接安裝的張力傳感器，利用其電流型輸出完成張力信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，由單片機(jī)通過(guò)AiD(數(shù)，模)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)張力的檢測(cè)，達(dá)到對(duì)輸送帶張力檢測(cè)的功能。同時(shí)通過(guò)與單片機(jī)相聯(lián)的各種傳感器，把跑偏、急停、速度、煙霧、堆煤、撕裂、張力各種信號(hào)對(duì)輸送帶運(yùn)行時(shí)的各種狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，在顯示方面采用可以顯示漢字的液晶屏來(lái)替代常用的數(shù)碼管，各種狀態(tài)及參數(shù)都用漢字方式顯示出來(lái)，操作方便實(shí)用。
(2)沿線的信號(hào)及控制功能通過(guò)輸送帶沿線設(shè)置多個(gè)信控箱的方式，完成在整個(gè)輸送帶沿線的語(yǔ)音播報(bào)和通話，打點(diǎn)功能，同時(shí)設(shè)置在這些信控裝置上的急停開關(guān)也可對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行控制。由于采用了計(jì)算機(jī)支持下的數(shù)字合成語(yǔ)音技術(shù)，語(yǔ)音播報(bào)內(nèi)容詳盡直觀，可對(duì)起車、保護(hù)，甚至是哪個(gè)傳感器檢測(cè)到故障（故障位置）均可播報(bào)出來(lái)，方便操作員及時(shí)排除故障，恢復(fù)生產(chǎn)。
2、工作原理
電控箱原理如圖1所示，其核心是一個(gè)微控制器MCU(單片機(jī))，為了顯示和參數(shù)設(shè)置方便直觀。在單片機(jī)外圍擴(kuò)展了由一片128×64點(diǎn)陣液晶顯示器為主的顯示電路，可以直接顯示4行8字的漢字提示。可用漢字顯示運(yùn)行狀態(tài)、故障種類、設(shè)定的參數(shù)等。非常清晰直觀。由平面發(fā)光管組成的故障種類指示可直接點(diǎn)亮漢字屏指示出故障類型。為了保證預(yù)置的參數(shù)及信息在停電時(shí)不丟失，采用了非易失存儲(chǔ)器來(lái)保存這些參數(shù)。數(shù)字合成語(yǔ)言電路采用真人發(fā)音的方法，對(duì)運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警信息可沿線播放出來(lái)，及時(shí)提醒操作人員注意；對(duì)故障的急停、跑偏，傳感器可以直接將其定位編號(hào)，以便在故障報(bào)警時(shí)指出故障位置。
傳感器信號(hào)分成2類：急停、跑偏、張力傳感器和集控臺(tái)數(shù)均經(jīng)過(guò)數(shù)碼轉(zhuǎn)換和邏輯陣列電路后送入MCU(單片機(jī))。由此，單片機(jī)可以直接判斷急停、跑偏傳感器的故障與故障位置（編號(hào)）。張力傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后，單片機(jī)可識(shí)別出被測(cè)鋼絲繩張緊力的大小，并可實(shí)現(xiàn)張緊力的大小的數(shù)值指示與控制。另一類傳感器由速度、溫度、煙霧、撕裂、堆煤組成，經(jīng)光電隔離及邏輯組合后送人單片機(jī)。單片機(jī)可檢測(cè)這些傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。速度檢測(cè)是根據(jù)速度傳感器送來(lái)的脈沖信號(hào)，單片機(jī)將信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換成輸送帶的實(shí)際運(yùn)行速度并顯示，同時(shí)與設(shè)定的高、低速比較，判斷是否輸出低速、超速等報(bào)警控制信號(hào)。單片機(jī)經(jīng)邏輯電路送出四路控制信號(hào)分別控制主、副電機(jī)，灑水電磁閥及電鈴報(bào)警信號(hào)。
通話、打點(diǎn)信號(hào)電路分別與前、后臺(tái)聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言通話、打點(diǎn)。數(shù)字語(yǔ)言輸出也與其相連，因此故障語(yǔ)言信號(hào)可沿線播出。
通過(guò)集控信號(hào)線，單片機(jī)可以識(shí)別集控臺(tái)數(shù)及位置。實(shí)現(xiàn)沿線多臺(tái)帶式輸送機(jī)的集中控制。交流供電為127V或36 V，輸出隔離的+12 V本安電源。一路供傳感器使用，另一路供單片機(jī)及外圍電路使用，大大減小了信號(hào)間的干擾，提高了裝置的穩(wěn)定性。
該裝置于2006年4月21日安裝在平煤一礦戊一第6部鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)上，該輸送機(jī)全長(zhǎng)1 200m，帶寬1.2 m，帶速2.7m/s，運(yùn)煤量800 t/h，是主要的運(yùn)輸機(jī)械。主機(jī)安裝在機(jī)頭峒室，多功能信控裝置在機(jī)身每隔140m左右安裝1臺(tái)，共安裝了9臺(tái)，張力保護(hù)安裝在機(jī)尾。
2006年4月22日，根據(jù)該裝置的技術(shù)要求和性能指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行了調(diào)試和試驗(yàn)。在謫試、運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)2006 - 04 - 28發(fā)現(xiàn)4#多功能信控裝置在通訊時(shí)，聲音不太清晰，技術(shù)人員更換控制板后排除了故障。
(2) 2006 - 04 - 30發(fā)現(xiàn)主機(jī)在通訊時(shí)出現(xiàn)尖銳的叫聲，更換控制板后，排除了該故障。
(3)2006 - 06 - 25運(yùn)行中5沿停通訊裝置，通話時(shí)不起作用，經(jīng)過(guò)檢查后發(fā)現(xiàn)送話器被人破壞，更換后恢復(fù)正常。
并對(duì)技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，主要有以下內(nèi)容：
(1)起動(dòng)延時(shí)時(shí)間可設(shè)置，出廠時(shí)設(shè)為7s；根據(jù)該帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)要求，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為10s；
(2)自保延時(shí)時(shí)間可設(shè)置，出廠時(shí)設(shè)為20s；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整為18 s；
(3)速度保護(hù)具有反時(shí)限特性，速度為0時(shí)，延時(shí)小于1s停車，低速保護(hù)值和高速保護(hù)值可以設(shè)置；根據(jù)帶速，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為3s；
(4)堆煤保護(hù)有煤電極式和煤位開關(guān)2種，煤電阻整定值在1 -3M歐姆，煤位電阻設(shè)置為2M，煤位動(dòng)作時(shí)延時(shí)1.5 s停車；
(5)跑偏保護(hù)時(shí)延時(shí)15 8停車（也可以只報(bào)警不停車）。且多臺(tái)跑偏并聯(lián)時(shí)，裝置具有保護(hù)臺(tái)位置顯示；
(6)急停保護(hù)時(shí)延時(shí)1 s停車。且多臺(tái)急停并聯(lián)時(shí)，裝置具有動(dòng)作臺(tái)位置顯示；
(7)撕裂保護(hù)延時(shí)Is停車；
(8)溫度保護(hù)可用于檢測(cè)輸送帶至滾筒或其他點(diǎn)的溫度，保護(hù)動(dòng)作值設(shè)置為(40t5)℃；
(9)煙霧在相當(dāng)?shù)孛娑?jí)煙霧含量時(shí)動(dòng)作；
(10)張力傳感器的保護(hù)數(shù)值、量程可通過(guò)面板按鈕設(shè)定張緊力的上限、下限。張緊力處在上、下限數(shù)值之間時(shí)為正常，當(dāng)張緊力超出上、下限范圍之外時(shí)，單片機(jī)輸出張力保護(hù)信號(hào)，分別驅(qū)動(dòng)語(yǔ)言報(bào)警電路和指示電路進(jìn)行報(bào)警。
通過(guò)設(shè)置和對(duì)以上各種保護(hù)進(jìn)行了動(dòng)作試驗(yàn)，都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，同時(shí)有故障種類指示，有聲光報(bào)警，溫度和煙霧動(dòng)作時(shí)使主機(jī)驅(qū)動(dòng)灑水裝置灑水。
該裝置自2006年4月22日，在一礦戊-1部高強(qiáng)帶式輸送機(jī)的安裝、運(yùn)行到現(xiàn)在，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)效益，例如：該部帶式輸送機(jī)全長(zhǎng)1200 m，生產(chǎn)中，由于人員經(jīng)常在該巷道中行走，把沿停開關(guān)人為拉下，使輸送機(jī)停機(jī)，在沒(méi)有安裝該裝置前，每次恢復(fù)需要30~40 min，自安裝了該裝置后，恢復(fù)時(shí)間縮短了20 min，30 d按10次計(jì)算，每30 d可從故障時(shí)間中創(chuàng)效益20萬(wàn)元，年經(jīng)濟(jì)效益為240萬(wàn)元
3、結(jié)語(yǔ)
該裝置開發(fā)應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)具有完善的故障功能顯示和語(yǔ)音報(bào)警，為操作者提供了詳盡的語(yǔ)音提示，使操作者既能快速處理故障又節(jié)省了腦力和體力勞動(dòng)，完善了帶式輸送機(jī)的安全保護(hù)功能，為礦井設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠的保證，具有廣泛的社會(huì)意義。
（轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：富通新能源輸送機(jī)
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