煤矿工作面输送设备监测装置的研制

王涛

（平顶山天安煤业天力有限责任公司，河南平顶山 467000）

煤矿工作面输送设备监测装置的研制

王涛

（平顶山天安煤业天力有限责任公司，河南平顶山 467000）

煤矿井下生产是地下作业，煤矿工作面输送设备在恶劣环境工作，受到多种因素的影响，因此对煤矿工作面输送设备进行检测，能够实时了解设备的状态，从而保障安全生产，减少意外风险，对工作状况进行监测有着重要的工程意义。本文采用RS一485总线构建计量数据传输网络，实现对煤矿工作面的实时监测。

煤矿工作面；输送设备；检测装置

煤矿工作面输送设备监测装置主要应用于煤矿工作面工作环境的检查，从而提升仪器的稳定性。采用远程监控与自动控制，能够对包括矿用采煤机、破碎机、带式输送机等传动部分的井下装置实现在线监测，并且远程对工作状态进行监控，从而实现保护。

1 煤矿工作面输送设备监测装置意义

1.1 油位监测的意义

在减速器运行时，减速器油发生损耗，如果在螺栓密封圈老化、螺栓密封不严等情况下减速器油急剧减少，会造成齿轮的胶合、点蚀等损坏，进而引起输送机故障。为了掌握减速器油的油位状况，需要停机作业，又会造成较大不便，因此对减速器油位进行监测具有重要的作用。

1.2 温度监测的意义

当减速器运行时，会导致油温升高，从而减少减速器油使用寿命，同时会造成减速器油的粘度变低，引起齿轮的胶合、点蚀等损坏。因此实时地监测减速器的温度具有重要的意义。

2 煤矿工作面输送设备监测装置研制

2.1 总体要求

煤矿工作面输送设备监测装置设计必须要满足有关的要求，从而实现实时监控的功能：（1）能应用于煤矿井下，符合《可燃性气体环境下电气设备要求》及家电标准《GB3836—2000爆炸性气体环境用电气设备》的要求；（2）装置可以存储参数、故障信息等，并且信息不易丢失；（3）装置具有通讯接口，能够进行油温、油位以及故障信息等的上传；通过传感器以及AD转换器，将信息传输到上位机。

2.2 硬件设计

硬件是煤矿工作面输送设备监测装置的核心，硬件设计不仅需要保证功能性良好，还必须保证系统具有较好的稳定性，能够在相对恶劣的环境中工作，而且因为煤矿工作面工作时会伴随强烈的震动，所以硬件设备必须具备较好的抗震能力。

监测装置的硬件设备主要是由温度传感器、矿用本质安全型电源、液位传感器以及监测装置主控制器组成，主控制器由单片机、模数转换模块、信号调理模块、非易失性存储器、实时时钟电路、RS485通讯模块和报警模块进行检测、数据传输与存储。

监测装置为了实现在线监测，硬件的主要功能：(1)通过传感器采集各个工况参数，并且实现非正常状态报警；(2)接收上位机)控制信息并且修改参数设定值；(3)通过传输设备，根据控主机的命令收集数据；(4)减速器出现故障，停止工作以实现保护。

2.2 软件设计

监测装置为了实现在线监测，需要综合了解系统性能以及功能的要求，采用模块化的思想进行设计，在检测系统工程的软件中，主要由主程序、数据采集，故障判断，通讯和参数存储4个专用子程序组成，专用子程序能够完成控制采样数据、数值比较、判断和处理，并且进行参数存储与读取，流程图如下：开始

检测设备主流程图

2.3 总体设计

根据以上硬件设计以及软件设计，加上综合保护装置，构成了煤矿工作面输送设备监测装置。该检测系统的主要工作流程包括：（1）电动机数据通过电流互感器、电压互感器和零序互感器检测三相电压、三相电流和零序电流信号，并且通过变换器，将所测定的信号变换为电压信号；（2）信号通过AD准换器，变成可以采集的数字信号；（3）经过单片机运算，对于电动机以及相关设备的工作状态进行监控，并且根据设定的参数，发出报警或是跳闸信号；（4）单片机显示并存储信息，通过RS485总线上传到上位机。在所监控的参数中，包括减速器以及高速轴的温度以及油位，这些参数通过传感器，一次通过信号调节、转换器将参数转换为数字信号，并且报单片机进行处理，从而实现对工作面的实时监控。

3 结语

本文通过煤矿工作面输送设备监测装置的功能需求分析，构建了适合监控系统的硬件与软件，通过良好的设计，能够实现对煤矿工作面输送设备的实时监控，并且满足监控设备稳定、安全运行，对于煤矿工作面的安全生产具有重要的意义。

[1]李纪等．煤矿安全手册[M]．煤炭工业出版社，1996：85．121.

[2]赵鸿图．基于单片机的温度控制系统的设计与实现[J]．微计算机信息，2008(9)：54—56.

TP277

A

1003-5168(2014)04-0111-01

王涛（1971.3—），男，汉族，助理工程师，研究方向：煤矿机电专业。