皮带运输机的温度与烟雾监测系统的研究

焦灵侠

（西安工业大学北方信息工程学院，陕西，710200）

皮带运输机的温度与烟雾监测系统的研究

焦灵侠

（西安工业大学北方信息工程学院，陕西，710200）

本系统设计的是皮带运输机的温度与烟雾监控系统，在皮带运输机工作过程中，对其进行两点温度监控与烟雾监控。在轴承和矿井的环境中各设有一个温度传感器，用于测量其温度，在皮带输送机的制动闸的摩擦片处设一个测量烟雾浓度的传感器，监测制动闸是否出现冒烟故障。当监测点温度过高或制动闸出现冒烟故障时，报警系统开启声光报警并能精确显示其故障位置。

皮带运输机；温度传感器；烟雾传感器

0 引言

皮带运输机作为矿井下的重要运输设备，其运行安全是不可小觑的。本文设计了皮带运输机的温度和烟雾监控系统，对于矿井下皮带运输机可能出现的由于温度升高和产生的烟雾产生的安全隐患进行监控，并将检测到的数据及时反映到上位机使工作人员及时发现并及时处理。

1 总体方案设计

利用STC12C5A60S2单片机作为采煤机温度与烟雾监控系统的主控制器，通过温度传感器DS18B20检测皮带运输机的电机轴承温度和皮带环境温度信号。通过烟雾传感器MQ-2检测皮带运输机的烟雾信号，测温点选在轴承和皮带上，将温度和烟雾的数字信号送达单片机进行数据处理，将处理的数据通过无线传输模块NRF905传送给上位机，上位机采用Labview软件对皮带运输机的温度和烟雾进行实时监控，当温度和烟雾低于设定的值或高于设定的值时，将产生报警。

图1 STC12C5A60S2管脚图

2 硬件设计

2.1 STC12C5A60S2系列单片机的管脚说明(如图1)

2.2 温度采集模块电路设计

图 2 电机轴承温度和环境温度检测电路

2.3 烟雾浓度采集模块电路设计

皮带输送机制动闸烟雾监控电路的整个设计由3大部分构成：烟雾传感器、60S2单片机、烟雾报警电路。在测量烟雾的电路中，连接LM324四运算放大器的作用是电压跟随器（如图3）。

2.4 LCD12864的电路设计

LCD12864液晶显示屏与单片机的连接选择串行连接（如图4）。

图3 烟雾浓度采集模块电路

图4 LCD12864的显示模块电路图

2.5 报警模块

蜂鸣器采用直流电压供电。蜂鸣器的驱动电路一般都包括三部分：三极管、蜂鸣器、续流二极管和电源滤波电容各一个。

图5 温度声光报警电路图

图6 烟雾声光报警电路图

3 软件设计

主程序主要解决将烟雾信息通过传感器采集上来，送给单片机进行A/D转换，温度通过DS18B20测得并送到单片机进行处理，并通过与事先存储到单片机里面的阈值比较，如果超限，将会启动报警子程序，产生报警，如果没有超限，则会返回，重新初始化后继续采集信号。系统主流程图如图7所示。

4 系统调试

在设计的过程中，往往在一些细节问题上遇到不少问题：

（1）在设计报警电路时，开始在发射极加了电阻，但是测试时，蜂鸣器并不报警，后来在把其短接之后，蜂鸣器就正常工作。

（2）在温度电路调试过程中，温度采集结果始终显示80℃，经查阅资料后发现，若采取外部供电的方式，DS18B20的GND 引脚不能悬空，否则其不能正常转换温度，读取的温度总是80℃。

(3)由于个别焊点有虚焊的现象，导致液晶屏不亮。

(4)焊接错误也是导致调试出错的原因之一。

(5)程序编写有误，可能导致显示不正确等。

[1]徐迎曦等.皮带输送机智能化保护控制系统[J].仪表技术与传感 器,2009,16:90-92.

Xu yingxi. Belt conveyor intelligent protective control system [J].Instrument Technique and Sensor, 2009,16: 90-92.

[2]秦连军等.皮带输送机常见故障分析与处理方法[J].煤炭技术,2009,8:18-20.

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[3]李宝山,徐鹏.露天煤矿用皮带运输机智能控制系统的研究[J].商品与质 量,2013.

Li Tianbao,Xu Peng. Research on intelligent control system of opencast belt conveyor [J]. Commodity and quality, 2013.

Research of Conveyor Belt Temperature and Smoke Detector System

Jiao Lingxia
（Xi'An Technological University North Institute of Information Engineering，Shaanxi，710200）

In this paper,the overall design of monitoring system is the temperature of the belt conveyor with smoke.In the working process of the belt conveyor, multi-point temperature measurement and smoke control on it.In the environment of the bearing and mine equipped with a temperature sensor,used to measure the temperature.And in the belt conveyer brake friction disc set a measuring smoke concentration sensor,so that monitoring of the brake fault whether any smoke.When there is smoke monitoring temperature too high or brake failure,open the sound and light alarm and alarm system can accurately display the fault location.

belt conveyor；temperature sensor；smoke sensor

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A

西安工业大学北方信息工程学院院长科研基金项目（YZZ1503）

焦灵侠（1983.11—）女，硕士，讲师，研究方向：控制理论与控制工程 .