矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统分析

石跃芳

(山西潞安检测检验中心有限责任公司，山西 长治 046204)

1 在线监测系统简介

郭庄煤矿为了确保提升机安全运行，增设了提升机在线监测系统，对提升机钢丝绳张力及超载进行监测。该套矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统从生产实际出发进行设计，以郭庄矿提升机为试验对象，设计结构简单，仪器设备安装方便，所用仪器、仪表均采用矿井生产中常用品牌，所用上位机软件界面简单易懂、易操作、性能可靠。该设计试验的成功可以使提升机钢丝绳张力及载荷情况以界面的形式显示出来，可以对可能出现的危险情况进行预判，另外它的报警功能可以弥补人工的不足。

2 在线监测系统分析及评价

对郭庄煤矿增设的提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统的分析及评价，主要从以下4个方面进行：①硬件安装分析；②箕斗行程试验分析；③张力测试分析；④装置性能分析。

2.1 硬件安装分析

该套在线监测系统设计中，油压传感器安装在钢丝绳张力自动平衡装置的平衡油缸旁路油管上，位于截止阀上方靠近油缸部位，传感器通过改造的三通连接到油管上，采用销轴密封方式。

通过检查，油压传感器安装位置合理且密封性良好，如图1所示。箕斗运行过程中，传感器、采集发射箱和防爆电池外有防护罩，使其不能任意移动，能有效防止受到外部撞击和雨尘污染。

图1 油压传感器安装示意

双霍尔传感器磁钢应安装在高速轴上(电机的输出轴)，磁钢的安装位置必须在以转动轴心为圆心的同一圆上，并且安装间隔应该相等且不应太大(约10 cm)，防止脉冲丢失引起测量误差，双霍尔传感器正对磁钢安装。

通过检查，磁钢间隔均匀地环绕一周贴在电机输出轴上，双霍尔传感器通过支架固定于正对磁钢且垂直于转轴表面的位置，磁钢和双霍尔传感器探头的距离为4 mm左右，如图2所示。

图2 双霍尔传感器安装示意

2.2 箕斗行程试验分析

箕斗行程试验内容包括箕斗平位信号、箕斗运动方向及箕斗实时位置的试验。将该套监测系统采集显示的箕斗行程与提升操作台显示箕斗行程进行对比，上位机界面中的箕斗平位信号、箕斗运动方向及位置、天轮转动方向与提升操作台显示的信息一致。箕斗行程试验可能出现的故障情况及排查方向具体见表1，实验证实安全有效。

表1 箕斗行程试验可能出现的故障及排查方向

2.3 张力测试分析

在调试时，首先标定活塞直径为公称值，代入计算，如下：

=3 412N

=3.412 t

=3 419N

=3.419 t

张力监测的报警信息和可监测的设备故障类型以及报警后的处理方法见表2，张力测试可能出现的故障及排查方向见表3，实验证实均有效。

表2 张力监测的报警信息和可监测的设备故障类型以及报警后的处理方法

表3 张力测试可能出现的故障及排查方向

2.4 装置性能分析

功能性：系统实现了钢丝绳张力在线监测、提升机位置确定、提升机净载荷确定、常见故障判断及报警、故障数据和历史数据的记录和查询、实时曲线绘制、动态模拟画面浏览等功能。

可靠性：通过试验分析，该套系统测量数据准确率高，数据传输误码率低，系统运行成熟，具有一定的容错性，易恢复。

易用性：系统软件画面比较易理解、易浏览；基本支持鼠标、键盘操作，软件操作比较简便；字体的大小与界面的大小、空间协调；前景与背景色搭配合理；整体界面风格一致。

可维护性：通过分析试验，该套系统硬件部分安装拆卸容易，软件设置易懂，便于工作人员进行维护。

兼容性：工控机系统要求达到Windows XP及以上版本，应用软件支持Lab VIEW 2009及以上版本，数据库支持Access 2003及以上版本，兼容性强。

安全性：应用软件系统在数据查询、删除等功能部分设置有密码，需输入正确密码后才可进行操作，安全性较高。

存在问题：需要延长电池供电时间，减轻电池重量，充电器改进为防爆型。

3 结 语

通过对该套矿用提升机钢丝绳张力及超载在线监测系统进行分析，认为该系统设计符合煤矿提升系统安全运行实际需求，系统运行状况良好，监测性能稳定可靠，故障预知能力强，报警及时且信息显示可信，达到了设计目的，满足生产实际的需求。