带式输送机自动集控装置的应用研究

杨星辉

（潞安环保能源开发股份有限公司漳村煤矿， 山西 长治 046032）

1 生产线概况

潞安集团樟村煤矿自动化中心的主要工作是对主运输皮带、综采作业面、巷道集控系统等进行管理，其中涵盖了选矸车间的多部皮带和三个作业面控制线。此外，还存在25 部皮带的延伸及2506 作业面的安装，其中共计有38 部皮带和四个综采作业面沿线是被集控系统所控制的，所运用到的设备主要有主控制器、下位机、扩音电话、急停闭锁开关，其数量分别为21、11、156 和18 台，而且设置了24 套皮带保护[1]。

近段时间内共发生了2 起皮带断带事故。在12月，本单位所有下井人员都详细检查了皮带集控系统。其中主运输皮带与选矸车间的集控系统运行时间长达十年以上，设备出现严重老化，受损严重；大部分扩音电话的闭锁开关都出现锈蚀问题，动作不灵敏，功能受到严重损坏。更换了两台主控制机构后，各种类型的皮带保护及配件出现较大的缺口，其中大部分速度保护已经损坏，其他的保护也较为缺乏，无法满足日常的维护需求，皮带运行出现了较大的隐患[2]。

2 自动集控装置结构及工作原理

2.1 自动集控装置结构

1)带式输送机上方所安装的自动集控装置主要由防跑偏托辊、X 射线无损检测仪、PLC 控制器等所构成，见图1。

2）防跑偏托辊大多设置在输送机的H 架上方，其数量为两根，两者之间的安装角度为45°。

3）皮带跳窜起停设备的构成主要有信号处理器、接收器等，其中发射器的安装部位为H 架距离输送带0.5 m 的地方，接收器的作用在于对发射器所发出的红外线进行接收，处理器则与PLC 形成连接。

图1 带式输送机集中控制装置结构示意图

4）X 射线无损检测仪的构成部分主要有处理器、成像仪等，该设备的安装部位为皮带架，其作用在于对底皮带出现的损坏状况进行实时监测。

5）联锁开关所具有的额定及整定电流分别为220 A和45 A，其分别与PLC、隔爆开关形成连接，利用PLC 控制来确保输送机的电机电源实现开断功能。

6）远程操控系统大多设置在与输送机相距50～200 m 的操控室中，主机系统主要涵盖了显示器、打印机等，上位机则需要配备专用的软件，可利用显示器将输送机的运行状况进行显示，其中包含了输送机的各个故障类型[3]。

2.2 工作原理

2.2.1 防跑偏工作原理

输送机在运行的过程中，由于受到物料冲击、安装效果等影响，其常常会产生受力不均匀的影响，输送带会逐渐偏向于受力的一方，当输送带偏离到防跑偏托辊的部位时，其会发出一个反作用力来对皮带进行及时调整，避免皮带出现跑偏。

［2］汪敏刚.支气管哮喘.见:戴自英主编.实用内科学.第 8版 .北京:人民卫生出版社，1991:833-840.

2.2.2 防蹿跳工作原理

1）输送机在启动的时候将会受到联锁作用，皮带启动自身的跳窜启停装置，该装置将会持续发出红外线，同时接受器稳定接收，当输送机出现了0.5 m的蹿跳现象时，接收器对红外线的稳定接收将会受到影响。

2）当接受器存在2 s 的时间无法对红外线进行稳定接收的时候，接收器就会将信号及时传输到PLC 控制器，在对信号进行相关处理之后，再将“关闭”的指令传输到联锁开关，此时输送机的电源将会及时切断，停止运行进行检修。

2.2.3 输送带无损检测工作原理

1）带式输送机的运行保持正常时，X 射线无损检测装置将会处于开启状态，并发出多束频率较低的X 射线，可将底皮带断面进行完全覆盖。

2）当输送带本身没有受损时，任何一束X 射线透过输送带传送至接受器的时间是一致的，当输送带的内部或表面受到了损坏，此时的时间是不相同的，利用时间差并借助信号处理器来对输送带的损坏状况进行计算，并通过图像处理器进行相关处理，将其显示在成像仪上。

2.2.4 远程操控系统工作原理

远程操控系统主要是利用工业环网来与PLC实现通信，每间隔5 min，PLC 就会将输送机的各个故障参数及时上传到操控系统的上位机，之后再借助软件以列表的形式将输送机的各个参数显示在显示器上，利用相应的软件来对输送机进行控制；通过运用打印机可以将输送机运行的状态曲线图进行实时打印。

2.3 自动集控装置优缺点

1）结构较为简单、成本较低。该装置需要花费0.8 万元的成本，相对而言成本较低，而且结构十分简单，有利于安装、运行及维护且故障发生率较低，使用简便。

2）自动化水平较高。与传统的输送机相对比，输送机在安装了该装置之后可运用PLC、蹿跳启停设备等，促使装置可以对输送机的跑偏、蹿跳等进行自动化控制，极大提升了自动化水平，降低了劳动的强度。

3）应用效果好。与传统的人工相对比，该装置具有较高的灵敏度和较好的检测效果，可以及时找出输送机的不稳定性，该装置不仅可以应用于煤矿，而且在桥梁、建筑等领域内有着较广泛的应用。

4）该装置还存在较多的不足，其主要体现在两个方面。由于受到煤泥的影响，导致输送带上存在较多的杂物，极大降低了输送带无损检测的精确度；输送机在运行的时候产生振动现象，导致蹿跳启停装置的稳定性持续降低。

3 结语

在三个月的实践应用中，采取自动集控装置可极大降低输送机的事故率，在使用的过程中没有发生一次因输送机脱离轨道而导致的电机烧毁及断带问题；同时借助该装置来进行检测发现输送带有145 m 出现了严重的磨损问题，并对其进行及时更换，避免了机电事故的产生，具有较高的安全性，且取得了较高的经济效益。