礦用提升機(jī)鋼絲繩張力及超載在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析

石躍芳

(山西潞安檢測(cè)檢驗(yàn)中心有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046204)

1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

郭莊煤礦為了確保提升機(jī)安全運(yùn)行，增設(shè)了提升機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)提升機(jī)鋼絲繩張力及超載進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該套礦用提升機(jī)鋼絲繩張力及超載在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以郭莊礦提升機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，儀器設(shè)備安裝方便，所用儀器、儀表均采用礦井生產(chǎn)中常用品牌，所用上位機(jī)軟件界面簡(jiǎn)單易懂、易操作、性能可靠。該設(shè)計(jì)試驗(yàn)的成功可以使提升機(jī)鋼絲繩張力及載荷情況以界面的形式顯示出來(lái)，可以對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)判，另外它的報(bào)警功能可以彌補(bǔ)人工的不足。

2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析及評(píng)價(jià)

對(duì)郭莊煤礦增設(shè)的提升機(jī)鋼絲繩張力及超載在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分析及評(píng)價(jià)，主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行：①硬件安裝分析；②箕斗行程試驗(yàn)分析；③張力測(cè)試分析；④裝置性能分析。

2.1 硬件安裝分析

該套在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，油壓傳感器安裝在鋼絲繩張力自動(dòng)平衡裝置的平衡油缸旁路油管上，位于截止閥上方靠近油缸部位，傳感器通過(guò)改造的三通連接到油管上，采用銷軸密封方式。

通過(guò)檢查，油壓傳感器安裝位置合理且密封性良好，如圖1所示。箕斗運(yùn)行過(guò)程中，傳感器、采集發(fā)射箱和防爆電池外有防護(hù)罩，使其不能任意移動(dòng)，能有效防止受到外部撞擊和雨塵污染。

圖1 油壓傳感器安裝示意

雙霍爾傳感器磁鋼應(yīng)安裝在高速軸上(電機(jī)的輸出軸)，磁鋼的安裝位置必須在以轉(zhuǎn)動(dòng)軸心為圓心的同一圓上，并且安裝間隔應(yīng)該相等且不應(yīng)太大(約10 cm)，防止脈沖丟失引起測(cè)量誤差，雙霍爾傳感器正對(duì)磁鋼安裝。

通過(guò)檢查，磁鋼間隔均勻地環(huán)繞一周貼在電機(jī)輸出軸上，雙霍爾傳感器通過(guò)支架固定于正對(duì)磁鋼且垂直于轉(zhuǎn)軸表面的位置，磁鋼和雙霍爾傳感器探頭的距離為4 mm左右，如圖2所示。

圖2 雙霍爾傳感器安裝示意

2.2 箕斗行程試驗(yàn)分析

箕斗行程試驗(yàn)內(nèi)容包括箕斗平位信號(hào)、箕斗運(yùn)動(dòng)方向及箕斗實(shí)時(shí)位置的試驗(yàn)。將該套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集顯示的箕斗行程與提升操作臺(tái)顯示箕斗行程進(jìn)行對(duì)比，上位機(jī)界面中的箕斗平位信號(hào)、箕斗運(yùn)動(dòng)方向及位置、天輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向與提升操作臺(tái)顯示的信息一致?；沸谐淘囼?yàn)可能出現(xiàn)的故障情況及排查方向具體見(jiàn)表1，實(shí)驗(yàn)證實(shí)安全有效。

表1 箕斗行程試驗(yàn)可能出現(xiàn)的故障及排查方向

2.3 張力測(cè)試分析

在調(diào)試時(shí)，首先標(biāo)定活塞直徑為公稱值，代入計(jì)算，如下：

=3 412N

=3.412 t

=3 419N

=3.419 t

張力監(jiān)測(cè)的報(bào)警信息和可監(jiān)測(cè)的設(shè)備故障類型以及報(bào)警后的處理方法見(jiàn)表2，張力測(cè)試可能出現(xiàn)的故障及排查方向見(jiàn)表3，實(shí)驗(yàn)證實(shí)均有效。

表2 張力監(jiān)測(cè)的報(bào)警信息和可監(jiān)測(cè)的設(shè)備故障類型以及報(bào)警后的處理方法

表3 張力測(cè)試可能出現(xiàn)的故障及排查方向

2.4 裝置性能分析

功能性：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩張力在線監(jiān)測(cè)、提升機(jī)位置確定、提升機(jī)凈載荷確定、常見(jiàn)故障判斷及報(bào)警、故障數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的記錄和查詢、實(shí)時(shí)曲線繪制、動(dòng)態(tài)模擬畫面瀏覽等功能。

可靠性：通過(guò)試驗(yàn)分析，該套系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高，數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低，系統(tǒng)運(yùn)行成熟，具有一定的容錯(cuò)性，易恢復(fù)。

易用性：系統(tǒng)軟件畫面比較易理解、易瀏覽；基本支持鼠標(biāo)、鍵盤操作，軟件操作比較簡(jiǎn)便；字體的大小與界面的大小、空間協(xié)調(diào)；前景與背景色搭配合理；整體界面風(fēng)格一致。

可維護(hù)性：通過(guò)分析試驗(yàn)，該套系統(tǒng)硬件部分安裝拆卸容易，軟件設(shè)置易懂，便于工作人員進(jìn)行維護(hù)。

兼容性：工控機(jī)系統(tǒng)要求達(dá)到Windows XP及以上版本，應(yīng)用軟件支持Lab VIEW 2009及以上版本，數(shù)據(jù)庫(kù)支持Access 2003及以上版本，兼容性強(qiáng)。

安全性：應(yīng)用軟件系統(tǒng)在數(shù)據(jù)查詢、刪除等功能部分設(shè)置有密碼，需輸入正確密碼后才可進(jìn)行操作，安全性較高。

存在問(wèn)題：需要延長(zhǎng)電池供電時(shí)間，減輕電池重量，充電器改進(jìn)為防爆型。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該套礦用提升機(jī)鋼絲繩張力及超載在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行分析，認(rèn)為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合煤礦提升系統(tǒng)安全運(yùn)行實(shí)際需求，系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，監(jiān)測(cè)性能穩(wěn)定可靠，故障預(yù)知能力強(qiáng)，報(bào)警及時(shí)且信息顯示可信，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，滿足生產(chǎn)實(shí)際的需求。