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摘 要：带式输送机是煤炭化工、冶金等领域的重要运输设备，因此对带式输送机运行工作状态进行检测极其重要。本文构建了带式输送机在线故障监测系统，设立了监测分站和上位机监控系统。监测分站采用跑偏开关、打滑开关、拉绳开关、撕裂開关、霍尔传感器、信号采集单元等进行实时信号采集，并将各种信号参数通过CAN总技术发送给监测上位机，上位机接受数据，经过处理后将这些数据显示出来并能够实时报警。该系统实现了带式输送机工作状态的实时监测。
关键词：带式输送机；监测单元；传感器；监控系统
中图分类号：TD528.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0277-01
引 言
带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性强、运费低廉等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济不可缺少的关键设备。近年来，随着我国工业现代化的迅速发展，综合机械化采矿工艺的推广应用使得矿井的开采量和运输量日益增大，从而长距离、大运量、大功率输送设备的需求量越来越大。目前对带式输送机的研究大多停留在产品结构及机械性能方面的改进，在信息化和智能化技术快速发展的大趋势下，带式输送机明显跟不上工业化的进度，带式输送机行业必须将新型智能化、数字化、信息化技术注入到本行业产品中，因此在线故障监测系统的构建，具有很大的必要性。此系统可以解决依靠人工巡检费时费力的方式，减少了企业经济损失，对安全成产有重要意义。
1 系统的总体设计
在线故障监测系统通过基于PLC可编程控制系统，通过多个PLC建立工程分站。各个传感器连接到PLC，进行信号的传输，每个PLC再通过总线协议，连接到上位机，实现信号的集中控制，完成在线监控。当输送机发生故障时，PLC接收到故障信号并进行同步的故障处理，同时通过PLC与主机上的组态系统连接，工作人员可在主机上监测到PLC信号，即输送机的工作情况，并通过组态系统将工作人员的操作执行到输送机上，实现输送机的故障监测和故障排除。
软件的配置包括与所选硬件相匹配的应用软件的选择及运行程序的设计。程序设计主要有PLC程序的编写、组态软件的编程。组态系统选择组态王软件作为输送机在线监测系统的组态软件，软件界面配置有输送机、故障开关、传感器、PLC、控制按钮、信号灯和数据调用系统，监控人员可以通过组态系统的主界面实现对输送机运行情况的曲线和数据的调用，同时又能对输送机进行自动和手动的控制。该系统与PLC兼容性好，编程简单，能够实现自动化监测。
2 系统的主要功能设计
2.1 跑偏状态监测
由于输送带自身的质量问题、安装问题、托辊转动不灵活问题等原因，跑偏成为带式运输机最常见问题。本系统适用于监测长距离带式输送机跑偏问题。输送机跑偏状态采用DQK-2型两级跑偏开关进行识别。当输送带运行中出现跑偏时，输送带触碰开关立辊并使立辊偏转，当立辊偏转角度达到1级开关角度时，开关发出报警信号。当输送带跑偏严重，达到2级开关角度时，开关发出停机信号，实现输送带跑偏故障自动停机。当跑偏故障排除后，胶带机正常运转时，开关立辊可自动复位，回到初始状态。其具有两组独立的常闭常开接点，并具有通讯接口，RS485地址编码，实现联网通讯，将跑偏信号发送至上位机，上位机监测界面显示报警信号，提示操作人员采取行动。
2.2 打滑状态监测
打滑是皮带输送机常见的故障之一，一旦发生打滑故障，易造成物料撒落、进料管堵塞、皮带磨损、断带等异常现象，影响皮带机的正常运行。本系统采用DH-3系列智能打滑开关，应用电感感应原理检测设备的正常旋转或异常慢转、停转。具有自识别正常转速的智能功能，属于真正的欠速开关，当设备出现异常，转速低于正常转速的2/3时，输出“异常慢转”信号。可为计算机及时反馈设备的运行情况，也可直接用于设备保护。
2.3 皮带撕裂状态监测
皮带撕裂分为纵向撕裂和横向撕裂两大类，基本上纵向撕裂占90%以上。皮带撕裂是种破坏性很大的损坏形式，皮带撕裂对大型带式输送机来说是非常严重的事故，严重的将造成价值上百万元以上的整条皮带报废。
皮带纵向撕裂故障检测方法有漏料法检测，采用KBZL-200型纵向撕裂开关，该纵向开关由一对撕裂开关和钢丝绳两部分组成，作为检测元件，受到挤拉后，开关内滑轴移动使微动开关动作，从而发出信号与集控信号连接，通过控制电路发出警告信号，自动停机信号，使输送机停止运行。从而防止输送带撕裂事故的发生。
3 在线监测系统运用
系统原理：
输送机的故障情况分为数字量信号监测和模拟量信号两种情况进行监测：①数字量信号监测，由输送机上的跑偏、打滑、撕裂开关提供数字量信号给PLC，再由PLC进行信号处理及反馈调节；②模拟量信号监测，该种监测基于电磁感应原理，针对输送带的断裂、抽动、脱胶和锈蚀故障等模拟量信号，通过霍尔传感器将模拟量信号输入到模拟量模块EM235上，再通过模数转换进行信号处理。这两种监测方法所得到的信号都统一在PLC和组态系统中进行整合，以实时监测输送机的工作情况。
4 结 语
系统实现了实时显示输送机发生的跑偏、打滑、撕裂、断裂、抽动、脱胶、锈蚀等故障情况，人机界面实时报警，提醒监控人员输送机发生故障。实现了长距离皮带机的状态监控，免去了人力巡检，能够实时判断输送机发生故障的位置，方便工作人员到现场检查故障程度，排除故障。组态系统可以实时检测和观测输送机运行时的曲线和数据，方便监控人员分析输送机的运行情况，以判断输送机何时何处发生故障，同时可以保存历史曲线和历史数据，用来与实时数据进行对比。
参考文献
[1]孙引忠，刘 洋，黄其舟，等.带式输送机状态监测系统的设计与实现[J].煤矿机械，2017（2）：21～23.
[2]何立田，常乐天，荣 梅.基于ARM7的井下带式输送机控制系统的设计[J].自动化与仪器仪表，2014（6）：80～81+85.
收稿日期：2018-10-10
关键词：带式输送机；监测单元；传感器；监控系统
中图分类号：TD528.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0277-01
引 言
带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性强、运费低廉等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济不可缺少的关键设备。近年来，随着我国工业现代化的迅速发展，综合机械化采矿工艺的推广应用使得矿井的开采量和运输量日益增大，从而长距离、大运量、大功率输送设备的需求量越来越大。目前对带式输送机的研究大多停留在产品结构及机械性能方面的改进，在信息化和智能化技术快速发展的大趋势下，带式输送机明显跟不上工业化的进度，带式输送机行业必须将新型智能化、数字化、信息化技术注入到本行业产品中，因此在线故障监测系统的构建，具有很大的必要性。此系统可以解决依靠人工巡检费时费力的方式，减少了企业经济损失，对安全成产有重要意义。
1 系统的总体设计
在线故障监测系统通过基于PLC可编程控制系统，通过多个PLC建立工程分站。各个传感器连接到PLC，进行信号的传输，每个PLC再通过总线协议，连接到上位机，实现信号的集中控制，完成在线监控。当输送机发生故障时，PLC接收到故障信号并进行同步的故障处理，同时通过PLC与主机上的组态系统连接，工作人员可在主机上监测到PLC信号，即输送机的工作情况，并通过组态系统将工作人员的操作执行到输送机上，实现输送机的故障监测和故障排除。
软件的配置包括与所选硬件相匹配的应用软件的选择及运行程序的设计。程序设计主要有PLC程序的编写、组态软件的编程。组态系统选择组态王软件作为输送机在线监测系统的组态软件，软件界面配置有输送机、故障开关、传感器、PLC、控制按钮、信号灯和数据调用系统，监控人员可以通过组态系统的主界面实现对输送机运行情况的曲线和数据的调用，同时又能对输送机进行自动和手动的控制。该系统与PLC兼容性好，编程简单，能够实现自动化监测。
2 系统的主要功能设计
2.1 跑偏状态监测
由于输送带自身的质量问题、安装问题、托辊转动不灵活问题等原因，跑偏成为带式运输机最常见问题。本系统适用于监测长距离带式输送机跑偏问题。输送机跑偏状态采用DQK-2型两级跑偏开关进行识别。当输送带运行中出现跑偏时，输送带触碰开关立辊并使立辊偏转，当立辊偏转角度达到1级开关角度时，开关发出报警信号。当输送带跑偏严重，达到2级开关角度时，开关发出停机信号，实现输送带跑偏故障自动停机。当跑偏故障排除后，胶带机正常运转时，开关立辊可自动复位，回到初始状态。其具有两组独立的常闭常开接点，并具有通讯接口，RS485地址编码，实现联网通讯，将跑偏信号发送至上位机，上位机监测界面显示报警信号，提示操作人员采取行动。
2.2 打滑状态监测
打滑是皮带输送机常见的故障之一，一旦发生打滑故障，易造成物料撒落、进料管堵塞、皮带磨损、断带等异常现象，影响皮带机的正常运行。本系统采用DH-3系列智能打滑开关，应用电感感应原理检测设备的正常旋转或异常慢转、停转。具有自识别正常转速的智能功能，属于真正的欠速开关，当设备出现异常，转速低于正常转速的2/3时，输出“异常慢转”信号。可为计算机及时反馈设备的运行情况，也可直接用于设备保护。
2.3 皮带撕裂状态监测
皮带撕裂分为纵向撕裂和横向撕裂两大类，基本上纵向撕裂占90%以上。皮带撕裂是种破坏性很大的损坏形式，皮带撕裂对大型带式输送机来说是非常严重的事故，严重的将造成价值上百万元以上的整条皮带报废。
皮带纵向撕裂故障检测方法有漏料法检测，采用KBZL-200型纵向撕裂开关，该纵向开关由一对撕裂开关和钢丝绳两部分组成，作为检测元件，受到挤拉后，开关内滑轴移动使微动开关动作，从而发出信号与集控信号连接，通过控制电路发出警告信号，自动停机信号，使输送机停止运行。从而防止输送带撕裂事故的发生。
3 在线监测系统运用
系统原理：
输送机的故障情况分为数字量信号监测和模拟量信号两种情况进行监测：①数字量信号监测，由输送机上的跑偏、打滑、撕裂开关提供数字量信号给PLC，再由PLC进行信号处理及反馈调节；②模拟量信号监测，该种监测基于电磁感应原理，针对输送带的断裂、抽动、脱胶和锈蚀故障等模拟量信号，通过霍尔传感器将模拟量信号输入到模拟量模块EM235上，再通过模数转换进行信号处理。这两种监测方法所得到的信号都统一在PLC和组态系统中进行整合，以实时监测输送机的工作情况。
4 结 语
系统实现了实时显示输送机发生的跑偏、打滑、撕裂、断裂、抽动、脱胶、锈蚀等故障情况，人机界面实时报警，提醒监控人员输送机发生故障。实现了长距离皮带机的状态监控，免去了人力巡检，能够实时判断输送机发生故障的位置，方便工作人员到现场检查故障程度，排除故障。组态系统可以实时检测和观测输送机运行时的曲线和数据，方便监控人员分析输送机的运行情况，以判断输送机何时何处发生故障，同时可以保存历史曲线和历史数据，用来与实时数据进行对比。
参考文献
[1]孙引忠，刘 洋，黄其舟，等.带式输送机状态监测系统的设计与实现[J].煤矿机械，2017（2）：21～23.
[2]何立田，常乐天，荣 梅.基于ARM7的井下带式输送机控制系统的设计[J].自动化与仪器仪表，2014（6）：80～81+85.
收稿日期：2018-10-10