煤矿用刮板输送机 矿用刮板输送机电气控制系统的应用研究

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由于矿用刮板输送机的特殊性和恶劣的井下环境，在使用过程中经常出现冒烟、跑偏、堆煤、超温等故障。为了解决这些故障，目前主要采用人工故障处理，存在效率低、可靠性低、成本高等问题。因此，有必要对现有刮板输送机电控系统进行进一步的应用研究，从防爆装置、电源模块和各种传感器等方面对电控系统进行优化和匹配。

1电气控制系统的结构特点

矿用刮板输送机主要由驱动滚筒、驱动装置、机架、输送带、给料装置、改向装置和电气控制系统组成，而电气控制系统主要由控制台、人机界面、各种传感器、保护装置等部分组成。通过电气控制系统，可以检测、判断和报警输送机使用过程中的设备损坏、温度过高等故障。原理如下:电控系统主要通过各种传感器采集的相关数据信号将数据发送给主站的控制系统，主站通过RS232总线将控制信号上传给上位机和主控台，上位机向刮板输送机发送响应命令；在自动控制下，主PLC经过计算后发出相应的动作和通讯指令，并发送给从PLC进行进一步的操作和监控。整个系统具有检测精度高、系统运行可靠、检测功能齐全的特点，是刮板输送机的重要组成部分。目前，通过不断优化升级，已经能够更好地满足刮板输送机井下作业的生产需要[2，3]。

2电气控制系统的技术要求

根据国家防爆检验部门的规定，结合刮板输送机井下作业的特殊环境条件，刮板输送机电气控制系统应满足以下技术要求:

1)防爆性能要求。电气控制系统中的通信设备、检测设备和控制设备必须具有一定的防爆性能，并必须通过相关的防爆试验，取得防爆证书，以保证设备能够满足恶劣井下环境下的使用要求。

2)兼容性强。由于井下环境恶劣，各种设备使用一段时间后容易出现故障或损坏，需要经常维修或更换不同型号、不同性能的零件。因此，要求电子控制系统中的设备检测具有很强的兼容性，以便于后期的设备维护。

3)高级要求。随着煤矿相关技术的不断发展，要求刮板输送机的性能随着智能显示、人机界面、远程监控、智能检测报警等技术的发展而不断提高。同时，这些先进技术在使用过程中必须保证较高的稳定性和可靠性，才能更好地满足输送机井下作业的要求。

4)可靠性高，操作方便。电控系统的正常运行直接关系到刮板输送机的生产效率和运行安全，因此系统中的设备必须具有较高的可靠性；同时，要求设备在使用和维护过程中具有更好的操作便利性，以减少人员劳动和企业费用。

3电气控制系统主要部件的设计

3.1防爆装置

由于刮板输送机中有许多传感器、控制器、探测器等设备，为了防止这些设备受到故障和其他干扰信号的影响，需要在电气控制系统中配置防爆装置。因此，选择了万伟电子公司生产的与刮板输送机电气系统配套的KZX防爆装置。该设备具有本质安全开关输入、模拟输入、本质安全输出、非本质安全输出等接口，具有结构紧凑、防爆性能强的特点。同时，结构上采用了防爆腔和本质安全型一体化的防爆式设计，防爆腔和本质安全型腔之间通过过线电缆连接，可以通过独立的喇叭嘴实现与外部信号的连接。因此，KZX防爆装置可以实现输送机中各种设备的防爆保护。

3.2电源匹配设计

在该系统中，PLC控制模块、继电器模块等模块都使用12 V或24 V DC电压，因此需要匹配控制系统的电压。考虑到井下环境的特殊性，供电模块应具有防爆功能。目前市场上常见的电源模块有万伟贝南矿用防爆变压器电源、矿用防爆本质安全电源等。在综合考虑体积系数和防爆功能的基础上，选择万伟贝南矿防爆变压器电源系列，可广泛应用于甲烷、煤尘等井下危险环境，输入电压范围可调

. 3各种传感器的匹配设计

表1电压模块的主要参数

3.3.1速度传感器的匹配

刮板输送机在井下运行过程中，经常会发生溜带和超速现象。为了实时检测该信号，在电气控制系统中配置了一个速度传感器来检测输送机的运行速度。因此，选择GSH4速度传感器，如图1所示。其内部接口包括12 V正极、负极和GND接地。运行时，可安装在旋转外壳上。当输送机旋转时，传感器和磁钢之间会形成一个脉冲。将脉冲信号处理成数据信号后，即可检测出输送机的转速。该传感器具有结构简单、操作方便、体积小的特点，可广泛应用于刮板输送机的速度检测。

3.3.2烟雾传感器

4电气控制系统的现场应用效果

结合以上建立的刮板输送机电气控制系统，在神华煤矿应用3个月。试验过程中，装有电控系统的刮板输送机运行稳定，各项功能运行正常。人机界面可以实时显示输送机关键部件的工作温度、转速和磨损程度。针对运行中出现的危险信号，能及时给出报警提示，并准备显示故障原因和位置。在此期间，没有发生刮板输送机故障事故，零部件基本没有损坏或更换。据企业人员介绍，电控系统三个月的现场应用，与之前的单机输送机相比，为神华煤矿节省了近10万元，同时也提高了输送机的运行安全性，得到了企业人员的普遍认可。

5结论

神华煤矿电控系统经过现场应用测试，配有电控系统的刮板输送机整体运行稳定，各项功能运行正常，设备故障率和零部件更换率几乎为零。在现场应用三个月，有效节省了企业的费用。该系统的应用对提高矿用刮板输送机的生产效率和安全性具有重要意义，并可为后期系统的进一步优化和升级提供参考。

引用

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