皮带机运行状态监测系统设计研究

皮带机运行状态监测系统设计研究

樊春宇

（国能（天津）港务有限责任公司 天津 300450）

摘要：在监测系统的设计中需要重视皮带机设备的主要结构及特点，以此来考虑在对应监测单元中所涉及的技术特征，确保在对监测系统的开发与设计中，能够使其在皮带机运行监测中的应用具备可行性，使监测系统可以及时获取皮带机运行状态的信息来进行维护与管理，为皮带机运行的稳定性提供保障。因此对于监测系统还需不断加强对核心技术的研究，并将现代化技术应用其中，重视提升通信网络速度，使监测系统高效运转，这样可以确保在皮带机运行发生故障问题时高效进行处理。

关键词：皮带机；运行状态；监测系统；传感器；设计

引言：

现今在监测系统中各类技术的创新及发展促使其监测功能得到进一步完善，并使监测系统能够针对皮带机的运行特征来进行自动化监控，使监测系统的应用水平得到进一步提升，满足皮带机安全运行的要求。在对监测系统的设计中，需要了解到其系统功能及技术特征，这样能够针对皮带机稳定运行的需求来进行系统设计及应用实践，保证各个监测单元模块能够有效地对皮带机运行进行监控、检测，并进行信息数据的处理，实现对皮带机运行进行科学化监测与控制的目的。

一、皮带机运行状态监测系统设计研究

（一）监测系统的主要设备

本文结合目前在煤矿生产中主要采用的监测系统结构来探讨其所使用的设备种类。

①摄像机，摄像机是对皮带机整体运行状态进行监控的重要设备，一般情况下会将其设置在皮带机的头尾两处，以此来对皮带机的运行图像进行采。

②监控中心，监控中心是监测系统中的顶层部分，也属于系统中的核心，其主要是由计算机、控制平台、网络接入设备组成，监控中心在运作中需要对皮带机运行中的报警信息进行处理，其可以直接向下层级发出控制指令。监控中心会对皮带机的运行情况进行实时监控，并接收及处理其所上传的数据。监控中心对整个监测系统都具有控制权，其主要是依据数据信息进行分析处理来下达命令。

③传感器，传感器可以监测皮带机的运行状态，是保证监测系统有效的重要条件，传感器能够对皮带机的运行信息进行实时采集，分析皮带机的运行参数是否正常，并及时将所采集的数据上传到监控中心，通过与皮带机运行历史数据进行比对确认是否在合理的差值范围内，这样可以准确地判断皮带机运行状态是否正常。

④控制开关，在监测系统中会设置多个控制开关来保证皮带机运行的安全，如堆煤、急停、烟雾等开关，目前在自动化监测系统下，可以通过通信信号的输入输出来进行开关控制，进而有效提升皮带机运行的稳定性。

⑤信号采集装置，通过智能仪表将各传感器采集的信号打包并以总线的方式传输给可编程控制器，各种传感器与监控柜端口相连接，而监控柜通过网线或光纤与地面监控主机相连接，从而对皮带机运行过程进行全程监测。

（二）传感器与控制开关的设计

①转速传感器及带速传感器的设计：在驱动滚筒和改向滚筒轴上安装转速传感器，以测得两滚筒的线速度。理论上带速传感器布置越多，越容易判断断带位置，综合考虑经济及技术要求，在易发生断带位置布置带速传感器即可。

②纵向撕裂开关的设计：纵向撕裂开关选用磁感应方式的KPJlA型开关，该种开关在煤矿井下有煤尘与瓦斯的环境中有很好的适应性，纵向撕裂开关通常安装在落料口附近的皮带机架上。

③跑偏开关的设计：跑偏开关选择KGE9A型开关，在皮带机头、机尾及机身一定距离安装跑偏开关，充分考虑摆杆的动作范围，保证跑偏开关的动作灵活及运行正常。

④烟雾开关的设计：烟雾开关在有瓦斯与煤尘爆炸危险及易发火灾场所进行设置，保证烟雾开关检测电路灵敏度高，使其能够稳定检测，避免因粉尘引起的误报。

⑤堆煤开关的设计：将堆煤开关悬挂于落料口需要检测的物料点上方，根据检测需求选择适宜长度的金属杆并将其吊挂于电极上，同时外壳通过导线接地即可。

⑥振动传感器的选型与布置：选用振动传感器将其安装在减速器外壳上以获得减速器的振动信号，以得知驱动滚筒的运转情况。

⑦温度及张力传感器的选型与布置：沿皮带轴向每隔一定距离布置一个温度传感器，在火灾易发区域可以适当增加，在驱动滚筒及电机上也应安装温度传感器，以协助皮带打滑故障的判断。

⑧急停开关的选型与布置：在皮带机传输方向每隔一定距离安装一个急停开关，在人工巡检发现皮带故障时，可以及时关停皮带。

二、皮带机运行状态监测系统的应用效果研究

（一）对皮带机运行进行实时监控

在煤矿生产中对皮带机运行安全有着较高的标准要求，因此通过监测系统进行实时监控的方式能够确保在实际中更为有效地了解皮带机的运行状态。目前所采用的监测系统的架构主要是针对皮带机的主要组成及运行机理进行设计，并且针对皮带机的常见故障问题及表现进一步地优化了其接入功能，使监测系统可以获取实时信息数据及运行所产生的故障信号，这样能够保证监测系统快速地对皮带机运行的异常信号进行反应，并在监测系统的指令控制运行开关，确保在监测中所涉及的每个单元都得到有效控制，进而保证皮带机运行的稳定性。

（二）对皮带机运行进行告警管理

在皮带机运行中，一旦发生异常问题时通过传感器可以对异常信息进行采集与分析，并发出告警信息数据，而监测系统在接收这些信号数据后会在信息技术的支持下对告警等级进行分析、判定，并根据告警信号的等级来选择处理方法，并对告警信息进行存储，确认皮带机发生故障的部位。同时在监测系统的告警管理中可以进行多异常点的并发告警，保证告警的及时性，还可以针对皮带机运行的情况确认是否存有严重的安全隐患，并控制开关对皮带机发生故障的部分进行切断，使皮带机运行故障判断更具准确性。

（三）对皮带机运行进行安全管理

在皮带机运行状态监测系统的应用中，需要根据皮带机中的被监控对象的情况来进行设备的设置，以此来保证监测系统在应用中的兼容，能够做到对所传输的皮带机运行信息进行综合分析及全面川力。而在对监测系统进行操作及编辑中，会对权限对象及各项活动进行完整的记录，留存的记录也可以进行查询，这些记录不会被人为更改，因此可以保证监测系统的安全性。 监测系统对数据的全面记录及收集能够对监测系统中所采集的数据进行高效化地分析处理，这样在皮带机运行中能够更好地针对被控设备来确认其状态，有利于加强对皮带机的维护，从而及时针对皮带机运行的异常信号及故障问题进行安全管理，避免皮带机在运行中出现严重事故。

结论：

监测系统的应用关系着皮带机运行的稳定性，在科技发展中针对监测系统的科技也在不断优化完善，通过监测系统可以对皮带机的运行状态进行实时监控，获取其运行信息数据分析是否存有故障问题，以此来保证皮带机的安全、可靠。上文通过对皮带机中，设备的主要结构特征及运行状态监测要求，提出在实际的监测系统设计中所需应用到的设备与技术，并探讨其在监测系统中的主要作用，掌握在监测系统中的关键技术类型及应用要点，从而为皮带机的稳定运行提供支持。

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