副井4m絞車盤(pán)形閘監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、1副井4m絞車盤(pán)形閘監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用大平礦張慶宇何勇生產(chǎn)技術(shù)部張玉超摘要煤礦提升機(jī)采用的盤(pán)形閘監(jiān)控裝置，由于盤(pán)形閘間隙檢測(cè)裝置的測(cè)量位置、測(cè)量方法的選擇不當(dāng)，會(huì)造成測(cè)量誤差，降低可靠性，以及保護(hù)功能不全等問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)盤(pán)形閘監(jiān)控裝置，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)礦井提升裝置盤(pán)形閘與閘盤(pán)的工作間隙，當(dāng)兩者之間的間隙超限時(shí)能夠自動(dòng)聲光告警并閉鎖下次開(kāi)車，通過(guò)系統(tǒng)程序的計(jì)算與比較，判斷出盤(pán)形閘閘瓦磨損、碟形彈簧疲勞、間隙超限故障。監(jiān)控裝置數(shù)據(jù)采集傳感

2、器采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)固定座，閘間隙等相關(guān)保護(hù)試驗(yàn)方便、快捷、準(zhǔn)確。關(guān)鍵詞提升機(jī)盤(pán)形閘保護(hù)盤(pán)形閘是煤礦提升裝置中重要的配套設(shè)備，是保證提升裝置安全運(yùn)行的關(guān)鍵核心部分，提升裝置所有電控保護(hù)裝置的最后執(zhí)行元件就是盤(pán)形閘，而閘盤(pán)與制動(dòng)盤(pán)的間隙決定了提升裝置在緊急制動(dòng)時(shí)的安全可靠性?！睹旱V安全規(guī)程》第426條規(guī)定:盤(pán)形閘的閘瓦與閘盤(pán)之間的間隙不得超過(guò)2mm。煤礦提升裝置盤(pán)形閘工作間隙保護(hù)裝置是測(cè)量盤(pán)形閘與制動(dòng)盤(pán)的實(shí)際工作間隙且當(dāng)超過(guò)規(guī)定間隙時(shí)能夠自動(dòng)

3、報(bào)警或自動(dòng)斷電的裝置。盤(pán)形閘工作間隙的監(jiān)測(cè)與保護(hù)對(duì)提升裝置的安全運(yùn)行有著十分重要的意義。然而，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的煤礦礦井中都沒(méi)有安裝提升裝置閘間隙保護(hù)裝置只是簡(jiǎn)單地安裝了閘瓦磨損與彈簧疲勞保護(hù)開(kāi)關(guān)。閘瓦磨損開(kāi)關(guān)只是對(duì)閘盤(pán)的磨損厚度起到保護(hù)作用彈簧疲勞保護(hù)開(kāi)關(guān)只是對(duì)盤(pán)形閘碟簧的疲勞程度起到保護(hù)作用而一般閘盤(pán)的磨損厚度和碟簧的疲勞完全可以通過(guò)日常的檢查與維護(hù)就可以檢查到并且閘瓦磨損與彈簧疲勞開(kāi)關(guān)多數(shù)為機(jī)械開(kāi)關(guān)調(diào)整誤差大經(jīng)常起不

4、到保護(hù)作用。鑒此設(shè)計(jì)了一種礦井提升裝置閘間隙保護(hù)裝置該保護(hù)裝置具有自動(dòng)聲光報(bào)警及斷電保護(hù)功能。1設(shè)計(jì)目標(biāo)液壓盤(pán)形閘監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過(guò)安裝在盤(pán)形閘上的電渦流傳感器測(cè)量盤(pán)形閘與制動(dòng)盤(pán)之間的動(dòng)態(tài)工作間隙，通過(guò)可編程控制器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、報(bào)警裝置、軟件應(yīng)用程序的比較、計(jì)算，判斷故障類型，發(fā)出報(bào)警，并將故障類型間隙超限、閘瓦磨損、碟形彈簧疲勞等信息傳遞給操作人員和維護(hù)人員，保證提升機(jī)盤(pán)形閘正常工作，提高提升機(jī)運(yùn)行的可靠性。2工作原理2.1盤(pán)形閘

5、的工作原理如圖1所示，盤(pán)形閘是靠碟形彈簧產(chǎn)生制動(dòng)力，用油壓解除制動(dòng)，制動(dòng)力沿軸向作用的制動(dòng)器。盤(pán)形閘和液壓站、管路系統(tǒng)配套組成一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)。適用于碼頭纜車、礦井提升機(jī)及其它提升設(shè)備，作工作制動(dòng)和安全制動(dòng)之用。圖1盤(pán)形閘的安裝示意圖1——制動(dòng)盤(pán)；2——盤(pán)形閘3閘間隙，當(dāng)間隙大于2mm時(shí)發(fā)出告警并閉鎖下次開(kāi)車。盤(pán)形閘碟簧疲勞保護(hù)，當(dāng)提升機(jī)停止運(yùn)行，盤(pán)形閘處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)盤(pán)形閘進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在設(shè)定的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，間隙仍然大于1mm時(shí)，判

6、斷盤(pán)形閘碟簧疲勞，發(fā)出告警。盤(pán)形閘閘瓦磨損超限保護(hù)當(dāng)提升機(jī)停止運(yùn)行，盤(pán)形閘處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)盤(pán)形閘進(jìn)行檢測(cè)，盤(pán)形閘間隙大于規(guī)定值時(shí)，判斷盤(pán)形閘閘瓦磨損超限，發(fā)出告警。盤(pán)形閘打開(kāi)故障保護(hù)當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行，液壓站壓力達(dá)到最大值，而盤(pán)形閘與閘盤(pán)的間隙仍然小于1mm時(shí)，發(fā)出聲光告警。3裝置設(shè)計(jì)3.1位移傳感器及PLC選型該裝置采用高精度的電渦流傳感器，安裝在盤(pán)形閘端蓋上，監(jiān)測(cè)盤(pán)形閘連接螺栓的位移，通過(guò)監(jiān)測(cè)到的位移數(shù)值判斷盤(pán)形閘是否在正常的工作范

7、圍內(nèi)。保護(hù)裝置由盤(pán)形閘連接螺栓的位移數(shù)值可判斷盤(pán)形閘是否碟簧疲勞、閘瓦磨損。電渦流傳感器的工作過(guò)程中，當(dāng)探頭與金屬表面的距離發(fā)生變化時(shí)，金屬表面的電渦流及電渦流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)也會(huì)發(fā)生變化，也會(huì)引起振蕩電壓的變化。將這個(gè)變化的振蕩電壓轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，完成機(jī)械位移到電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。本設(shè)計(jì)的位移傳感器輸出DC010V的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)可編程控制器的模擬量輸入模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的位移數(shù)值，來(lái)判斷閘間隙的大小。信號(hào)處理采用西門(mén)子的可編程

8、控制器S7300系列（CPU、數(shù)據(jù)信號(hào)采集、運(yùn)行報(bào)警信息輸出）。3.2顯示控制界面設(shè)計(jì)該保護(hù)裝置采用計(jì)算機(jī)監(jiān)視。當(dāng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)視時(shí)直接由計(jì)算機(jī)代替主機(jī)接收各點(diǎn)數(shù)據(jù)。所有閘間隙數(shù)據(jù)均顯示在同一屏幕上，如圖4所示，調(diào)零操作通過(guò)調(diào)整電渦流傳感器與盤(pán)形閘的間隙實(shí)現(xiàn)。圖4調(diào)零操作顯示畫(huà)面采用西門(mén)子專用組態(tài)軟件WINCC開(kāi)發(fā)，畫(huà)面制作規(guī)范，數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確，報(bào)警及時(shí)可靠。3.3聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)聲光報(bào)警是該裝置的主要功能要求是在16個(gè)測(cè)點(diǎn)中任一個(gè)測(cè)點(diǎn)的間