全数字闸间隙实时监测系统在矿井提升机上应用

马永超

（河南能化集团鹤煤公司第八煤矿，河南 鹤壁 458008）

0 概述

提升机的任务是：

1）沿井筒提升煤炭、矸石；

2）升降人员和设备；

3）下放物料。

它是井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，是矿山运输的咽喉。提升机在运行的过程中要求具有安全性、可靠性和经济性。因此，提升机在煤矿生产的全过程中占有极其重要的地位。其中，提升机制动系统是矿井提升机的重要组成部分，由制动器（执行器，通常也称为闸）和传动机构两部分组成，它直接影响提升机的正常工作和提升安全。提升机制动系统的作用：

1）正常工作制动，即在减速阶段参与提升机的速度控制。如减速阶段在滚筒上产生制动力矩使提升机减速，在下放重物时施闸限制下放速度；

2）正常停车制动，即在提升终了或停车时能可靠地闸住提升机；

3）安全制动，即当提升机工作不正常或发生紧急事故时，如提升机过速、过流和欠压等故障出现时，进行紧急制动，迅速可靠地闸住提升机；

4）调绳制动，即双滚筒提升机在更换水平、调绳或更换钢丝绳时，能可靠地闸住游动滚筒，松开固定滚筒，以实现更换水平、调绳的安全操作。根据《煤矿安全规程》规定中内容，盘式制动闸瓦与制动盘之间的间隙不得大于2mm，每天安排专职人员检查闸瓦间隙，当闸瓦间隙超过规定值时应及时调整，每次检查调整非常繁琐，检查之前，将提升容器停在井筒中对接位置，并将滚筒用定车位置锁住，向制动油缸充入压力油，使制动器处于全松闸状态，用塞尺测量闸瓦与制动盘之间的间隙。人工调整且不能实时监测，当闸间隙保护起作用时，不能及时判断故障，为安全生产带来很多安全隐患。盘形闸闸间隙全数字在线监测系统，能够对提升机的闸间隙实时监测，为检查、维护带来方便。

1 系统简介

液压站和主井闸间隙全数字监控系统是基于先进的PLC 控制技术，采用国外高精度的位移检测传感器，通过方便的人机接口（OIU）操作界面，来完成对主井提升机的闸间隙、闸盘温度、闸皮磨损度、液压站温度以及液压站的油压监控。

本系统可以根据生产环境的改变，在使用或者检修时，根据工况调节闸间距时，可以方便的通过触摸屏调整设定控制参数以及控制功能。在出现故障报警时，通过查阅报警信息，很快的找到故障原因，确定故障点。

2 系统构成

本系统由控制柜和各传感器组成。

控制柜包括FATAK FBS 系列PLC CPU，数字量输入输出模块、模拟量输入模块、PLC 电源、DC 24V 电源、通讯信号转换器，微型断路器、接线端子，熔断器等。

传感器包括8 个位移传感器，1 个压力传感器。控制柜AC 220V来自外接电源系统，传感器DC 24V 电源由本柜内自有AC/DC 提供。

3 传感器安装

闸间隙的测量就是测量闸皮打开时实时间隙的大小。测量实际间隙是不可能在闸皮和转动的闸盘间隙中放置传感器。如何才能测量高精度的数据呢？把传感器和闸皮固定在一起，传感器探头测闸盘，且测量数据经过一系列计算，能实际反映出闸皮和闸盘的实际距离。

图1

传感器支架从安全起见，采用粘贴方式。用耐用的金属粘接胶将支架和闸皮顶端粘在一起，而不能采用焊接或者打孔安装，或者松动闸皮螺丝等对闸皮产生安全隐患的安装方式。

4 系统界面显示

4.1 闸间隙

显示闸皮从施闸到敞闸的动作距离，即闸皮离开闸盘的距离。例如：JX-01-L——指现场位号为JX-01-L 的位移传感器和支架。显示数值单位：毫米。

图2

4.2 闸盘偏摆

显示闸盘在转动过程中摆动距离。例如：JX-PB-L——指现场位号为JX-PB-L 的位移传感器。显示数值单位：毫米。

4.3 施闸或敞闸状态

指闸控制系统发出的施闸、预施闸和敞闸命令。液压站油压：液压站发出的敞闸油压和施闸残压显示。单位：MPa。

5 应用效果

全数字闸间隙监测系统能够实时监测提升机制动闸瓦间隙的大小，闸瓦制动系统中最关键的数据是闸间隙、闸皮磨损、弹簧疲劳等，它们是保证矿井安全提升的关键设备。它不仅实时监控在运行中闸间隙的数据变化情况，实时提醒随机调整和事故超前预警，还同时节省了维修工时，根据监测系统显示参数可以直接显示和预警间隙值的大小，减少维修人员查找故障源或人工测量制动闸间隙的时间，赢取更多的安全提升时间和工作效率，其安全效果和经济效益十分明显。