刮板输送机综合监控装置设计

摘 要：刮板输送机运输的机综合监控装置设计一直是人们非常关心同时也非常关注的一个内容，方案设计的科学性及合理性会对整个机械的设计产生非常重大的影响，在这样的情况下，我们一定要选择更加科学合理的方式对其加以控制，只有这样，才能更好的保证刮板运输机的正常运行。本文主要分析了刮板输送机综合监控装置设计，以供参考和借鉴。

关键词：刮板运输机；监控装置；伸缩机尾

刮板运输机在矿井工作面当中是一个非常重要的设备，它对于整个煤炭开采的安全稳定运行会产生非常明显的影响，监测刮板运输机运行的过程中一定要对其运行的状态予以全面的掌握，这样一来也就为其安全平稳的运行奠定了坚实的基础。同时还能在这一过程中及时的对机器当中的故障加以排除，本文提出了一种设计方案，这一装置可以很好的对刮板运输机的运行状况进行全方位的了解，同时在实际的工作中还可以十分有效的展现出伸缩机尾的自动控制功能。

1 装置总体设计

1.1 结构设计

刮板运输机综合监控装置主要是外壳线端子、本安电源、主板、显示器及键盘构成，如图1所示：

模拟信号采集板和主板连接在一起，主板上会配置与其相匹配的CPU、键盘接口、显示器接口、报警输出接口、控制输出接口以及通信接口同时还要保证本安电源借助电源插线板和模拟信号采集板以及主板、控制输出放大板进行连接处理，在通电之后，CPU内部程序的运行质量能够得到非常显著的提升，在通电之后，CPU内部程序当中的各项功能都能实现。传感器从模拟信号采集板通电，传感器、综合监控装置、电磁阀、液压阀以及刮板伸缩机的尾部共同构成了一个完整的控制回路，从而使得伸缩机在运行的过程中可以很好的实现其闭环控制的功能，外壳设计是隔爆兼本安型的，在隔爆腔的内部设置了本安电源，这样就可以十分有效的对输出放大板加以控制。在本安腔的内部设置电路板、显示器以及键盘和蜂鸣器等等。

1.2 功能描述

借助检测液压缸内部有杆腔的压力，对监控装置进行适当的调整，从而对双向电磁阀进行科学有效的控制，电磁阀在这一过程中也会对液压阀产生一定的影响，液压阀对伸缩机尾液压缸以及有杆腔和无杆腔进行充液处理，这样也就可以对机尾伸缩的程度加以全面的控制，从而使得刮板链一直都处在一个相对正常的紧张状态当中，从控制方式上来说，主要有自动式以及手动式。在机械运行的过程中，这一设备可以十分有效的展现出其超限报警的功能，报警阈值的设定可以借助键盘完成设定工作。最后，该系统还具备监控数据的存储、显示、上传等诸多的功能。

2 装置硬件设计

主板是刮板输送机综合监控装置的核心，负责接收并处理模拟信号采集板的输入与键盘输入，实现刮板输送机工况参数的监测、显示、存储、报警、通信和控制输出的功能。主板电路整体结构如图2所示。

标准电压信号由AD转换为数字信号，经光电隔离进入单片机，标准脉冲信号经光电隔离进入单片机。上位机通过通信电路与单片机进行数据传输。单片机的2路输出控制信号经"控制输出放大板"放大后用于控制双向电磁阀。若2路信号的压差为正，则电磁阀正向导通；若压差为负，则反向导通；若压差为0，则不导通。传感器采集液压缸有杆腔压力，采集的信号经调理、AD转换后，通过光电隔离进入单片机；单片机进行数据处理并发出控制信号，从而实现对伸缩机尾的闭环控制。

采用4×4行列式工作原理定制键盘，键盘上布置电源指示灯。图3为键盘外观图，显示器型号为CM320240-8，报警采用蜂鸣器。

3 装置软件设计

刮板输送机综合监控装置上电或者是在复位之后，首先我们要完成初始化模块的执行工作，之后还要循环执行监控主程序模块，如果在主程序监控任务执行的过程中出现了较为严重的终端问题，就应该立即中断处理程序模块的正常运行。

3.1 初始化模块。初始化模块实现监控装置在硬件自检功能方面有着非常显著的优势，它在运行的过程中需要关注的有对传感器是否安装和安装是否正确加以检测、初始化监控装置的运行和中断检测也成为了非常重要的内容。初始化设置的变量主要有阈值变量、传感器启用或者是禁用的标志位、控制器通信地址、控制器运行状态的标志位等等。

3.2 监控主程序模块。监控主程序模块能够十分有效的保证伸缩机尾的自动控制、刮板输送机常态或者是在紧链状态下的监测和故障预警、控制器通信和储存显示等功能。

①常态监测。采集温度、液位、水压力、水流量和液压缸有杆腔压力并进行处理后得到实际值，显示并保存监测值；若超限则报警。②紧链状态监测。采集液压马达压力和转速并进行处理得到实际值，查表得到马达效率值，然后计算紧链力并显示结果。③通信模块。上传监测数据（实时和历史数据），显示通信状态，采用的通信协议为Modbus。

3.3 中断处理程序模块。中断处理程序模块包括键盘中断处理程序、限位中断处理程序、伸缩机尾自动控制中断处理程序等：①伸缩机尾自动控制中断处理程序。定时器每100ms发生中断，检测有杆腔压力，伸缩机尾自动动作。②键盘中断处理程序。键盘中断产生后，关键盘中断，读键值并按键值转移到对应的键值处理程序，然后开键盘中断，中断返回。

结束语

刮板输送机综合控制装置能够十分有效的保证对减速器的油温、油位、冷却水当中的水压、流量电动机绕组温度的监测工作，此外在运行的过程中还有机头液压马达紧链和机尾伸缩情况监控的性能，在实际的工作中应用这一装置，可井下工人和设备维护人员可以更加详细和及时的对刮板输送机运行的状态进行全面的了解，同时如果我们采取有效的措施对其进行科学的管理就可以十分有效的保证故障的有效排除，此外生产的安全性和可靠性也能得到十分显著的提升。■

参考文献

[1]汪爱明，孟国营，李国平，冀贵.刮板输送机伸缩机尾电液控制系统的研制[J].煤炭工程，2008（1）.

[2]张春芝，冯海明.刮板输送机减速器在线监控系统的研制[J].中国煤炭，2007（1）.

作者简介：王宇，身份证号：23010519871129193X。