基于LabVIEW的带式输送机运行状态监测系统研究

姚武江

（阳煤一矿机电工区井下机电队， 山西 阳泉 045000）

1 输送带常见的故障形式

1.1 跑偏

带式输送机在运行过程中，如果输送带沿运行方向的中心线偏离托辊组的纵向中心线时就说明输送带偏离了正常的运行轨迹。一旦发生输送带跑偏，则会造成输送带与托辊支架的相互摩擦，极大降低输送带的使用寿命，甚至造成输送带在运输过程中的翻边，引发撒料问题。经统计在输送带发生的故障中，因跑偏造成的故障高达35%以上。

1.2 输送带的撕裂

在输送带的撕裂中，最常见的是输送带的纵向撕裂。纵向撕裂是指带式输送机的输送带在运行过程中沿输送带的运行方向发生撕裂现象，其主要是由异物划伤、物料卡压、抽芯等造成的，输送带的纵向撕裂主要发生在输送机落料口的位置，由于煤块落料时含有大量的尖锐物料，从高层落下后对输送带的表面造成划伤，长期受冲击作用便逐渐产生了撕裂现象。

2 输送带跑偏的监测原理及方案

通过对输送带跑偏的原因分析研究，当输送带发生跑偏时，其中心线会发生偏移，因此可以通过位移传感器来对输送带的位置进行监测，当输送带的位移超过设定值后系统便发出偏离报警信号。

根据对输送带跑偏原因及位置的汇总，带式输送机常发生跑偏的位置主要在输送机的机头、输送带的落料点位置，发生跑偏的原因主要是驱动滚筒的磨损不均匀，导向滚筒的装配误差、带式输送机的接头不正等引起的[2]。

根据分析可知，为了满足对输送带跑偏时位置的实时监测，分别在输送机驱动滚筒处、输送带的受料点、输送带凹陷位置的两侧、输送带凸起位置等易出现跑偏的地方设置监测设备。为了确保对输送带运行位置情况的精确监测，将输送带跑偏监测装置的分布距离设置为40 m，监测设备采用BMT-12N3D型光电传感器设备。

在对传感器设备布置时，将光电传感器输送带边缘的距离设置为输送带宽度的10%，将光电开关采用双组布置方式，每组由4对传感器组成，分别固定到输送带两侧的支架上距离输送带边缘10～20 cm处，输送带同侧的两组光电传感器相距约50 cm，每组中的两对传感器相距15 cm，其布置示意图如图1所示。

图1 光电传感器布置示意图

3 输送带纵向撕裂的监测原理及方案

输送带在运行过程中一旦发生纵向撕裂，其上面的散装煤粒将顺着输送带上的撕裂口不断流出，因此根据这个情况，采取在落料漏斗处的输送带正下方设置漏料监测装置（红外光电传感器监测仪），当输送带正常运行时下方不会有物料堆积，因此传感器的接收端能够正常接收到发射端发出的光电信号，一旦输送带发生纵向撕裂，散料煤粒将随着输送带的撕裂口不断流出，形成堆积，使监测仪的接收端无法接受发射端的光电信号，由此实现漏料的报警，其漏料报警装置布置结构示意图如下页图2所示[3]。

图2 漏料传感器布置示意图

在带式输送机漏料传感器设置的过程中，为了确保监测信息的准确性，除了要考虑所使用的光电传感器的有效传输距离外，还需要避免传感器设备工作时的相互干扰，因此所布置的传感器设备应该保持一定的距离，且应将传感器的接收端和发射端进行相互交叉布置，从而有效杜绝多套传感器设备同时工作时相互干扰的问题。根据现场实测可知，布置传感器时使其固定在输送机落料漏斗的正下方，且相互之间设置距离保持在50 cm左右，为了避免输送机在运行时的松弛现象对监测系统的影响，需要将传感器安装在输送带正下方的30 cm左右处。

4 监测系统组成及功能

为了对输送带跑偏和纵向撕裂进行集中监控，设置了基于LabVIEW的带式输送机的运行状态集中监控系统。该监控系统主要由PLC中心控制站、光电传感器设备、集成运算放大器及数据采集卡等组成，其中红外传感器主要用于对输送带的跑偏和纵向撕裂的监测[4]，其控制结构如图3所示。

在该监测系统中，处于核心关键的是系统的数据采集模块（简称DAQ模块），DAQ模块主要用于将从输送带跑偏监测传感器和输送带纵向撕裂监测装置处收集到的监测信号进行汇总分析，并将经过逻辑比对的数字信号转换为LabVIEW代码，从而实现在系统库内的程序调用处理和信息传递。

图3 带式输送机运行状态监测系统总图

5 结论

利用Lab VIEW软件作为系统的开发平台，能够有效完成监控主机控制系统的设计，并利用Lab VIEW软件极强大的信号分析处理能力，完成实时数据收集的同时，直接完成对数据的分析及处理。该输送机运行状态监控系统能够有效克服传统监控系统反应速度慢、误报警率高等缺点，同时还具有响应速度快，结构简单、适应性强的优点，对确保带式输送机系统的稳定运行具有十分重要的意义。