刮板运输机自动化监控系统的应用探析

杨晋平

（西山煤电集团有限责任公司， 山西 太原 030053）

引言

刮板运输机属于煤矿生产运输基础装备，从先前刮板运输机的使用情况来看，整体的监测技术较为落后，很多情况下，设计采用的是人工监测的方式，影响到刮板运输机整体的监测效果。一些煤矿虽然使用了先进的数据采集装备，但是受到场地狭小、线路布置较为困难等因素的影响，对刮板运输机整体的监控效果较为一般，并没有形成完善的刮板运输机监控模式。因此，对刮板运输机自动化监控系统的应用进行分析有着较为重要的意义。

1 刮板运输机自动化监控系统应用总体要求

刮板运输机主要包含有刮板链、机头、机身、推移装置等，从当前刮板运输机的驱动情况来看，驱动部件主要是双速电机构。为了更好提升刮板运输机的运行效果，需要对刮板运输机运行的参数进行全面的监控。主要监控的内容有：设备链轮中油温的变化与温位的变化，减速器轴承温度、油箱中含油的位置及油体的温度等。在对刮板运输机进行监控时，监控系统应当满足如下条件：

1）监控系统应当可以实时获得刮板运输机运行中的各种参数，同时需要实时展现给用户，同时，监控系统应当具备记录、存储及打印等相关的功能。

2）通过对刮板运输机的自动化监控，对设备出现的故障进行实时报警，从而更为精准地定位故障发生的位置。

3）在自动化监控系统下，可对刮板运输机实现远程的启动和停止控制，同时对刮板运输机可进行手动或者自动控制。

此外，在对刮板运输机进行监控时，可对采集得到的数据进行全面的处理，并根据数据综合判断与处理的结果，对刮板运输机整体的运行状态进行全面的判定，特别是通过采集得到的数据，对设备是否出现故障进行全面的判定。

图1 为刮板运输机在自动化监控下，需要具备的功能与需要采集得到的信息，从图1 可知，在对刮板运输机进行自动化监控的过程中，应当将整个系统分为三个方面，分别为：地面远程监控系统、顺槽远程监控系统及机载监控系统等，同时，各个系统之间在进行通信时，设计采用以太网的通信方式，从而实现对刮板运输机自动化、智能化控制。

图1 刮板运输机远程监控系统总体结构图

2 刮板运输机自动化监控系统具体设计

2.1 机载监控系统设计及应用

在对刮板运输机机载监控系统进行设计时，隔爆本安型机载控制器是核心，可以实现对刮板运输机整体运行参数的在线监测，同时也可以实现本地控制。通过在刮板运输机的机头与机尾的位置设置一整套控制器的方式，实现机载监控系统的全面监控。该控制器的主要作用是通过内部传感器对刮板运输机运行的参数进行全面采集，同时将采集得到的数据，通过以太网传送到刮板运输机顺槽远程监控系统中，PLC 控制器是整个控制器的核心。在对机载监控系统进行设计时，对于使用到的硬件主要见下页表1[1-2]。

表1 刮板运输机机载监控系统硬件组成表

通过机载监控系统，可实现对刮板运输机整个运行参数的全面精准采集，从而为后续对设备运行情况的判定打下坚实的基础，同时也有助于对刮板运输机出现的故障类型进行判定，对故障的定位更为精准。

2.2 顺槽远程监控系统的设计

在对刮板运输机进行监控时，对顺槽实现远程监控是非常关键的内容，是推动地面监控系统与机载监控系统实现有效对接的关键。在对顺槽远程监控系统进行设计时，最为关键的是数据处理计算机、监控平台及控制器等。在具体使用的过程中，具体操作人员通过使用控制器，可有效对刮板运输机实现高质量的远程监控。对使用数据处理计算机，可实现对监控系统采集得到的参数的全面显示，同时，也可以将相关的数据进行处理、存储，在具体操作时，主要使用的是上位机监控平台。

2.3 地面监控系统设计

在对刮板运输机进行监控时，地面监控系统是整个控制的中心，主要责任任务是调度，主要功能是对整个刮板运输机运行的状态进行有效远程监控。具体包含有刮板运输机供配电情况、现场设备网络通信情况及刮板运输机整体的工作状态。在地面监控系统中主要设计有无线网络管理平台、视频监测平台、远程监控平台及数字化监测平台等。

3 刮板运输机自动化监控系统的具体应用

3.1 对刮板运输机运行工况进行全面监测

在对刮板运输机监测的过程中，运行工况非常重要，重点需要对刮板运输机减速器运行情况、驱动电机运行情况等进行全面的监测，从而实现对刮板运输机自动控制，从当前自动化监控系统在对刮板运输机运行工况进行监测方面，整个技术已经非常成熟。通过将信息采集技术、数据传输技术及在线检测技术等全面结合的方式，可实现对刮板运输机转速、电压及温度等方面的综合检测。在驱动电机位置安装传感器，同时也可以安装到刮板运输机的减速器、开关箱等位置，对减速器、电动机等位置实现在线检测。通过将监测数据通过传输网络进行传输，实现对数据的综合分析与对比，可以将刮板运输机整体的运行状态，通过曲线、图表等全面展现出来，在地面控制中心及井下的操作平台上，可以全面显示出刮板运输机的整体运行状态。

同时，需要对刮板运输机减速器中油质情况进行全面的监测，在具体检测时，对减速器中液压油进行取样，并进行针对性的离机检验。同时，为了提升自动化监控水平，技术人员在减速器油路上安装在线自动监测传感器，实现对油质情况的自动化监测，也可以实现连续监测。

此外，在对刮板运输机驱动电机、减速器等进行监测时，可选择使用传感器对刮板运输机表现出的振动信息进行全面的提取，并将结果传递给控制器，从而实现对监测信号的全面分析判断。

3.2 对刮板运输机链条张力进行自动化调控

刮板运输机主要任务是对煤炭资源进行运输，在工作中表现出明显的摩擦问题，导致设备出现损坏的问题明显，特别是断链事故非常多。刮板运输机若出现了过紧或者过松的问题时，均可能导致刮板运输机出现断链。因此，实现对刮板运输机张力的自动化监控非常重要。在具体实施时，可通过在刮板运输机安装自动张紧装置，根据刮板运输机的实际使用情况，实现自动化的张紧或者松弛，确保刮板运输机在设定的张力范围内运行。通过在刮板运输机机头链轮位置布置传感器，实现对刮板运输机底链下垂度的全面监测，精准掌握刮板运输机的松弛度。同时，在刮板运输机机头链轮位置安装传感器，对刮板运输机上链轮进行全面的监测。将得到的监测数据传输到计算机中，通过计算机实现对电业控制阀的有效控制，通过对油缸压力进行针对性调节的方式，有效完成对机尾架的自动化控制，确保链轮张力在标准的范围内。

3.3 对刮板运输机进行自动调直

在实际回采的过程中，为了提升顶板管理效果，有效增强对综采设备的维护质量，刮板运输机在使用的过程中应当确保处理平直的状态。在具体实施中，可通过使用超声测距仪，配合使用红外线测距仪，实现对刮板运输机运行状态的有效监测，在出现弯曲情况之后，可自动调直[3-5]。

4 结语

全面做好对刮板运输机的自动化监控，对于提升刮板运输机整体的使用效果有着明显的作用，工作人员借助自动化监控的方式，不论是操作设备还是维修设备，整体的便利程度提升明显。同时，在自动化监控技术下，技术人员可对刮板运输机实现实时监控，掌握刮板运输机的油温、流量及温度等参数，确保刮板运输机处于正常的运行状态，推动煤矿井下生产更为安全。