1、概述
帶式輸送機(jī)是煤礦井下的主要運(yùn)輸設(shè)備，因其運(yùn)輸距離長、效率高、故障率較低，故在煤礦中大量采用。如何對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行保護(hù)和控制，是用好帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵，對(duì)于使用時(shí)間較長，服務(wù)一個(gè)或幾個(gè)采區(qū)者，往往采取集中控制或微機(jī)控制；而相對(duì)使用時(shí)間較短，僅服務(wù)一個(gè)采區(qū)的一個(gè)或幾個(gè)面，采用集中控制不論從經(jīng)濟(jì)上還是從安裝使用上都不合理。岱莊煤礦于2001年10月采用了焦作華飛電子電器有限公司研制生產(chǎn)的BSY2-36型輸送機(jī)隨機(jī)控制系統(tǒng)，能適應(yīng)井下生產(chǎn)條件，使用效果良好。
2、系統(tǒng)的特點(diǎn)
該系統(tǒng)適用于具有爆炸性氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，作為多臺(tái)帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)或者兩者組成的運(yùn)輸線的自動(dòng)控制，其主要特點(diǎn)是輸送機(jī)的開停具有隨機(jī)性：即整條運(yùn)輸線上的每臺(tái)輸送機(jī)都是有煤自動(dòng)運(yùn)行，無煤自動(dòng)停車。因?yàn)椴擅汗ぷ髅娉雒菏菙鄶嗬m(xù)續(xù)的，故會(huì)出現(xiàn)中間臺(tái)運(yùn)行而里外都停車，或里外都運(yùn)行而中間臺(tái)停車的特殊運(yùn)行情況，這是該控制系統(tǒng)所獨(dú)具有的特殊工作性能，具有顯著的節(jié)能效果。另外，該系統(tǒng)保護(hù)功能齊全，具有煤倉高、低煤位保護(hù)、打滑低速保護(hù)、跑偏保護(hù)、橫向撕帶保護(hù)、溫度保護(hù)及煙霧保護(hù)等多種保護(hù)功能，還具有聲光監(jiān)測信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)各臺(tái)之間的通訊聯(lián)絡(luò)。主要電路全用CMOS集成電路組成，性能可靠，功耗很低，安全性能好。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該控制系統(tǒng)中由一個(gè)控制箱和六個(gè)傳感器組成一個(gè)控制單元控制一臺(tái)輸送機(jī)，每一輸送機(jī)的各控制單元間又有傳輸線相聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信號(hào)關(guān)聯(lián)互動(dòng)，共同組成整個(gè)控制系統(tǒng)，如圖1所示�？刂葡湔嬗疑戏接行盘�(hào)燈的觀察窗，右下方裝有急停閉鎖開關(guān)，正下方設(shè)信號(hào)按鈕，右側(cè)有帶彈簧耳機(jī)線的送話器。傳感器一套六個(gè)，分別為開車傳感器KC、煤位傳感器MW、速度傳感器PS、跑偏撕帶傳感器PD、溫度傳感器WD及煙霧傳感器YW，它們均根據(jù)作用和需要的不同安裝到輸送機(jī)的適當(dāng)部位。
3、系統(tǒng)工作過程
(1)正常開車
根據(jù)采煤需要，工作面開采眼輸送機(jī)一般由人工直接控制。當(dāng)開采眼有煤流出時(shí)，司機(jī)按下開采眼輸送機(jī)控制按鈕，開采眼輸送機(jī)開始運(yùn)行，煤被運(yùn)到機(jī)頭時(shí)，碰觸到安裝在機(jī)頭的開車傳感器KC，KC上的磁控開關(guān)閉合，給中間臺(tái)輸送機(jī)發(fā)送一個(gè)開車信號(hào)，中間臺(tái)輸送機(jī)發(fā)出啟動(dòng)予警信號(hào)，3—5s后開始運(yùn)轉(zhuǎn)。中間臺(tái)將煤運(yùn)到機(jī)頭時(shí)，又使該臺(tái)機(jī)頭的開車傳感器往前一臺(tái)發(fā)開車信號(hào)。依次類推，直到最前邊的首臺(tái)輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，把煤運(yùn)到煤倉。若工作面連續(xù)出煤，各機(jī)頭的開車傳感器KC中的磁控開關(guān)將連續(xù)發(fā)生間歇性閉合，整條運(yùn)輸線由于各臺(tái)輸送機(jī)連續(xù)給前一臺(tái)發(fā)送開車維持信號(hào)，將連續(xù)不停的運(yùn)行一直把煤源源不斷地運(yùn)到煤倉。
(2)正常停車
輸送機(jī)正常運(yùn)行過程中，若工作面停止出煤，開采眼輸送機(jī)由人工控制停車，開采眼輸送機(jī)頭的開車傳感器KC由于無煤碰觸而靜止，不再向中間臺(tái)發(fā)信號(hào)，中間臺(tái)輸送機(jī)把煤運(yùn)完后自動(dòng)停車，中間臺(tái)停車后，又停止向首臺(tái)輸送機(jī)發(fā)送開車信號(hào)，首臺(tái)輸送機(jī)把煤運(yùn)完后自動(dòng)停車，如此依次進(jìn)行，整條運(yùn)輸線順煤流方向逐臺(tái)停止運(yùn)行，全線停車。每臺(tái)輸送機(jī)之所以能把煤運(yùn)完才停止，是由于控制箱設(shè)有延時(shí)停車電路，而延時(shí)時(shí)間可根據(jù)輸送機(jī)的長度和速度方便地進(jìn)行調(diào)整。
(3)速度保護(hù)
若某臺(tái)輸送機(jī)發(fā)生故障，或電動(dòng)機(jī)燒毀、或機(jī)械傳動(dòng)部分損壞及皮帶拉斷、打滑等，安裝在輸送機(jī)被動(dòng)滾筒上的速度傳感器PS中的磁控開關(guān)將不能閉合（如輸送機(jī)完全不轉(zhuǎn)）或不能按正常速率閉合（如輸送機(jī)打滑），這時(shí)控制系統(tǒng)將按反時(shí)限特性經(jīng)一定延時(shí)后，速度保護(hù)電路起作用，使執(zhí)行部分動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，以避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
(4)溫度保護(hù)
若某臺(tái)輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)工作溫度超過正常工作范圍，粘結(jié)在電動(dòng)機(jī)表面的溫度傳感器WD獲得信號(hào)，溫度保護(hù)電路起作用，經(jīng)3s延時(shí)后，執(zhí)行部分動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，起到溫度保護(hù)作用。
(5)煙霧保護(hù)
與溫度保護(hù)原理相同，當(dāng)巷道中因皮帶磨損等原因造成煙霧發(fā)生時(shí)，懸掛在巷道頂部的煙霧傳感器獲得信號(hào)，煙霧保護(hù)電路起作用，經(jīng)3s延時(shí)后，執(zhí)行部分動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，起到煙霧保護(hù)作用。
(6)煤位保護(hù)
煤倉中設(shè)高、低兩個(gè)煤位電極。隨著輸送機(jī)不斷向煤倉運(yùn)煤，煤位將逐漸升高。當(dāng)煤位上升到高位電極時(shí)，煤位保護(hù)動(dòng)作，從首臺(tái)輸送機(jī)開始各臺(tái)輸送機(jī)依次停車。當(dāng)煤位降低到低于低位電極時(shí)，煤位保護(hù)作用解除，從首臺(tái)開始依次自動(dòng)開車，全線進(jìn)入正常狀態(tài)。首臺(tái)以后各臺(tái)運(yùn)輸機(jī)頭前設(shè)一個(gè)煤位電極，作用原理與上述同。
(7)跑偏撕帶保護(hù)
皮帶發(fā)生跑偏時(shí)，跑偏的皮帶邊沿推動(dòng)傳感桿傾斜，當(dāng)傾斜角度>400時(shí)，內(nèi)部一組開關(guān)閉合，使音頻電路工作，開始報(bào)警；當(dāng)傾斜角度>600時(shí)，內(nèi)部急停開關(guān)閉合，報(bào)警并立即停車。當(dāng)皮帶橫向撕裂后，會(huì)有部分下垂，該下垂的皮帶帶動(dòng)撕帶傳感器橫桿，橫桿帶動(dòng)豎桿倒下從而使內(nèi)部開關(guān)動(dòng)作，報(bào)警并立即停車。
4、系統(tǒng)單機(jī)電氣控制原理
單機(jī)電控主要有兩部分組成，一是電源與執(zhí)行回路，負(fù)責(zé)電源供給與操作輸送機(jī)電磁起動(dòng)器；二是主控回路，負(fù)責(zé)采集、處理、傳輸各傳感器發(fā)出的信號(hào)，達(dá)到自動(dòng)控制和保護(hù)輸送機(jī)的目的，如圖2所示。
(1)電源與執(zhí)行回路
1)電源回路
由QC83礦用隔爆型電磁起動(dòng)器9#、8#線的36V電源，經(jīng)變壓器B300降壓為20V，再經(jīng)過電橋QL300整流，電容Cl濾波得到直流電壓。集成電路塊IC1、IC2和電阻Rl、R2組成兩限流電路。集成電路塊IC3、IC4組成穩(wěn)壓電路。電容C2、C3、C4、C5為避免電路自激而設(shè)。
2)執(zhí)行回路
由QC83礦用隔爆型電磁起動(dòng)器引出的1#線為操作線，它與9#公用線、常開觸點(diǎn)J300組成回路，供操作起動(dòng)器之用。執(zhí)行繼電器線圈J300 -端接于電源正極G端，另一端接到主控電路的Jo端。Jo呈高電位時(shí)，J300不能吸合，若Jo為低電位則J300得電吸合，其常開點(diǎn)閉合，使起動(dòng)器的1*和9*線短接、起動(dòng)器吸合，完成控制作用的全過程。
(2)主控電路
主控回路的核心部件是CMOS集成電路板，CMOS的電源輸入側(cè)和信號(hào)輸出側(cè)分別對(duì)應(yīng)接在電源與執(zhí)行回路G、O、Jn端。當(dāng)輸送皮帶上有煤流通過時(shí)，CMOS接收到開車信號(hào)KC并在J。端輸出正常開車的低電位，起動(dòng)器開關(guān)吸合，輸送機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)輸送帶上無煤流通過或出現(xiàn)皮帶打滑、電機(jī)溫升過高等異常情況時(shí)，傳感器發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，CMOS在Jn端輸出高電位，起動(dòng)器斷開，輸送機(jī)斷電停車，實(shí)現(xiàn)了完善的保護(hù)功能。當(dāng)故障排除，傳感器復(fù)位，輸送機(jī)又開始了新一輪的運(yùn)行。
5、結(jié)語
生建煤礦于2001年10月將該保護(hù)控制系統(tǒng)用于采區(qū)皮帶的輸送系統(tǒng)，運(yùn)行半年來，沒有出現(xiàn)故障，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，保護(hù)功能可靠。該控制系統(tǒng)的應(yīng)用增強(qiáng)了帶式輸送機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，減少了操作人員的數(shù)量，提高了勞動(dòng)效率，受到了普遍歡迎。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
斗式提升機(jī)
3、
刮板輸送機(jī)
