大平煤礦16大傾角強力膠帶
輸送機全長408 m，傾角230，膠帶寬800 mm，膠帶速度2 m/s，電壓660V，開機工作制為300 d/a，每天工作18 h，電機功率為2 x160 kW，有調(diào)速型液力耦合器2臺。強力膠帶機電氣控制系統(tǒng)是2000年購進(jìn)的ZBK型帶式輸送機綜合保護(hù)控制裝置，使用已有11a。由于使用年限較長，且井下潮濕，電控設(shè)備內(nèi)部某些元器件氧化銹蝕，線纜老化，絕緣值下降，故障難以判斷，且故障率高，在運行中經(jīng)常失控，給人身、設(shè)備帶來極大威脅。此外，電控系統(tǒng)不具備故障智能對位顯示，造成電氣維修工勞動強度增大，維護(hù)繁瑣，嚴(yán)重制約著礦井安全生產(chǎn)。鑒于以上原因，對電控系統(tǒng)改造勢在必行。結(jié)合現(xiàn)場實際，經(jīng)過分析論證，大平煤礦與焦作市明珠自動化工程有限公司合作研發(fā)了KZ型電控系統(tǒng)，用于大傾角強力膠帶輸送機的綜合保護(hù)與控制。
該裝置保護(hù)功能齊全，操作方便，線路（傳感器線路）集中，故障（運行）顯示直觀且能智能對位顯示，同時具有語音報警功能，能實現(xiàn)電動機、啟動器聯(lián)鎖監(jiān)控。
1、綜控裝置基本配置
KZ型電控系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：KXJ-220礦用隔爆兼本質(zhì)安全型控制箱l臺，KXB-10/660礦用隔爆型電控箱、TH-12 (6)礦用本質(zhì)安全型主控臺、電動液力推桿制動器2套，其他各類傳感器23件（套）。
2、綜控裝置控制及保護(hù)功能
系統(tǒng)核心控制部分由可編程控制器和進(jìn)口變頻調(diào)速裝置組成，運用現(xiàn)代控制技術(shù)，完成膠帶機所需的邏輯控制及保護(hù)功能，使系統(tǒng)安全、可靠，完全滿足礦井工藝過程要求。①選用FX2N型PLC。②主控PLC應(yīng)用軟件能完成膠帶機手動、自動、檢修等運行方式的控制要求。③完成膠帶機運行工藝要求的控制功能。④實現(xiàn)對調(diào)速系統(tǒng)按速度給定的控制。⑤實現(xiàn)完善的保護(hù)功能，保護(hù)功能按下列設(shè)置：速度檢測傳感器（1件）；物料探測傳感器（1件）；煙霧檢測器（1件）；縱撕傳感器（1件）；跑偏開關(guān)（每100 m設(shè)I件）；溫度傳感器（2件）；堆煤傳感器(7件)；自動灑水裝置（1件）；急停傳感器（5件）。⑥可在線或離線修改用戶程序。⑦留有與礦井生產(chǎn)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的RS485接口。⑧單雙機可分開使用，也可一體化使用。⑨冷卻系統(tǒng)為自然冷卻。
3、綜控裝置主要技術(shù)參數(shù)
(1)工作電流≤750 mA( DC12 V)，控制器輸入信號為24路開關(guān)量；等級電壓為三相660 V；頻率50 Hz；防爆等級為隔爆型；100%連續(xù)工作。
(2)具有完善的軟、硬件保護(hù)功能，如過熱電流，短路、接地、過壓欠壓、過載、過熱、電動機過載、外部報警、電涌保護(hù)、主器件自保護(hù)等。
(3)具有近于l的功率因數(shù)和大于95%的能量轉(zhuǎn)換效率。
4、綜控裝置工作過程
主控臺送上電源后，顯示器上有相應(yīng)的狀態(tài)顯示，且“安全條件具備燈”亮，按下安全回路啟動按鈕，“安全繼電器”燈亮，但此時裝置不能運行，處于待機狀態(tài)。再按下“運行”按鈕，推桿制動器打開，此時電機建立初始力矩，根據(jù)預(yù)設(shè)的上升速度由低速向預(yù)定速度運行。
5、各類傳感器安裝應(yīng)用
5.1急停閉鎖保護(hù)
該保護(hù)主要用于異常情況緊急停車，沿強力膠帶輸送機機身全線敷設(shè)閉鎖手動拉線（拉線安裝在巷道行人側(cè)），每隔75m為l組，安裝1只閉鎖開關(guān)（同時作為其他傳感器的接線裝置）。其主要工作原理是當(dāng)人員拉動拉繩時，拉繩牽動閉鎖裝置內(nèi)的行程開關(guān)，由行程開關(guān)向綜保裝置主控回路輸入1對開關(guān)量信號（或常開或常閉），使綜控裝置主控回路停機閉鎖。同時，在裝置顯示面板上顯示“閉鎖”故障（對應(yīng)的發(fā)光二極管閃爍顯示），蜂鳴器鳴響報警。閉鎖裝置動作后，必須排除故障并將閉鎖開關(guān)上的指示板扳到正常位置，才能重新啟動電動機：當(dāng)有故障時，語音報警“中途停車”并停車。
5.2 跑偏保護(hù)
該保護(hù)為無源開關(guān)量保護(hù)，具有二級保護(hù)（傳動連桿轉(zhuǎn)動250時報警，40。時停機），一般情況下具有停機閉鎖功能。運行中發(fā)生膠帶跑偏故障時，膠帶立即停機閉鎖，顯示面板上對應(yīng)的發(fā)光二極管閃爍顯示，同時有蜂鳴器鳴響報警。如重新開機必須先清除故障并復(fù)位才能正常開機。根據(jù)實際需要將該傳感器安裝在機頭處（距機頭導(dǎo)向滾筒約10 m處）、機尾（距機尾配重約15 m處），其他地點如各受煤點、膠帶機中間段也可安裝，當(dāng)有故障時，語音報警“跑偏了”并停車。
5.3堆煤保護(hù)
該保護(hù)傳感器為有源電極式保護(hù)，需要安裝DC12 V電源，且其必須可靠接地，輸出為一組開關(guān)量信號。當(dāng)發(fā)生堆煤故障時，膠帶機實現(xiàn)可靠停機并閉鎖。同時顯示面板上對應(yīng)的發(fā)光二極管閃爍顯示，蜂鳴器鳴響報警；重新開機時，必須在排除故障后由人工開機。該裝置主要吊掛在機頭煤倉處。由于受煤點、機尾及其他地點濾煤器處也是堆煤事故的多發(fā)地點，需要加裝該保護(hù)裝置，以防堆煤過多造成雜物卷入機尾滾筒中。當(dāng)有故障時，語音報警“堆煤了”并停車。
5.4速度保護(hù)
該保護(hù)為有源光電速度傳感器。膠帶機運行時，該裝置對外輸出頻率信號(頻率為O—1 000 Hz)。控制箱對頻率信號進(jìn)行檢測，如低于額定帶速85%（即1.7 m/s）時為打滑故障，低于額定帶速30%（即0.6 m/s）時為斷帶故障。為確保速度保護(hù)傳感器可靠工作，需要將其安裝在無淋水（煤）的干燥處；此外，必須保證速度測試轉(zhuǎn)輪與膠帶面可靠接合，否則在運行過程中易出現(xiàn)誤動作。該保護(hù)動作后停機閉鎖并顯示故障．重啟程序同上，當(dāng)有故障時，語音報警“打滑了”并停車。
5.5煙霧保護(hù)
該保護(hù)為有源氣敏電阻式保護(hù)，輸出為一組開關(guān)量信號。當(dāng)巷道風(fēng)流中的氧氣濃度低于一定限值時（必須安裝在風(fēng)速不大于5 m/s的地方），煙霧保護(hù)中的繼電器便動作。該保護(hù)動作后停機閉鎖并顯示故障，重新啟動程序同上。此保護(hù)傳感器安裝在機頭下風(fēng)口處，當(dāng)有故障時，語音報警“冒煙了”并停車。
5.6縱向撕裂保護(hù)
該保護(hù)為有源壓阻式保護(hù)，當(dāng)傳感器在124 mm×124 mm面積上接受400 g的物料時，電阻小于2kΩ，輸出l組開關(guān)量；無故障時，輸出電阻大于lMΩ。該保護(hù)傳感器安裝在受煤點擋煤板上方約5m處，以保證膠帶機在縱向撕裂后能夠可靠動作，并盡可能減少膠帶縱向撕裂長度，當(dāng)有故障時，語音報警“撕帶了”并停車。
5.7超溫保護(hù)
該保護(hù)用于電動機超溫故障檢測，將溫度設(shè)定在65℃，如電動機溫度超過設(shè)定值時傳感器便輸出l組開關(guān)量信號。溫度傳感器安裝在1#、2#電動機的散熱片內(nèi)，當(dāng)有故障時，語音報警“冒煙了”并停車。
6、技術(shù)改進(jìn)
在機尾跑道上安裝膠帶機機尾限位控制裝置，裝置應(yīng)保證膠帶機正常的竄量(±80 mm)，若超過限定值(±l00 mm)時，必須保證膠帶機可靠停機閉鎖。為此，在機尾部分設(shè)計加裝了2套行程開關(guān)，用于機尾裝置竄量監(jiān)測及控制，并將行程開關(guān)的常閉觸點安裝在綜控裝置的主控回路中，當(dāng)機尾竄量異常時，常閉觸點變?yōu)槌ｉ_，綜控裝置主回路斷開，從而實現(xiàn)停機閉鎖。
7、應(yīng)用效果及經(jīng)濟效益
KZ型電控系統(tǒng)在大平煤礦16大傾角強力膠帶機上投入使用以來，設(shè)備事故率大幅下降，16051、16042、16091工作面新增產(chǎn)值達(dá)30萬元，新增利稅6萬元；平均每月減少膠帶、托輥等損耗7 000多元；降低了工人勞動強度，每月減少了設(shè)備維護(hù)人工費2 800元，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。
8、結(jié)語
KZ型電控系統(tǒng)在16大傾角強力膠帶機上投入運行以來，使強力膠帶機綜合保護(hù)控制系統(tǒng)更加完善。膠帶輸送機具備了堆煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、煙霧保護(hù)、溫度保護(hù)、速度保護(hù)、語音報警功能、縱向撕裂保護(hù)、超溫自動灑水系統(tǒng)等綜合保護(hù)功能，且在機尾設(shè)計加工限位保護(hù)，較好地解決了設(shè)備故障狀態(tài)下的停機閉鎖問題，保證了膠帶機出現(xiàn)故障時能及時發(fā)現(xiàn)、及時停機，有效避免了設(shè)備事故的發(fā)生及范圍的擴大。該綜控裝置以其性能穩(wěn)定、動作可靠、運行狀況良好、故障智能對位并有語音報警、操作簡單快捷等特點，深受職工的歡迎，為職工創(chuàng)造了良好的安全生產(chǎn)環(huán)境。
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