李開領(lǐng)

摘 要 伴隨我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，種類機(jī)械產(chǎn)品逐步得到了推廣與應(yīng)用，帶式輸送機(jī)就是其中的主要代表。由于帶式輸送機(jī)具備長距離、大運(yùn)量等顯著特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭、礦山、糧食等行業(yè)，但受傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的影響，難以滿足現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展的應(yīng)用需求。因此，在現(xiàn)代智能技術(shù)發(fā)展背景下，智能控制技術(shù)為傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)提供了契機(jī)，機(jī)械設(shè)計(jì)也逐步向自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)變?；诖?，本文結(jié)合煤礦井下運(yùn)用場景，以蕪湖市愛德運(yùn)輸機(jī)械TD75型帶式輸送機(jī)為例，對智能控制技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用展開探討，以適應(yīng)未來高效、安全、節(jié)能的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 礦井;TD75型帶式輸送機(jī);智能控制;設(shè)計(jì)應(yīng)用

引言

目前，礦井帶式輸送機(jī)仍然以獨(dú)立控制技術(shù)為主，這一技術(shù)受制于機(jī)械設(shè)計(jì)及控制方式的影響，存在控制方式滯后、效率低下及安全性不高的問題，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代礦井機(jī)械發(fā)展及應(yīng)用的趨勢。為此，TD75型帶式輸送機(jī)通過智能控制技術(shù)與運(yùn)輸機(jī)械的融合，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量與效率，更使智能控制技術(shù)得以深入應(yīng)用。

1TD75型帶式輸送機(jī)概述

蕪湖市愛德運(yùn)輸機(jī)械有限公司所開發(fā)的TD75型帶式輸送機(jī)，執(zhí)行GB10595-89《帶式輸送機(jī)技術(shù)條件》等相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，以及JB/ZQ8008-88《帶式輸送產(chǎn)品質(zhì)量分等》等相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。該型帶式輸送機(jī)具有輸送量大、維護(hù)方便、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，且具備較強(qiáng)的通用性，能夠廣泛應(yīng)用于建材、冶金及煤炭、礦山、糧食等不同行業(yè)，用于輸送溫度在50℃以下的散狀物料或成品物件。能滿足工藝布置（水平、傾斜、凹凸孤曲線）要求，可以單機(jī)輸送，也可多臺或與其他輸送機(jī)組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)[1]。其輸送量最大可達(dá)3000m3/h。

2帶式輸送機(jī)智能控制技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在TD75型帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中，為滿足煤礦行業(yè)的生產(chǎn)與應(yīng)用需求，通過智能控制系統(tǒng)對帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況、工作方式、環(huán)境參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的智能控制。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 智能控制系統(tǒng)原理

從帶式輸送機(jī)的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可知，系統(tǒng)主要由控制主站、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、井下控制分站及相關(guān)設(shè)備等部門構(gòu)成，具體的設(shè)計(jì)原理如下：

（1）控制主站。主要通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，以實(shí)現(xiàn)對井下帶式輸送機(jī)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)，利用地面控制主站及智能控制冗余站，對井下的設(shè)備進(jìn)行調(diào)度與控制。

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對于井下帶式輸送機(jī)的智能控制信號傳輸，采取現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合的方式，從而建立調(diào)度中心與設(shè)備間的通信。

（3）井下控制分站。主要完成對設(shè)備傳感裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并將數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理與轉(zhuǎn)換，對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，并建立與井上的通信反饋機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)整體的智能控制。

（4）相關(guān)設(shè)備。指智能控制系統(tǒng)中所涉及保護(hù)系統(tǒng)安全的各類傳感器以及通信設(shè)備[2]。

3帶式輸送機(jī)智能控制功能應(yīng)用分析

3.1 控制模式

礦井帶式輸送機(jī)屬于常用設(shè)備，不僅要滿足生產(chǎn)上的需要，更要具備良好的維保功能。因此，基于智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，帶式輸送機(jī)還形成了不同的控制模式，包括就地檢修模式、遠(yuǎn)程手動(dòng)模式及遠(yuǎn)程自動(dòng)模式。在實(shí)際的機(jī)械操作過程中，可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行模式的轉(zhuǎn)換，以滿足井下作業(yè)的需要，如在就地檢修模式下，維保人員可以利用控制器進(jìn)行皮帶啟?？刂?。

3.2 故障自診斷

故障自診斷功能，是帶式輸送機(jī)為保證智能控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)，由網(wǎng)絡(luò)故障自診斷，PLC故障自診斷，傳感器和信號線故障自診斷等組成。網(wǎng)絡(luò)故障自診斷主要診斷光纜損壞及信號干擾問題;PLC故障自診斷則針對適配器及掃描器故障時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)通信失敗的節(jié)點(diǎn)向控制中心進(jìn)行反饋，當(dāng)PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，則由井下控制分站根據(jù)I/O模塊狀態(tài)進(jìn)行反饋。傳感器和信號線故障自診斷，主要負(fù)責(zé)的內(nèi)容為設(shè)備失效等問題的診斷與反饋。

3.3 系統(tǒng)保護(hù)

針對帶式輸送機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)，在智能控制系統(tǒng)中對系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了優(yōu)化，應(yīng)用了多樣化的保護(hù)功能。該功能的實(shí)現(xiàn)依托于各類傳感裝置的部署，對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)化的監(jiān)測，對進(jìn)行預(yù)警控制。具體的保護(hù)功能包括帶式輸送啟停、跑偏故障、打滑故障，撕裂故障、皮帶溫度等。

3.4 數(shù)據(jù)采集

井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，主要來源于設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，以通過監(jiān)控畫面進(jìn)行直觀的展示，具體的內(nèi)容由信息圖實(shí)時(shí)顯示、工況圖動(dòng)態(tài)顯示、故障保護(hù)信息顯示等內(nèi)容。信息圖實(shí)時(shí)顯示，主要是對設(shè)備的開停狀態(tài)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)及傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，以便對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行掌握。工況圖動(dòng)態(tài)顯示，主要是針對輸送機(jī)的運(yùn)量、效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。故障保護(hù)信息顯示，主要對設(shè)備運(yùn)行過程中的故障信息進(jìn)行顯示，為針對性的檢修提供便利。

4結(jié)束語

總之，在現(xiàn)代行業(yè)生產(chǎn)及技術(shù)需求下，智能控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)安全、高效及節(jié)能的目標(biāo)，并通過對智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，優(yōu)化對設(shè)備的監(jiān)測與控制，極大地提升了設(shè)備的應(yīng)用效率，壓縮了行業(yè)的應(yīng)用成本。實(shí)踐證明，帶式輸送機(jī)智能控制技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，符合創(chuàng)新性及實(shí)用性的要求，為帶式輸送機(jī)智能控制技術(shù)應(yīng)用提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭博欣.煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行的相關(guān)問題研究[J].科技傳播，2014，（18）：85，83.

[2] 高興源.煤礦井下帶式輸送機(jī)運(yùn)行的相關(guān)問題探討[J].煤礦現(xiàn)代化，2016，（4）：113-115.