皮帶檢測儀技術(shù)方案.docVIP

目 錄一 概述 1二 技術(shù)指標(biāo) 1三 設(shè)計(jì)原理 2四 探傷儀組成及功能 3五 探傷儀特點(diǎn) 4六 探傷儀安裝 4七 電氣線路架設(shè) 5八 探傷儀軟件及設(shè)備的調(diào)試 5九 今后多皮帶檢測實(shí)現(xiàn) 7十 技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn) 8一、 概論1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 一座現(xiàn)代化的大型礦井，年生產(chǎn)能力幾百萬噸。井下運(yùn)輸主要以膠帶運(yùn)輸為主，鋼繩芯輸送帶又占到很大比例，它在運(yùn)行過程中，膠帶接頭受力過大而抽動，或膠帶鋼絲繩因受外力的沖擊而被砸斷，或者因膠皮破損受水的銹蝕造成斷繩或銹蝕。這些問題的出現(xiàn)會給膠帶的安全運(yùn)行帶來極大的隱患，甚至造成重大的傷亡事故。由于井下環(huán)境的特殊性，我們設(shè)計(jì)出了電磁感應(yīng)式、非接觸式強(qiáng)力皮帶綱繩芯在線檢測儀。 l、采用現(xiàn)代高新技術(shù),實(shí)現(xiàn)膠帶的實(shí)時(shí)在線檢測,減少停機(jī)時(shí)間,增加生產(chǎn)能力。 2、采用現(xiàn)代檢測手段,把工人從繁重、不利于身體健康的工作環(huán)境中解放出來，實(shí)現(xiàn)膠帶接頭和斷頭的全自動檢測。 3、實(shí)現(xiàn)早期診斷、預(yù)測，避免重大事故的發(fā)生。4、實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警和數(shù)據(jù)的貯存。5、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過局域網(wǎng)可以在任何一臺計(jì)算機(jī)上查看皮帶情況。1.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)1.2.1 主要內(nèi)容 本安型磁感傳感器的研制； 本安電源的設(shè)計(jì)； 下位機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊的軟硬件設(shè)計(jì)； 數(shù)據(jù)通訊模塊的研制； 上位機(jī)數(shù)據(jù)處理及控制單元的軟硬件設(shè)計(jì)。1.2.2 創(chuàng)新點(diǎn) 研制出了獨(dú)有的本安型自感式高靈敏度傳感器； 有效地解決了快速并行數(shù)據(jù)采集和串行數(shù)據(jù)傳輸相銜接的問題； 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的等空間采集技術(shù)，具有數(shù)據(jù)避錯(cuò)、容錯(cuò)以及自動校零功能； 獨(dú)有的算法，智能地判斷接頭脫膠及抽動的變化趨勢曲線； 獨(dú)有的模糊還原算法，智能地反映膠帶接頭局部對繩、搭接繩的變化情況； 獨(dú)立模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)煤礦井下不同的網(wǎng)絡(luò)，選擇電話線、光纖或以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。二、 本探傷儀的技術(shù)指標(biāo) 膠帶硫化接頭等級： 一級至四級 膠帶寬度： 8002000 mm 膠帶運(yùn)行速度： 0.56 m/s 計(jì)算機(jī)工作溫度： 035 傳感器工作環(huán)境溫度： -540 工作環(huán)境相對濕度： 953%（25時(shí)） 海拔高度： -1000m3000m 本檢測儀應(yīng)安裝在無嚴(yán)重淋水和滴水的位置 電源電壓： AC127V，50Hz 最大功率： 300W 傳感器箱與電源控制箱距離： 100m 檢測接頭和斷繩準(zhǔn)確率90%以上，斷繩位置誤差：縱向距離誤差0.3m，橫向距離誤差50mm三、 設(shè)計(jì)原理該探傷儀主要是基于電磁感應(yīng)原理，利用鋼絲繩芯輸送帶已有的靜態(tài)磁場以及輸送帶接頭脫膠、抽動和鋼絲繩銹繩、斷繩時(shí)引起的鋼絲繩磁場變化的特性，通過我公司研制的獨(dú)有的“自感式高靈敏度磁感傳感器”該傳感器結(jié)合了強(qiáng)磁和弱磁（剩磁）優(yōu)點(diǎn)，屬于復(fù)合型傳感器，傳感器將磁場變化量轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)中央處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后，一路信號傳至顯示窗口顯示；另一路數(shù)字信號通過通訊發(fā)送器傳至地面計(jì)算機(jī)內(nèi)，由專用軟件處理后最終得到鋼絲繩芯輸送帶接頭、銹繩、斷繩的實(shí)際變化情況及接頭變化曲線趨勢圖。如下圖為探傷儀工作原理圖：四、 探傷儀組成及功能 系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：打印機(jī)顯示器主機(jī)220V電源電源控制箱速度傳感器A傳感器B傳感器C傳感器調(diào)節(jié)箱該探傷儀共有以下幾部分組成:計(jì)算機(jī)監(jiān)測部分：實(shí)現(xiàn)對輸入的信號的采集、分析、處理、輸出，并得出結(jié)果。礦用隔爆兼本安電源控制箱： 完成傳感器信號的采集；數(shù)據(jù)編碼傳輸以及提供本安電源；傳感器部分：完成鋼絲繩芯輸送帶接頭和斷頭信號的拾取。調(diào)節(jié)箱：完成對探測傳感器工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)及顯示；測距傳感器：完成對輸送帶長度的測量，對判斷出銹繩、斷繩的位置準(zhǔn)確定位。功能:1、完成對鋼絲繩芯輸送帶接頭脫膠、抽動、接頭內(nèi)銹蝕、接頭內(nèi)斷繩的無損在線檢測及數(shù)據(jù)后處理， 并能用圖形反映出膠帶接頭局部對口、搭接口的變化情況，智能的繪出接頭脫膠及抽動變化趨勢曲線，清晰的反映出輸送帶接頭的變化狀況。 2、完成對鋼絲繩芯輸送帶中鋼絲繩的銹蝕、斷繩的無損在線檢測及數(shù)據(jù)后處理，智能判斷出銹繩、斷繩的情況并準(zhǔn)確定位，準(zhǔn)確率達(dá)100%。3、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示接頭、銹繩、斷繩的運(yùn)行狀況并貯存數(shù)據(jù)。4、實(shí)現(xiàn)對接頭、斷繩、銹繩的異常報(bào)警。5、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，通過局域網(wǎng)可以在任何計(jì)算機(jī)上查看皮帶狀況。 6、通過電話線或光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離通信。 7、實(shí)現(xiàn)接頭、繡繩、斷繩數(shù)據(jù)的日、月、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表及圖形的打印，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長達(dá)8年。 8、產(chǎn)品操作簡單，使用方便，對人體無任何損害，完全可以替代X光機(jī)檢測裝置，大大降低工人的勞動強(qiáng)度，縮短檢測時(shí)間。 9、探頭與皮帶之間距離由原來的35mm提高到50-70mm，防止異物卡在探頭與皮帶之間對探頭及皮帶造成損傷。 五、 探傷儀的特點(diǎn)該探傷儀實(shí)現(xiàn)了對膠帶無損傷，在線式實(shí)時(shí)監(jiān)測，Windows界面，操作簡單，使用方便。對人體無任何損害。它可以完全取代現(xiàn)用光機(jī)檢測裝置?？纱蟠蠼档凸と说膭趧訌?qiáng)度，改善其勞動工作條件，縮短檢測時(shí)間，節(jié)省能源，明顯提高了經(jīng)濟(jì)效益。六、 探傷儀的安裝傳感器的安裝：傳感器位置的選定：傳感器的安裝位置要盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場，不易受砸的場合，另外還要考慮安裝維護(hù)方便和信號傳輸距離。注意:本傳感器信號傳輸最大距離為：100米。傳感器的安裝： 選好位置后，4個(gè)傳感器箱應(yīng)安放于下輸送帶的上部，為確保信號平穩(wěn)，應(yīng)使傳感器覆蓋下的輸送帶變?yōu)槠綆А?個(gè)傳感器箱到輸送帶的垂直距離及A、B、C三箱之間的距離跟據(jù)現(xiàn)場的情況再確定。具體安裝如下圖所示： 說明：具體安裝尺寸須根據(jù)現(xiàn)場條件，安裝調(diào)試后確定。測距傳感器安裝 測距傳感器安裝時(shí)，要選擇輸送帶抖動很小、最好輸送帶下面有平托棍的地方，使磨擦輪壓緊輸送帶。調(diào)節(jié)箱的安裝選擇距離傳感器箱較近、抖動很小的大架上，最好安裝到墻上。礦用隔爆兼本安電源控制箱的安裝電源控制箱應(yīng)安裝于距傳感器較近無震動的地方，要求易于觀察，易于接線。說明：如果地面安裝，電源控制箱可以選用非防爆電源箱。電源控制器的安裝 電源控制器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)放置在一起，它的電源由UPS電源提供。探傷儀電纜線的接線所有電纜線在與各裝置連接時(shí)，必須使得電纜線上的標(biāo)志與各裝置上的標(biāo)志相一致。 以上設(shè)備安裝，需礦方組織相關(guān)的人員安裝，由我方技術(shù)人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場指導(dǎo)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安裝首先把主機(jī)、顯示器、打印機(jī)和計(jì)算機(jī)主機(jī)箱后的數(shù)據(jù)采集接口（即九針插口）連接起來，各連接線應(yīng)與各自插口相對應(yīng)，不能插錯(cuò)（計(jì)算機(jī)后插口處有說明）。連接時(shí)注意它們的電源都應(yīng)由UPS電源提供。UPS電源輸入電壓為交流220V。然后試機(jī)，即按下計(jì)算機(jī)電源（Power鈕）及打印機(jī)電源，啟動計(jì)算機(jī)，看它是否能正常啟動及打印機(jī)自檢是否正常，開機(jī)順序： 打開UPS電源開計(jì)算機(jī)開打印機(jī)；如無故障可繼續(xù)安裝下去，如有故障，排除后，再繼續(xù)安裝。當(dāng)計(jì)算機(jī)安裝調(diào)試通過后，方可把所有傳輸電纜相連接。電纜連接時(shí)應(yīng)按照插座的標(biāo)志和指示相連，絕對不允許接錯(cuò)。所有部件都應(yīng)按安裝說明來安裝，安裝完畢后，應(yīng)仔細(xì)檢查、校對是否有安裝錯(cuò)誤，確認(rèn)無誤后方可上電進(jìn)行系統(tǒng)的下一步調(diào)試。七、 電氣線路架設(shè) 主要是指連接各傳感器和電源控制箱的電纜線，所用電纜為0.3mm216芯的礦用阻燃屏蔽電纜線，距離不大于100米；電源控制箱與計(jì)算機(jī)之間的通訊線，根據(jù)距離遠(yuǎn)近，可選用電話線或光纖，若用電話線最大距離不大于8000千米，建議，距離大于4000千米最好選用光纖傳輸。由于距離較遠(yuǎn)，布線較為困難，中間需要穿線管與走電纜橋架。具體布線需我礦派人負(fù)責(zé)安裝、敷線。八、 探傷儀軟件及設(shè)備的調(diào)試 軟件處理的運(yùn)行環(huán)境是在windowsXP下，數(shù)據(jù)庫支持軟件是SQL Server，該軟件已預(yù)裝到計(jì)算機(jī)中，設(shè)備安裝完成，檢查無誤后，就可以調(diào)試設(shè)備。具體界面如下： 主參數(shù)設(shè)置界面 區(qū)分接斷頭界面8.1 系統(tǒng)設(shè)置這里的所有設(shè)置必須由廠家的工作人員來修改，用戶不能直接修改，第一次使用必須先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置（這里包含系統(tǒng)正確運(yùn)行的參數(shù)）。一主參數(shù)設(shè)置1 名稱：在報(bào)表打印時(shí)所要打印的報(bào)表名稱。2 傳感器數(shù)：所安裝的傳感器箱中的傳感器總數(shù)。3 鋼絲繩數(shù)：輸送帶中的鋼絲繩數(shù)量。4 最后一個(gè)頭距初位的距離：皮帶的總長度。 5 毛刺信號：這樣的信號將在數(shù)據(jù)分析過程中忽略不計(jì)。 6. 文件位數(shù)：保存的數(shù)據(jù)是五位還是四位。 7. 設(shè)備是井下用的還是井上用的。二接頭查詢顯示 顯示臺階圖形選擇：選中的臺階將在接頭查詢中顯示，沒選中的將不顯示。顯示臺階數(shù)據(jù)設(shè)置：把搭接頭和臺階對應(yīng)起來，把對接頭和臺階對應(yīng)起來。 接頭查詢顯示界面 斷頭查詢顯示界面8.2接頭查詢： 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：可以在列表中選擇要顯示的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)：可以在列表中選擇要顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。接頭：可以在列表中選擇要顯示的接頭號。接頭信號可以通過上個(gè)傳感器和下個(gè)傳感器來瀏覽。接頭搭接圖形顯示：顯示輸送帶接頭的搭接圖形，經(jīng)過查看距初位的距離、信號大小與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比后來判斷輸送帶接頭的狀況。 斷頭查詢界面 接頭查詢界面8.3接頭曲線圖： 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：在列表中選擇要作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)目參考的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)：在列表中選擇要在圖中顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)目。接頭：在列表中選擇要在圖中顯示的接頭。8.4疑問數(shù)據(jù)：疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目列表：此列表顯示系統(tǒng)所有疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目，選擇要顯示的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目，右邊則顯示所選中的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。打印疑問數(shù)據(jù)的檢測報(bào)告：在疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目列表中選擇要打印的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目，點(diǎn)擊打印疑問數(shù)據(jù)的檢測報(bào)告，即可打印。刪除選擇的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目：在疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目列表中選擇要刪除的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目，點(diǎn)擊刪除選擇的疑問數(shù)據(jù)項(xiàng)目，即可刪除。 疑問數(shù)據(jù)查詢界面 接頭曲線圖九、 多皮帶檢測實(shí)現(xiàn) 工業(yè)計(jì)算機(jī)無源光分路器光通訊模塊傳感器傳感器傳感器傳感器集中控制箱集中控制箱集中控制箱集中控制箱檢測2#皮帶器檢測3#皮帶器檢測4#皮帶器檢測1#皮帶 為了便于實(shí)現(xiàn)多皮帶集中檢測，我們采用無源分路器連接集中控制器（下位機(jī)）及地面的主控制器，在下行方向，主控制器發(fā)送的控制信號經(jīng)單纖雙向光模塊后，變?yōu)槟骋徊ㄩL（一般為1550nm）的下行光信號經(jīng)光纖傳輸?shù)骄拢ㄟ^無源光分路器廣播發(fā)送到各下位機(jī)，無源光分路器可以采用如上圖所示的集中分路方案，光分路器的分光比可以根據(jù)具體的鏈路距離計(jì)算。在上行方向，下位機(jī)發(fā)出的另一波長光信號通過光分路器發(fā)送到主控制器。由于有多個(gè)下位機(jī)共享一個(gè)波長，所以下位機(jī)應(yīng)分時(shí)發(fā)送光信號，哪個(gè)下位機(jī)發(fā)送信號由主控器決定，保證了不會有沖突發(fā)生。為簡化下位機(jī)的設(shè)計(jì)，減少在井下的處理工作，采用了將采集數(shù)據(jù)復(fù)接后全部上傳，在主控制器進(jìn)行處理的方案，其中，復(fù)接分接器和串并變換器將光模塊來的數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿?，或?qū)⒉⑿械妮斎霐?shù)據(jù)變?yōu)楦咚俅行盘栞斎牍饽K。微控制器與主控制器通過UART通信。微控制器主要作用是接收主控制器的命令，可以關(guān)斷下位機(jī)或開啟光模塊，微控制器由工業(yè)級單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)，可以保證工作于井下的復(fù)雜環(huán)境。十、 技術(shù)服務(wù)與培訓(xùn)1 技術(shù)資料1.1 提供完整圖紙（包括系統(tǒng)圖、原理圖、接線圖等）及提供相應(yīng)的監(jiān)控軟件安裝、運(yùn)行、維護(hù)、檢修使用操作說明書。1.2 提出預(yù)設(shè)方案，待需方確認(rèn)后實(shí)施。1.3 提供設(shè)備檢驗(yàn)、出廠、使用的相關(guān)資料。2 安裝調(diào)試2.1 派出有關(guān)技術(shù)人員全權(quán)處理現(xiàn)場出現(xiàn)的一切技術(shù)問題，包括貨物現(xiàn)場驗(yàn)收，按安裝調(diào)試大綱向需方安裝人員技術(shù)交底及對安裝過程進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，并對產(chǎn)品質(zhì)量和安裝質(zhì)量負(fù)責(zé)。2.2 有關(guān)的技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備