皮帶輸送機智能故障診斷系統(tǒng)設(shè)計

皮帶輸送機智能故障診斷系統(tǒng)設(shè)計任鵬飛【期刊名稱】《《化工中間體》》【年(卷)，期】2019(000)008【總頁數(shù)】2頁(P69-70)【關(guān)鍵詞】皮帶輸送機;故障診斷;智能【作者】任鵬飛【作者單位】汾西礦業(yè)兩渡煤業(yè)山西031300【正文語種】中文【中圖分類】T隨著煤炭生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化控制已經(jīng)成為現(xiàn)階段礦井開采運輸?shù)难芯恐攸c之一，皮帶輸送機作為煤礦井下主要的運輸設(shè)備，在使用過程中會出現(xiàn)如，跑偏、托輥損壞、縱撕等問題，影響礦井正常生產(chǎn)運輸。許多的研究學(xué)者根據(jù)不同的研究視角對皮帶機的工作監(jiān)測狀態(tài)進(jìn)行分析，由于井下環(huán)境復(fù)雜，大多數(shù)皮帶輸送機故障診斷的巡檢方法單一，且只能在主巷內(nèi)進(jìn)行巡檢。筆者在前人研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種，多巷道皮帶輸送機智能巡檢系統(tǒng)，利用智能化巡檢設(shè)備，實現(xiàn)對井下皮帶輸送機的全方位監(jiān)測，提升礦井運輸保障水平。總體設(shè)計方案設(shè)計的智能故障診斷系統(tǒng)中的巡檢裝置可以在皮帶機機頭以及機尾之間定時定速的進(jìn)行巡檢，并在巡檢裝置上安設(shè)各種傳感器，對皮帶機的工作狀態(tài)以及巷道環(huán)境進(jìn)行檢測。安設(shè)的傳感器具體可以分為：溫度傳感器、聲音傳感器、濕度傳感器、視頻采集設(shè)備，通過在巡檢裝置上安設(shè)實現(xiàn)對皮帶機托輥運行狀態(tài)、巷道內(nèi)有毒有害氣體以及皮帶機運行圖像等進(jìn)行采集，同時可以監(jiān)測工作時出現(xiàn)的異常噪聲值，及時的將信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心。皮帶輸送機巷道內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)以視頻形式具體呈現(xiàn)，具體的系統(tǒng)布置如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計巡檢設(shè)備設(shè)計巡檢裝置主要有巡檢機器人、傳感器、無線通訊裝置等部分構(gòu)成，設(shè)計的巡檢裝置采用有軌運行方式在皮帶機機頭以及機尾之間進(jìn)行巡檢，對皮帶機的工作狀態(tài)、巷道內(nèi)有害氣體濃度、濕度、溫度等參數(shù)進(jìn)行測定，裝置的核心處理器型號為STM32F103ZET6。在巡檢裝置運行的巷道內(nèi)布置若干個無線接收器以及發(fā)射器，使得巷道內(nèi)可以無縫的充滿無線網(wǎng)絡(luò)，巡檢裝置通過無線路由器將檢測到的信息傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心。巡檢軌道設(shè)計針對礦井井下生產(chǎn)實際情況，設(shè)計了一種新型的巡檢自動變軌裝置，可以實現(xiàn)在井下主皮帶輸送機、輔助運輸巷內(nèi)多少個運輸段時間自動巡檢。結(jié)構(gòu)主要由軌道保護(hù)檢測裝置以及軌道變軌裝置。軌道保護(hù)檢測裝置主要是由報警模塊以及信息檢測模塊兩部分組成，報警模塊起到對出現(xiàn)錯位、對接不平整以及軌道出現(xiàn)位移等情況向監(jiān)控中心的上位機進(jìn)行及時反饋；檢測裝置主要起到對運行的軌道是否符合要求進(jìn)行檢測，檢測到問題時通過報警模塊傳遞檢測信息；變軌裝置采用的是直流無刷電機，避免出現(xiàn)火花，造成安全隱患。同時采用的驅(qū)動曲柄轉(zhuǎn)向的直流電機在執(zhí)行上位機指令時，通過施加作用力實現(xiàn)對搭載的運輸機巡檢軌道的自動切換，從而達(dá)到巡檢裝置智能化控制的目的。輸送機托輥故障故障檢測在皮帶輸送機正常工作過程中，由于托輥出現(xiàn)的故障問題占到輸送機總故障約30%，主要的故障類別有軸承異常、表皮脫落以及托輥卡死等。出現(xiàn)托輥卡死故障主要是當(dāng)托輥內(nèi)的軸承混入水、雜質(zhì)等時，引起托輥出現(xiàn)異常。同時托輥與皮帶輸送機皮帶持續(xù)出現(xiàn)摩擦，托輥表面溫度增高，托輥表面溫度循環(huán)的出現(xiàn)增高、降低，引起托輥表面出現(xiàn)破損，嚴(yán)重時出現(xiàn)裂紋，影響正常到煤炭或者其他材料輸送工作。皮帶輸送機的托輥出現(xiàn)異常故障時，托輥出現(xiàn)振動、各個部件出現(xiàn)摩擦碰撞，從而引起激發(fā)異常的發(fā)射波。托輥故障檢測裝置采用CRY2120U噪聲傳感器對皮帶機托輥激發(fā)的異常波進(jìn)行檢測。在對異常波進(jìn)行接收時先通過信號放大器對接收到的信號進(jìn)行增益，然后將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集儀，依據(jù)EMD、FFT等技術(shù)方法對接收到的噪聲波異常情況進(jìn)行分離分析，綜合判斷托輥特征，以便進(jìn)一步對檢測的托輥運轉(zhuǎn)狀態(tài)及故障進(jìn)行診斷。通過采用巡檢裝置非接觸式聲發(fā)裝置來解決傳統(tǒng)接觸式檢測方式中存在檢測信號異常，造成檢測結(jié)果不精準(zhǔn)問題。具體檢測框圖如圖2所示。圖2檢測系統(tǒng)框圖通訊傳輸系統(tǒng)搭設(shè)礦井信息通訊傳輸采用工業(yè)以太網(wǎng)方式進(jìn)行，實現(xiàn)地面監(jiān)控中心的上位機以及下位機之間的通信信息傳播。信息傳輸系統(tǒng)中的主控芯片對巡檢裝置攜帶的傳感器的檢查信息進(jìn)行處理。通訊系統(tǒng)井下采用的是ZigBee通信方式完成對多傳感器信息的采集，通訊系統(tǒng)中端主要是通過串口WiFi通訊方式以及有線傳輸方式來將收集到的檢測信息傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器之上，系統(tǒng)的服務(wù)器再進(jìn)行綜合研判提取，作出決策判斷。同時設(shè)計的通訊傳輸系統(tǒng)可以與皮帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)，語音傳輸播報系統(tǒng)以及工業(yè)可視化系統(tǒng)有機結(jié)合，進(jìn)而形成一個功能完備通訊系統(tǒng)。3總結(jié)根據(jù)井下皮帶輸送機工作環(huán)境特征以及皮帶輸送機的故障特點，基于模塊化設(shè)計原則，對皮帶輸送機工作的環(huán)境、異常振動以及溫度等參數(shù)進(jìn)行采集，對輸送機的工作狀態(tài)進(jìn)行綜合研判。文中設(shè)計的故障檢測系統(tǒng)采用無線通訊、智能檢測機器人以及巡檢軌道的自動變軌技術(shù)，技術(shù)較為新穎，以期能實現(xiàn)皮帶輸送機故障診斷的自動化、智能化以及無人化需求，降低皮帶機運輸事故的發(fā)生率，為礦井高效生產(chǎn)奠定較好的基礎(chǔ)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【相關(guān)文獻(xiàn)】王謙.煤礦皮帶故障診斷智能決策支持系統(tǒng)研究設(shè)計[J].煤炭與化工,2018,41(04):86-88.李琰瑩.礦用