输送机胶带纵向撕裂监测系统的研究

摘要

针对国内外现有输送机胶带纵向撕裂保护装置存在可靠性低、抗干扰能力差、操作维护不方便等问题，结合煤矿井下粉尘大、能见度小的特殊应用环境及自动化程度相对落后的现状，本文设计了以红外线光电传感器为监测传感器的抗干扰能力强，自动化程度高，操作方便的非接触式的新型输送带纵向撕裂监测系统。
　　 首先，为了进一步提高传感器的可靠性和抗干扰能力，杜绝因传感器误动作停车而影响正常生产的不良状况，本文在对监测传感器、监测对象和参考标准等因素综合考虑的基础上，通过深入分析红外光电传感器原理及其特性，对现有传感器进行了红外线脉冲调制技术的改造，提高了传感器的红外线穿透能力及抗环境光干扰能力。另外利用光电探测原理，实现了对传感器故障的实时诊断功能，从而可以提前诊断出传感器由于镜头吸附灰尘、油污、光轴发生变化等原因导致不能正常工作的情况，为输送带安全运行提供了保障。
　　 其次，本文在控制系统设计中，通过深入研究PLC控制系统硬件设计理论，结合输送机胶带纵向撕裂监测系统的设计任务及技术参数要求，在硬件上确定了以西门子公司S7-200 PLC 为核心控制器的输送机胶带纵向撕裂监测系统，设计了系统本体控制装置及外围报警设备，完善了系统硬件设施；并根据工艺要求设计开发了系统软件，组态了触摸屏人机界面。另外，为了满足系统防爆应用要求，对硬件采取了隔爆式防爆设计和本质安全型的防爆设计；为了保证系统的安全和信号的可靠传输，从硬件和软件两方面对PLC控制系统的可靠性和抗干扰性进行了设计。硬件方面采用了电源隔离、信号输入输出隔离及系统接地等可靠性设计；软件方面编制了数字量滤波语句、模拟量滤波语句及故障监测程序。
　　 最后，将研制的系统样机在地面试验成功后，将其应用于煤矿井下输送带的纵向撕裂监测。应用表明，这种非接触式输送机胶带纵向撕裂监测系统在输送机正常运行情况下，能够准确可靠地监测到输送带纵向撕裂故障的发生，并及时停机报警。该系统对于促进我国输送机胶带纵向撕裂监测技术的发展具有积极意义。