帶式輸送機保護系統(tǒng)的研究-中文翻譯

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帶式輸送機保護系統(tǒng)的研究帶式輸送機作為一種連續(xù)運輸機械，被廣泛應(yīng)用在煤炭、冶金糧食等領(lǐng)域。但是，帶式輸送機的故障一直困擾著其安全、可靠的運行.特別在礦井生產(chǎn)中，一旦發(fā)生故障，其將直接影響礦井生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。因此，確保帶式輸送機安全、可靠的運行，對礦井的生產(chǎn)安全具有重要意義。本文選用鋼繩芯帶式輸送機作為研究對象，通過分析其存在的故障，從三個方面對其進行研究，即接頭斷裂及張力超限、縱向撕帶、帶式輸送機火災(zāi)。通過對其發(fā)生的故障進行分析，探究故障發(fā)生的機理，然后選用可行的監(jiān)測方法對其進行監(jiān)測和預(yù)防。本文采用嵌入式系統(tǒng)來設(shè)計帶式輸送機保護系統(tǒng)，選用基AR核心的S3C2410 作為保護系統(tǒng)的控制中心，選用嵌入式 Linux 作為系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺。在硬件設(shè)計方面，根據(jù)系統(tǒng)需要圍繞 S3C2410 來構(gòu)建硬件平臺。對于軟件部分，詳細介紹了一般驅(qū)動程序的設(shè)計方法和步驟，并根據(jù)硬件及嵌入式Linux系統(tǒng)需要，完成了 CAN 總線、LCD、A/D 等驅(qū)動程序設(shè)計。最后，針對論文設(shè)計的硬件和驅(qū)動程序，進行了應(yīng)用程序的開發(fā)和程序的調(diào)試帶式輸送機是現(xiàn)代散狀物料連續(xù)運輸?shù)闹饕O(shè)備，被廣泛應(yīng)用在煤炭、冶金、電力、化工、礦山、港口、建材、糧食等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著重要作用。然而，帶式輸送機作為一種連續(xù)運輸機械，特別在礦井生產(chǎn)中，一旦發(fā)生故障，將直接影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。因此，確保其安全，可靠地運轉(zhuǎn)對礦井的安全生產(chǎn)具有重要意義。對于礦用鋼繩芯帶式輸送機來說，其單機工作長度較長，除要解決一般帶式輸送機共有的滾筒打滑、膠帶跑偏、托輥壽命低等問題外，有效地預(yù)防和避免接頭斷裂、縱向撕帶、膠帶機火災(zāi)等重大事故發(fā)生顯得十分重要。對于跑偏和滾筒打滑等故障的監(jiān)測技術(shù)已十分成熟，并已獲得廣泛應(yīng)用。而對于斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的實時監(jiān)測問題卻一直沒有得到很好的解決，先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測方法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問題。本文將著重介紹目前國內(nèi)外曾出現(xiàn)的。針對鋼繩芯帶式輸送機斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的各類監(jiān)測方法和技術(shù)，然后提出一種實時監(jiān)測與保護系統(tǒng)，并且完成相應(yīng)的硬件和驅(qū)動程序設(shè)計。歷經(jīng)近兩個世紀的發(fā)展，帶式輸送機的技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。從采用天然材料的輸送帶到如今采用高強度人造合成材料，從短距離，低速到現(xiàn)在的長距離、高速，在新技術(shù)的推動下，帶式輸送機的性能正在不斷地提高。對于帶式輸送機的技術(shù)來說，國外一直處于領(lǐng)先水平，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，在本身的技術(shù)和裝備方面有了巨大的發(fā)展，如大運量、高運速、長距離等大型帶式輸送機已成為其主要的研究和發(fā)展方向；另一方面，帶式輸送機的多元化、應(yīng)用范圍的擴大化也取得了長足的發(fā)展，如大傾角帶式輸送機機、平面或空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機、管狀帶式輸送機等各種機型。另外，國外帶式輸送機采用了大量的最新技術(shù)，如：動態(tài)分析技術(shù)、可控啟動技術(shù)、自動張緊技術(shù)、多點驅(qū)動技術(shù)、機尾快速自移技術(shù)、電控與監(jiān)測自動化技術(shù)將直接影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。因此，確保其安全可靠地運轉(zhuǎn)對礦井的安生產(chǎn)具有重要意義。對于礦用鋼繩芯帶式輸送機來說，其單機工作長度較長，除了要解決一般帶式輸送機共有的滾筒打滑、膠帶跑偏、托輥壽命低等問題外，有效地預(yù)防和避免接頭斷裂、縱向撕帶、膠帶機火災(zāi)等重大事故發(fā)生顯得十分重要。對于跑偏和滾筒打滑等故障的監(jiān)測技術(shù)已十分成熟，并已獲得廣泛應(yīng)用。而對于斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的實時監(jiān)測問題卻一直沒有得到很好的解決，先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問題。本文將著重介紹目前國內(nèi)外曾出現(xiàn)的針對鋼繩芯帶式輸送機斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的各類監(jiān)測方法和技術(shù)，然后提出一種實時監(jiān)測與保護系統(tǒng)，并且完成相應(yīng)的硬件和驅(qū)動程序設(shè)計。歷經(jīng)近兩個世紀的發(fā)展，帶式輸送機的技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。從采用天然材料的輸送帶到如今采用高強度人造合成材料，從短距離，低速到現(xiàn)在的長距離、高速，在新技術(shù)的推動下，帶式輸送機的性能正在不斷地提高。對于帶式輸送機的技術(shù)來說，國外一直處于領(lǐng)先水平，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，在本身的技術(shù)和裝備方面有了巨大的發(fā)展，如大運量、高運速、長距離等大型帶式輸送機已成為其主要的研究和發(fā)展方向；另一方面，帶式輸送機的多元化、應(yīng)用范圍的擴大化也取得了長足的發(fā)展，如大傾角帶式輸送機機、平面或空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機、管狀帶式輸送機等各種機型。另外，國外帶式輸送機采用了大量的最新技術(shù)，如：動態(tài)分析技術(shù)、可控啟動技術(shù)、自動張緊技術(shù)、多點驅(qū)動技術(shù)、機尾快速自移技術(shù)、電控與監(jiān)測自動化技術(shù)等。這些新技術(shù)的采用使帶式輸送機的設(shè)計、運行效率、可靠性都有了極大的提高，其代表了當(dāng)今帶式輸送機發(fā)展的最新方向。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國帶式輸送機的發(fā)展也有長足的發(fā)展，技術(shù)水平有了很大的提高，特別是煤礦井下使用的大功率、長距離帶式輸送機，其關(guān)鍵技術(shù)的研究和新產(chǎn)品的開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設(shè)備，高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)外空白，并對帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟啟動和制動裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速液力耦合器和行星齒輪減速器等。與國外技術(shù)相比，我國帶式輸送機技術(shù)還有很大的差距，主要表現(xiàn)在：(1)大型帶式輸送機關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距①帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)長距離、大功率帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)是動態(tài)分析和監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機發(fā)展的核心技術(shù)。②可靠的可控軟啟動技術(shù)與功率均衡技術(shù)長距離大運量帶式輸送機由于功率大、距離長且為多電機驅(qū)動，必須采用軟啟動方式來降低輸送機的張力，特別是采用多電機驅(qū)動時。目前可控軟啟動裝置大多使用國外的產(chǎn)品，這使產(chǎn)品的成本大大增加，急需國產(chǎn)化。11111111(2)技術(shù)性能上的差距我國帶式輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮帶式輸送機的關(guān)鍵元部件及其功能，如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等都與國外有很大差距。(3)可靠性、壽命上的差距主要體現(xiàn)在以下幾個方面：輸送帶抗拉強度、輸送帶接頭強度、托輥壽命、輸送機減速壽命，帶式輸送機上下可運行時可靠性差距。(4)控制系統(tǒng)上的差距差距主要存在于驅(qū)動方式、監(jiān)控裝置、輸送機保護裝置三個方面。帶式輸送機保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀帶式輸送機在運行過程中，由于其工作環(huán)境惡劣，連續(xù)性工作時間長，總會出現(xiàn)一些故障。常見的故障主要有：(1)輸送帶跑偏(2)帶式輸送機的撒料(3)異常噪音(4)驅(qū)動減速機短軸(5)輸送帶打滑(6)輸送帶壽命短(7)帶式輸送機凸弧段及凹弧段曲率半徑對輸送帶機托輥的影響(8)托管運轉(zhuǎn)不靈活(9)托輥損壞(10)機頭堆煤(11)輸送機火災(zāi)針對上述故障，需要專門的保護系統(tǒng)來預(yù)防和監(jiān)測故障的發(fā)生，從而使帶式輸送機能夠安全平穩(wěn)的運行。對于上述的大部分故障，我國已經(jīng)開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品來對帶式輸送機進行保護。如由兗州科欣機電設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的帶式輸送機綜合保護裝置，可實現(xiàn)帶式輸送機打滑、超溫、灑水、堆煤、急停、跑偏、撕裂、煙霧等基本保護。用先進的以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線技術(shù)，不但可以實現(xiàn)對帶式輸送機打滑（超速）、跑偏、斷帶、堆煤（堵塞）、滿倉、超溫、灑水、煙霧等多項保護外，還可以顯示帶式運輸機的運行狀態(tài)、生產(chǎn)工況參數(shù)、設(shè)備故障狀態(tài)等。但是，對于影響輸送帶壽命的接頭斷裂及張力超限、縱向撕裂和輸送帶火災(zāi)這三類故障，尚未出現(xiàn)較為可靠的方法和技術(shù)來對其進行實時監(jiān)控。雖然先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測方法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問題。因此，開發(fā)研制帶式輸送機實時工況監(jiān)測與綜合保護系統(tǒng)，以便及時有效地預(yù)防和避免各類事故的發(fā)生是十分必要的 .。本文研究開發(fā)鋼繩芯帶式輸送機實時監(jiān)測與保護系統(tǒng)，主要是基于 ARM9處理器 S3C2410 與嵌入式 Linux 的中央控制平臺。系統(tǒng)通過獲取帶式輸送機的各類傳感器的數(shù)據(jù)，進行分析和比較然后得出對帶式輸送機故障的診斷和預(yù)報。