帶式輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究-中文翻譯

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帶式輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究帶式輸送機(jī)作為一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)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(jī)的故障一直困擾著其安全、可靠的運(yùn)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(jī)安全、可靠的運(yùn)行，對(duì)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(jī)作為研究對(duì)象，通過(guò)分析其存在的故障，從三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研究，即接頭斷裂及張力超限、縱向撕帶、帶式輸送機(jī)火災(zāi)。通過(guò)對(duì)其發(fā)生的故障進(jìn)行分析，探究故障發(fā)生的機(jī)理，然后選用可行的監(jiān)測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)防。本文采用嵌入式系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，選用基AR核心的S3C2410 作為保護(hù)系統(tǒng)的控制中心，選用嵌入式 Linux 作為系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在硬件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)系統(tǒng)需要圍繞 S3C2410 來(lái)構(gòu)建硬件平臺(tái)。對(duì)于軟件部分，詳細(xì)介紹了一般驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)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(dòng)程序設(shè)計(jì)。最后，針對(duì)論文設(shè)計(jì)的硬件和驅(qū)動(dòng)程序，進(jìn)行了應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和程序的調(diào)試帶式輸送機(jī)是現(xiàn)代散狀物料連續(xù)運(yùn)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用。然而，帶式輸送機(jī)作為一種連續(xù)運(yùn)輸機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)礦井的安全生產(chǎn)具有重要意義。對(duì)于礦用鋼繩芯帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，其單機(jī)工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，除要解決一般帶式輸送機(jī)共有的滾筒打滑、膠帶跑偏、托輥壽命低等問(wèn)題外，有效地預(yù)防和避免接頭斷裂、縱向撕帶、膠帶機(jī)火災(zāi)等重大事故發(fā)生顯得十分重要。對(duì)于跑偏和滾筒打滑等故障的監(jiān)測(cè)技術(shù)已十分成熟，并已獲得廣泛應(yīng)用。而對(duì)于斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問(wèn)題卻一直沒(méi)有得到很好的解決，先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問(wèn)題。本文將著重介紹目前國(guó)內(nèi)外曾出現(xiàn)的。針對(duì)鋼繩芯帶式輸送機(jī)斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的各類監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)，然后提出一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與保護(hù)系統(tǒng)，并且完成相應(yīng)的硬件和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。歷經(jīng)近兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)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(qiáng)度人造合成材料，從短距離，低速到現(xiàn)在的長(zhǎng)距離、高速，在新技術(shù)的推動(dòng)下，帶式輸送機(jī)的性能正在不斷地提高。對(duì)于帶式輸送機(jī)的技術(shù)來(lái)說(shuō)，國(guó)外一直處于領(lǐng)先水平，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)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(yùn)量、高運(yùn)速、長(zhǎng)距離等大型帶式輸送機(jī)已成為其主要的研究和發(fā)展方向；另一方面，帶式輸送機(jī)的多元化、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大化也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，如大傾角帶式輸送機(jī)機(jī)、平面或空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型。另外，國(guó)外帶式輸送機(jī)采用了大量的最新技術(shù)，如：動(dòng)態(tài)分析技術(shù)、可控啟動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)張緊技術(shù)、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)尾快速自移技術(shù)、電控與監(jiān)測(cè)自動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)礦井的安生產(chǎn)具有重要意義。對(duì)于礦用鋼繩芯帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，其單機(jī)工作長(zhǎng)度較長(zhǎng)，除了要解決一般帶式輸送機(jī)共有的滾筒打滑、膠帶跑偏、托輥壽命低等問(wèn)題外，有效地預(yù)防和避免接頭斷裂、縱向撕帶、膠帶機(jī)火災(zāi)等重大事故發(fā)生顯得十分重要。對(duì)于跑偏和滾筒打滑等故障的監(jiān)測(cè)技術(shù)已十分成熟，并已獲得廣泛應(yīng)用。而對(duì)于斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問(wèn)題卻一直沒(méi)有得到很好的解決，先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測(cè)法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問(wèn)題。本文將著重介紹目前國(guó)內(nèi)外曾出現(xiàn)的針對(duì)鋼繩芯帶式輸送機(jī)斷帶、撕帶、火災(zāi)等重大事故的各類監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)，然后提出一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與保護(hù)系統(tǒng)，并且完成相應(yīng)的硬件和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。歷經(jīng)近兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)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(qiáng)度人造合成材料，從短距離，低速到現(xiàn)在的長(zhǎng)距離、高速，在新技術(shù)的推動(dòng)下，帶式輸送機(jī)的性能正在不斷地提高。對(duì)于帶式輸送機(jī)的技術(shù)來(lái)說(shuō)，國(guó)外一直處于領(lǐng)先水平，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)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(yùn)量、高運(yùn)速、長(zhǎng)距離等大型帶式輸送機(jī)已成為其主要的研究和發(fā)展方向；另一方面，帶式輸送機(jī)的多元化、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大化也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，如大傾角帶式輸送機(jī)機(jī)、平面或空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型。另外，國(guó)外帶式輸送機(jī)采用了大量的最新技術(shù)，如：動(dòng)態(tài)分析技術(shù)、可控啟動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)張緊技術(shù)、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、機(jī)尾快速自移技術(shù)、電控與監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)等。這些新技術(shù)的采用使帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、運(yùn)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(jī)發(fā)展的最新方向。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)帶式輸送機(jī)的發(fā)展也有長(zhǎng)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(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)的研究和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備，高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研制成功了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以 PLC 為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速液力耦合器和行星齒輪減速器等。與國(guó)外技術(shù)相比，我國(guó)帶式輸送機(jī)技術(shù)還有很大的差距，主要表現(xiàn)在：(1)大型帶式輸送機(jī)關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距①帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)長(zhǎng)距離、大功率帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是動(dòng)態(tài)分析和監(jiān)測(cè)，它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。②可靠的可控軟啟動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)長(zhǎng)距離大運(yùn)量帶式輸送機(jī)由于功率大、距離長(zhǎng)且為多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟啟動(dòng)方式來(lái)降低輸送機(jī)的張力，特別是采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。目前可控軟啟動(dòng)裝置大多使用國(guó)外的產(chǎn)品，這使產(chǎn)品的成本大大增加，急需國(guó)產(chǎn)化。11111111(2)技術(shù)性能上的差距我國(guó)帶式輸送機(jī)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(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能，如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等都與國(guó)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(gè)方面：輸送帶抗拉強(qiáng)度、輸送帶接頭強(qiáng)度、托輥壽命、輸送機(jī)減速壽命，帶式輸送機(jī)上下可運(yùn)行時(shí)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(dòng)方式、監(jiān)控裝置、輸送機(jī)保護(hù)裝置三個(gè)方面。帶式輸送機(jī)保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，由于其工作環(huán)境惡劣，連續(xù)性工作時(shí)間長(zhǎng)，總會(huì)出現(xiàn)一些故障。常見(jiàn)的故障主要有：(1)輸送帶跑偏(2)帶式輸送機(jī)的撒料(3)異常噪音(4)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)短軸(5)輸送帶打滑(6)輸送帶壽命短(7)帶式輸送機(jī)凸弧段及凹弧段曲率半徑對(duì)輸送帶機(jī)托輥的影響(8)托管運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活(9)托輥損壞(10)機(jī)頭堆煤(11)輸送機(jī)火災(zāi)針對(duì)上述故障，需要專門的保護(hù)系統(tǒng)來(lái)預(yù)防和監(jiān)測(cè)故障的發(fā)生，從而使帶式輸送機(jī)能夠安全平穩(wěn)的運(yùn)行。對(duì)于上述的大部分故障，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品來(lái)對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行保護(hù)。如由兗州科欣機(jī)電設(shè)備制造有限公司生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置，可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)打滑、超溫、灑水、堆煤、急停、跑偏、撕裂、煙霧等基本保護(hù)。用先進(jìn)的以太網(wǎng)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)打滑（超速）、跑偏、斷帶、堆煤（堵塞）、滿倉(cāng)、超溫、灑水、煙霧等多項(xiàng)保護(hù)外，還可以顯示帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)工況參數(shù)、設(shè)備故障狀態(tài)等。但是，對(duì)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(lái)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。雖然先后出現(xiàn)了不少監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)，但都存在著不同程度的問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)研制帶式輸送機(jī)實(shí)時(shí)工況監(jiān)測(cè)與綜合保護(hù)系統(tǒng)，以便及時(shí)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(kāi)發(fā)鋼繩芯帶式輸送機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與保護(hù)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(tái)。系統(tǒng)通過(guò)獲取帶式輸送機(jī)的各類傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和比較然后得出對(duì)帶式輸送機(jī)故障的診斷和預(yù)報(bào)。