闸间隙监控技术方案.doc

盘形闸闸间隙闸及闸盘偏摆全数字监控系统技 术 方 案北京。有限公司2011年 5月 1日一、 智能型闸间隙及闸盘偏摆监控：1 一般条款目前，由于计算机技术的飞速发展，自动化监控手段、科学完善的显示保护功能、非接触检测技术的成熟，闸间隙的全数字监控越来越成为矿山液压盘形闸闸间隙的主要监控手段。ABB、SIEMENS等国外矿山产品供应商早已摒弃了通过限位开关的接触式检测。国内矿山近两年来也纷纷采用非接触检测技术，对原来的闸保护系统进行改造，为了防止制动盘超温变形，对闸瓦及闸盘温度进行监视成为预防闸盘偏摆的必要措施。该产品能提前预警液压闸的工作状况，直观、明显，有效减轻了检修人员的劳动强度、降低了设备故障率及停机检修时间。从而大大提高了矿井提升机液压闸系统安全性、避免由于液压闸长期失修或闸检测开关被甩掉造成闸安全检测的盲点。提高了提升机的生产力，避免重大安全事故。公司吸收和采用了国外同行ABB的最新技术、结合国内多年的矿山经验，以及生产制造和现场运行经验而开发生产的该产品全数字产品，具有先进的自动化监控手段、科学完善的显示保护功能。为了保证矿用提升机液压制动系统的安全可靠运行,提出了一种基于PLC的液压制动系统的监护装置。该装置能够在线实时监测液压制动系统的工作状态,有利于及时发现和排除故障隐患,确保液压制动系统工作的安全可靠。 实践证明:该系统性能稳定、可靠性高、维护量小。工作了近20年的提升机只需要对其液压系统进行升级改造即可使整体性能基本达到目前国际先进水平。2、 使用条件2.1 环境条件 停机温度：-10 +50 运行温度：+10 +30 安装高度：1000米 相对湿度：95%，无凝露2.2 供电电源要求供电系统：低压供电系统。 低压电压：220V10% 单相交流 频 率：50Hz 2% 控制电源：24V DC 信号电源：24V DC传感器电源：24V DC 操作电源：24V DC和220V 1 AC2.3 系统接地要求柜体均设接地铜排或端子，并用15mm2电缆连接至接地极。接地电阻：1。3、设备型号规格、技术参数和说明设备型号规格：ZJK-06-0A02设备运行环境条件（1）安装地点： 地面提升机操作室；（2）环境温度： 环境温度-2050；运行温度-1540；（3）安装环境： 空气中不得有过量的粉尘、爆炸性气体以及酸、碱等腐蚀性介质；（4）允许振动频率：150Hz（5）安装倾斜度： 50（6）海拔高度： 不高于1500 m；（7）相对湿度： 95RH；（8）防护等级： 主控柜防护等级IP23满足相关标准（1）IEC 529 Protection Classes of Cases(IP code)；（2）IEC 1131/111 PLC Correlative norms；（3）IEC 68 Correlative tests;（4）IEC68-2-6 抗震动标准；（5）IEC68-2-27 抗冲击标准；（6）IEC 1175 Design of signals and connections；(7) IEC 801 Electro-magnetic radiation and anti-surge-interference；（8）IEC 870 Communication protocol；（9）IEC1000-4-2 EMC 抗干扰标准；（10）IEC1000-4-3 EMC 抗干扰标准；（11）IEC1000-4-4 EMC 抗干扰标准；（12）IEC1000-4-5 EMC 抗干扰标准；（13）IEC1800-3 EMC传导及辐射干扰标准；（14）EN50082-2 工业环境的一般标准；（15）IEEE519 电气和电子工程师学会；（16）NFPA 70 State Electrical Appliance Code；（17）NFPA 78 Specifications to protect from thunder；（18）OCMA NWGIREV2 Noise Level Norms；（19）ISO/IEC 11801 International electrical wiring；（20）NEMA American National Electrical Manufacture Association； 技术参数和说明系统组成 本系统主要包括硬件部分和软件部分硬件部分 硬件部分由主控设备和信号输入、输出设备组成主控设备图1 监控平台 如图1 主要完成信号的处理、系统应用软件的运行以及人机交互功能。 本系统由控制柜和各传感器组成。控制柜包括FATAK FBS系列 PLC CPU ,数字量输入输出模块、模拟量输入模块、PLC电源、DC 24V电源、通讯信号转换器，微型断路器、接线端子，熔断器等。传感器包括18个位移传感器， 1个压力传感器。控制柜 AC 220V来自外接电源系统，传感器DC 24V电源由本柜内自有AC/DC提供。 详细布置见图纸和配件清单。 检测单元： 检测单元包括高精度位移传感器、温度传感器、压力传感器等。 高精度位移传感器特点： 该位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属的影响，功耗低、寿命长，可使用于各种恶劣环境。 技术数据： 工作电压范围 1530VDC； 非线性度 2%; 极限频率 90Hz； 静态电流 20mA； 重复精度 15m； 壳体材质 不锈钢； 允许最大负载电流 10 mA；防护等级 IP67 正常工作条件：工作温度2570； 相对湿度 90（25时）； 海拔高度 2000m ； 感受面不应受到冲击和碰撞技术特点1、 界面友好，易于操作；2、 触摸屏交互，方便快捷；3、 采集速度，实时高效；4、 工业级CPU，可靠性强；5、 安全隔离，抗干扰能力强；6、 高集成化设计，智能化程度高；7、 工业级硬件选择，适于矿山环境；8、 模块化结构，便于维护； 9、 插件式设计，便于安装。软件部分 软件部分包括监控系统软件和人机界面（HMI）两部分 监控系统软件部分： 具有独立自主产权的监控软件，是我公司借鉴国外ABB、西门子、SIEMAG及INCO等世界同行业的知名厂家的优点，结合我们对煤炭行业的实际经验，参考煤炭行业各用户的意见完成开发并实际应用。软件采用模块化结构，易于扩展；友好的界面，方便操作。 软件组成模块结构图：开始系统初始化主菜单功能选择自学习检修运行 运行检测分析判断报警输出弹簧疲劳；闸瓦磨损；闸间隙一致性；制动力矩；。闸间隙油压温度闸盘偏摆。故障的报警运行功能模块结构图： 智能闸间隙闸偏摆监控系统能满足以下要求：1) 为了防止闸盘偏摆趋势的扩大，闸盘超温检测显示并报警成为预防和阻止闸盘偏摆的必要措施。超出闸盘工作区温度分为三种情况：安全区，临界区，危险区。在安全区信号提示为蜂鸣，预警提示需要检修。在临界区显示并声光报警即一次提升结束后，不允许再次提升，直至事故解除。在危险区时声光报警，事故信号进入安全回路，也可以根据生产的实际情况进行人为选择2) 将绞车运行的偏摆因素考虑进绞车运行时在线闸间隙检测内容，3) 将闸瓦弹性考虑进闸间隙检测内容，将闸瓦打开时塞尺无法检测的的弹性间隙加入检测内容，弹性间隙指闸皮长时间动作松动后和液压托盘产生了弹性间隙。4) 敞闸瞬间油压的检测及弹簧疲劳程度显示5) 闸瓦磨损声音报警和故障输出6) 闸瓦贴闸盘空动时间的检测7) 闸间隙棒型图：可以提供每对闸运行过程中开合大小的图形显示8) 提供提升机全行程闸保护：闸间隙和油压全程监控并纪录数据9) 闸间隙大小数字显示：可以提供每对闸运行过程中开合大小的数字量化显示10) 跳闸继电故障：硬件设备检测，跳闸继电器拒绝动作11) 闸间隙一致性显示：可以提供每对闸运行过程中开合的一致性比较12) 实时提供运行、停车时，弹簧、闸瓦、闸间隙三个目标的状态。当液压闸在运行中发生故障时，监控系统可以直观发现，而不必像机械监控开关那样，必须等到运行终了时才发现，机械监控开关的动作只是误动作，或者是液压闸确实发生了故障，对继续运行造成巨大障碍。而闸间隙监控系统能直观的提前一周或几天预知闸的性能及液压的近况，在检修期间就可排除故障。提高了提升机的安全性，及开工率，避免了安全隐患，增加了经济效益13) 历史数据记录和查询：技术人员可以通过该功能查询某一时间闸运行及检修的技术数据，方便对闸的使用状况了解；14) 施闸时工作闸未全闭合报警并输出15) 敞闸时工作闸未全打开报警并输出16) 提供闸皮长期磨损是否倾斜严重的报警提示17) 闸瓦贴闸盘时瞬间的油压压力显示并纪录18) 液压站压力监测，超压报警19) 紧闸后，油压压力值（残压）显示并纪录，提供参数界面设置残压安全报警边界20) 敞闸或施闸时的油压压力显示，动态油压数字显示，动态油压曲线显示21) 对所有进入安全回路的故障信号设有旁路功能，可以人为进行选择4、操作触摸屏的特点及性能4.1 操作触摸屏：主要有三大功能1、监控器参数设定：完成监控器所有闸监控参数设定，并附有简单中文操作说明。用户不必接触PLC程序。2、运行参数显示：闸系统运行时，监控器显示各种运行参数。如：闸间隙、闸间隙趋势、安全边界等。3、各种报警：当闸监控系统出现故障时，显示各种故障信息和故障时间及原因。自身出现故障时，显示自检结果。4、外部接口：可有多种方式选择，通讯方式、连线方式。5、先进的智能控制：电子闸间隙监控器，采用了专家智能控制。电子监控器开始运行时，闸系统只要按实际情况运行一个行程后，电子监控器即可自动记录下提升机有关重要的运行参数，并保存在知识库中。以后闸系统每次运行时，专家控制系统自动根据知识库中的有关数据进行推理，判断并根据提升机液压闸规程规范、和适当的误差范围，作为保护动作的依据，从而既保障了安全性，也防止了各种由于干扰而产生的误动作。6、快速性：除了采用先进的硬件设备提高运算速度外，简化程序和应用先进的算法，则是提高运算的关键。电子监控器的整个程序多达18k字节，但最大运算周期小于9ms。4.2 触摸屏操作说明：（见使用说明书）1、提供说明书手册及电子版光盘；2、主要器件电子版说明书。4.3 软件功能介绍： 监控软件包括数据处理功能、数据分析功能、过程量显示功能、专家智能判断功能、状态实时显示功能、历史记录查询功能、分级管理功能、运行状态显示功能、报表打印等。l 数据处理功能 对采集进来的实时数据进行处理；l 数据分析功能 分析现场数据，确定数据的准确性；l 运行状态显示 显示闸的各种参数实际运行值；l 专家职能判断功能 运行状态时：运用采集的实际现场数据，通过专家判断功能，分析判断弹簧的状态、闸盘偏摆量、闸间隙一致性、闸瓦磨损情况、制动力矩等； 自学习状态时：自动分析记录闸的实际参数，并作为运行状态时运行参数的分析判断依据。l 分级管理功能 此功能主要为管理功能而设计，对整个系统分为两级管理：操作人员级和工程师级，方便管理和维护；l 历史记录查询功能 可以选时查询某段时间闸运行状态的历史记录；有利于发生事故后事故原因的查找和分析判断l 报表打印功能 打印故障报表、运行报表、维修记录等。 触摸屏部分： 触摸屏（HMI）主要完成操作人员和工程师对系统数据和实时过程的查询、监视、参数设定的应用，以及通过触摸屏访问该系统的所有菜单，实现人机交互功能。5、闸间隙闸盘偏摆全数字监控系统设计、制造、安装、调试、环保验收等方面采取的技术和组织措施设计、制造 我们完全按照煤炭一般电气设备的设计规范和设计标准，按照EN50082-2（工业环境的一般标准）、EMC 抗干扰标准、IEC68-2-6 （抗震动标准）、IEC 529 Protection Classes of Cases(IP code)等标准设计制造；安装、调试 合同签订货到后，我们与客户联系确定安装时间，我们组织技术工程师人员到现场安装指导，相关调试由我公司负责，安装（传感器，油路接口等）过程中需要客户配合。技术服务 我公司负责全套设备的维修，保修期限为设备投运后12 个月。如设备异常缺陷，技术人员保证在48 小时内到达用户现场。保修期内免费更换及处理。技术培训 我公司对客户实行售前、售中、售后三个方面的全程跟踪培训，培训范围从短时技术指导到全面的系统培训，来满足各种特殊的需求。序号用户名称项目内容数量(台)运行情况1汾西矿业集团紫金煤矿主皮带制动闸间隙全数字监控系统1运行良好效果满意2安徽铜都铜业股份有限公司冬瓜山铜矿主/副井提升机闸间隙全数字监控系统4运行良好效果满意3甘肃华亭煤电股份公司华亭煤矿主/副井提升