Комплекс автоматизированного управления конвейерами АУК-1М

 

  Комплекс автоматизированного  управления конвейерами АУК-1М предназначен для управления и контроля работы стационарных и полустационарных неразветвленных  конвейерных линий, которые состоят  из ленточных и скребковых конвейеров, эксплуатируемых в угольных шахтах, в том числе опасных по газу и пыли, при числе конвейеров в  линии до десяти. Комплекс может  применяться также для управления разветвленными конвейерными линиями  с числом ответвлений до трех, причем каждое из ответвлений руководствуется  как самостоятельная неразветвленная  конвейерная линия. Комплекс выполняет 53 функции обеспечивая последовательный автоматический пуск конвейеров и остановку  конвейерной линии из какой-нибудь точки по его длине, а также  при сходе ленты; контроль скорости движения ленты и запуска конвейерной  линии во времени; блокировку и сигнализацию о работе конвейерной линии. Данная аппаратура широко применяется на шахтах, выполняет все требования, предлагаемые к локальным средствам автоматизации  конвейерных линий, и зарекомендовала  себя как надежная аппаратура. [5]. Структурная  схема аппаратуры приведена на рис.3.

Рисунок 1 – Структурная  схема аппаратуры АУК.1М    

Целесообразным считаем  в качестве базовой аппаратуры принять  АУК-1М, которая позволяет решить большинство проблем связанных  с автоматизацией работы конвейерних  линий. Следовательно работу разрабатываемого устройства должны интегрировать с  работой АУК-1М.    

Ниже рассмотрим другие устройства контроля работы и защиты ленточных  конвейеров, которые целесообразно  употреблять вместе с АУК-1М.    

Унифицированное устройство УКПС предназначено для контроля работы и защиты от перегрузок ленточных  конвейеров с номинальными скоростями движения ленты от 1 до 5 м/с в шахтах, опасных по газу и пыли. Данное устройство применяется, как правило, для бремсберговых  конвейеров и основной функцией является отключение привода конвейера при  аварийных режимах работы, вызванных  появлением проскальзывания ленты, равного 18 % или -7 % (знак "-" свидетельствует  о том, что лента по скорости опережает  приводной барабан, что характерно для бремсберговых конвейеров), снижением  скорости ленты до 0,75 Vн привода  до 0,88 Vн, превышением лентой скорости 1,08 Vн. Применение аппаратуры АУК.1М  не дает возможности контролировать проскальзывание конвейерной ленты, поэтому эти устройства необходимо использовать вместе. Работает вместе с датчиками скорости ДКС, БКВ  и ДМ-2М [5].    

Аппаратура УКПС контролирует величину проскальзывания ленты  и при достижении данной величины определенного уровня дает команду  на отключение конвеера. Управляющее  действие на натяжную станцию генерируется только на начальной стадии проскальзывания  и не генерируется при продолжении  развития этого процесса. Это связано  с тем, что существующие средства измерения не способны определять силу натяжения ленты в самом опасном  ее участке, и, как следствие, не могут  регулировать величину проскальзывания  ленты.    

Устройство УКИ предназначено  для аварийного отключения конвейера  при срабатывании кабель-тросовых выключателей или датчиков контроля схода ленты с автоматическим представлением на блоке индикации следующей информации: об отключенном выключателе и его номере; о наличии к. з. в линии связи выключателей и датчиков; об аварийном состоянии натяжения ленты; о номере поврежденного участка кабеля. Как правило, данное устройство применяется вместе с аппаратурой АУК на магистральных конвейерных линиях длиной свыше 1000 м, оборудованных автоматической натяжной станцией. Применение устройства УКИ позволит расширить информацию о состоянии средств контроля на конвейерном транспорте, функции телемеханики устройства по передаче номера выключателя, который сработал или датчика в линии аварийного отключения резко сократит время поиска неисправности и простоя конвеерной линии [5].    

Устройство УСТ предназначено  для обеспечения предупредительной, аварийной и кодовой звуковой сигнализации, а также для дуплексной телефонной связи с аппаратурой  АУК или другими устройствами, расположенными вдоль шахтных конвейеров большой длины. Данное устройство также  должно употребляться для автоматизации  конвейерной линии [5].    

Кроме того, очень распространенными  являются электромеханические реле скорости и реле пробуксовки. Для  получения информации о скорости ленты шахтных ленточных конвейеров в настоящее время используют тахогенераторный датчик ДКС и датчик бесконтактного контроля вращения БКВ. Электрические параметры датчика  ДКС практически не отличаются от данных заменяемового тахогенераторного  датчика скорости УПДС-2. Датчик БКВ  выполнен на базе использования информационного  сигнала в виде импульсной последовательности определенной частоты [5].    

Поскольку одним из главных  контролируемых параметров является температура  привидного барабана ленточного конвейера, то целесообразным является рассмотреть  существующие на данный момент решения  температурных защит технологических  установок.    

Аппаратура контроля температуры  приводных барабанов АКТЛ - 1 на сегодняшний  день является единственной в данном роде [6], [7]. Аппаратура предназначена для контроля обечайки нефутерованого приводного барабана ленточного конвейера с целью защиты ленты от загорания при пробуксовке. Контроль осуществляется как в процессе вращения так и при неподвижном состоянии барабана.    

В состав аппаратуры АКТЛ-1 входят стабилизированный источник питания, высокочастотный генератор сигналов, термодатчик, узел приема - передачи сигналов и блок сигнализации. Схема внешних  соединений аппаратуры приведена на риснке 2.

Рисунок 2 – Схема внешних  соединений аппаратуры АКТЛ-1    

Данным вопросом на нашей  кафедре занимались Лукьяненко С.А., Кулиш В.А., Жиляев А.В., Кремешная А.А..

3 ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ  ИНФОРМАЦИЯ    

Объектом исследования является магистральная конвейерная линия, которая состоит из двух и больше конвейеров (рис.3).

Рисунок 3 - Магистральная  конвейерная линия    

Для транспортировки горной массы по капитальным (главным) горизонтальным (1) и наклонных выработок (уклонов(2), бренсбергив(3)) и наклонным стволам  шахт выпускаются стационарные ленточные  конвейеры с лентой шириной 1000 и 1200 мм, созданные в соответствии с типоразмерным рядом.    

Это конвейеры большой  производительности, мощность привода  которых может быть от 500 до 1000 квт, ширина ленты составляет 1000 и 1200 мм Конструктивно от участковых конвейеров отличаются тем, что натяжное устройство ленты в них расположено в  конце конвейера. В приводах конвейеров применяются асинхронные двигатели  как с короткозамкненим так и  с фазным ротором. Конвейеры предназначены  для эксплуатации в выработках угольных и сланцевых шахт с углом установки  от -3 к +18 0, то есть могут устанавливаться  в горизонтальных и уклонных выработках. Именно на этих конвейерах зарегистрировано большое количество пожаров [3].    

Главной причиной возникновения  пожара конвейера являются пробуксовка  ленты конвейера, которое вызывает ее трение, следовательно одним из контролируемых параметром должна быть именно пробуксовка. Пробуксовка ленты  может быть в результате выработки  футеровки приводных барабанов  и при недостаточном натяжении  ленты, когда образуется ее «слабина». При пробуксовке теряется механическая связь ленты с барабаном, движение ленты может остановиться, тогда  как барабан продолжает вращаться, интенсивно стирая поверхность ленты  с образованием мелкодисперсных  фракций. Эти фракции и пыль оседают  внизу барабана, которые от трения нагреваются. Происходит нагревание мелкодисперсных частиц, что вызывает в начальной стадии тление, а затем и загорание при температуре 100-150 0С. Следовательно, также необходимо контролировать и температуру нагрева привидного барабана. Контролируемый диапазон измерения данного параметру должен составлять 20-90 0С [4].    

Таким образом, разрабатываемая  система должна отвечать следующим  требованиям:

• контролировать температуру приводного барабана ленточного конвейера;
• контролировать пробуксовку ленты конвейера;
• осуществлять соответствующие отключения и блокировки работы конвейера при возникновении опасности пожара;
• осуществлять соответствующие сигнализацию и индикацию температурного режима конвейера;
• интегрировать работу устройства с работой базовой аппаратуры автоматизации.

Рисунок 4 - Возгорание шахтного ленточного конвейера при пробуксовке  барабана 
(10 кадров, 10 циклов повторения)

ВЫВОДЫ    

 В результате данной  работы была рассмотрена краткая  характеристика возникновения пожаров  на конвейерных линиях, конвейерный  транспорт как объект автоматизации.  Проведен анализ аппаратур автоматизации  конвейерных линий и аппаратур  тепловой защиты ленточных конвейеров.     

 Произведен обзор существующих  решений по решению данного  вопроса, в основе которого  лежит постоянный дистанционный  контроль температуры приводного  барабана конвейера, как места  опаснейшего с точки зрения  пожара и регулирование усилия  натяжения ленты натяжной станцией  для предотвращения данной опасности.     

В дальнейшем данную систему  необходимо разработать на основе программируемого микроконтроллера, так как она  есть достаточно гибкая и существует возможность добавлять к ней  новые функции и подключать разные датчики. Это устройство автоматизации  будет работать в комплексе с  базовой аппаратурой автоматизации  АУК-1М.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1.Борьба с пожарами  на ленточных конвейерах в  шахтах. – М.: Углетехихдат, 1959

2.Автоматизация произвoдственных  процессов и АСУТП в горной  промышленности. В.А. Батицкий и  др. – М.: Недра, 1991

3.Справочник по автоматизации  шахтного конвейерного транспорта/ Стадник Н.И. и др. – К.: Техника, 1992

4.Взрывопожаробезопасность  горного оборудования/ С.П. Ткачу,  В.П. к – К.: 2000

5.Поскачей А.А. Оптико-электронные  системы измерения температуры  . – М.: Энергоатомиздат, 1991

6.Руководство по ревизии,  наладке и испытанию ленточных  конвейеров и конвейерных линий  угольных и сланцевых шахт. М.С.  Глухов и др. – М.: Недра, 1983

7.Эксплуатация шахтных  магистральных конвейеров. В.А. Чуланов  и др. – М.: Недра, 1985