CN103787044A

CN103787044A - 水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法

Info

Publication number: CN103787044A
Application number: CN201410046980.9A
Authority: CN
Inventors: 戴会超; 李成; 王煜; 别玉静; 陈勇
Original assignee: China Three Gorges Corp; China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges Corp; China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-02-11
Also published as: CN103787044B

Abstract

一种水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法，包括皮带输送机，在皮带输送机上设有重量传感器，在皮带输送机上还设有速度传感器，重量传感器和速度传感器与主计算机连接；主计算机与用于取出过载物料的取料器连接；所述的取料器的结构为：在皮带输送机的两侧设置侧架，至少一个取料大车活动安装在侧架上，取料大车可沿侧架移动，取料大车上设有移动伸缩臂，移动伸缩臂的底端设有取料装置，移动伸缩臂可沿取料大车移动，取料大车上还设有收集装置。本发明可以实现自动处理过载。且能够在装置失灵的情况下，启用应急过载报警装置临时监测过载情况，并报警。

Description

水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种皮带式运输机自动控制领域，特别是一种水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法。

背景技术

一般的皮带运输机的构造大体上可分为机头部分，包括电动机、减速机、主传动滚筒联轴器、机头架和连接装置；机身部分包括支撑架、上下托辊；机尾部分，包括机尾架、刮板、拉紧装置和机尾联接部分等组成。在皮带运输机长期的运行中出现过各种故障，人们根据长时间的研究，加强了对皮带运输机在运输过程中的保护，如：过载保护，堆料保护，打滑保护，跑偏保护，纵撕保护，超温洒水保护装置，形成了很多理论和处理办法。在此基础上，长距离皮带式运输机应用技术得到了很大的发展，如：建立与完善了距离长、高差大，工期紧、安装工作量大，安装精度要求高等综合难度极大情况下的隧洞内皮带机的安装技术与工艺体系。

但是在皮带式骨料运输机工作中遇到的诸多技术上的难题中，皮带运输机过载，如何自动化解除过载报警，如何解决在自动化设备（尤其是电脑设备）出现故障情况下预防皮带机过载功能，这些问题没有得到很好的解决。皮带机过载问题的原因在于：有时需要加快生产进度，由于操作不当使带式输送机在超负荷的状态下工作，或者由于天气湿度大造成的过载等，这样极易造成输送机事故发生。虽然防止皮带运输机过载的技术已有了很大的发展，能够根据皮带运输机检测到的重量自动调节给料机的速度，但是皮带运输机过载的现象仍频繁发生。皮带运输机过载危害很大，如皮带运输机严重过载，皮带运输机的导料槽挡料橡胶裙板损坏，导料槽处钢板设计时距皮带较远橡胶裙板比较长，使物料冲出导料槽。当物料量较大时，皮带经常出现打滑、跳停的现象，特别是阴雨潮湿天气时或生产有波动，物料流量不稳的时候尤为严重。并且，随着技术的不断发展，电脑设备的发展突飞猛进，日益趋向自动化和智能化，但是在精密的电脑设备或一些智能部件上衔接部位增多了，也会增加设备出现故障的机率。一旦主电脑在皮带运输机运输物料的过程中发生故障，如无法启动，反映过慢，指令无法到达子部件，就会对皮带运输机过载情况漏判，其后果也会非常严重，由此带到的皮带运输机运输故障率增多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法，可以实时处理过载故障，并在无法处理时实现报警。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，包括皮带输送机，在皮带输送机上设有重量传感器，在皮带输送机上还设有速度传感器，重量传感器和速度传感器与主计算机连接；

主计算机与用于取出过载物料的取料器连接；

所述的取料器的结构为：在皮带输送机的两侧设置侧架，至少一个取料大车活动安装在侧架上，取料大车可沿侧架移动，取料大车上设有移动伸缩臂，移动伸缩臂的底端设有取料装置，移动伸缩臂可沿取料大车移动，取料大车上还设有收集装置。

所述的主计算机通过过载定位仪与取料器连接。

所述的取料器的初端，即靠近给料机的一端在重量传感器的正上方，初端至另一端的距离为最大刹机距离；

所述的最大刹机距离为皮带输送机制动后，从以最高速度运行到停止的最大移动距离。

所述的主计算机还通过给料控制仪与给料机连接。

所述的主计算机还与过载报警装置电连接；

所述的过载报警装置的结构为：第一衔铁设有第一弹簧，第二衔铁上设有第二弹簧，第一衔铁上设有第一动触头，用于连通串联有第一报警装置的回路；

第二衔铁上设有第二动触头用于连通串联有第二报警装置的回路；

第一弹簧的弹性系数小于第二弹簧的弹性系数；

用于驱动第一衔铁和第二衔铁的电磁线圈回路中串联有电阻和第三开关，电阻还与第四开关并联，第三开关和第四开关与主计算机连接。

一种采用上述的系统对皮带式运输机进行过载处理的方法，包括以下步骤：

重量传感器采集到的重量数据经数模转换、放大后送入主计算机，与速度传感器的速度数据一起形成实际荷载随时间变化曲线，再与预设的理想荷载随时间的变化曲线进行比较，得到过载荷载随时间变化曲线，当出现过载，即得到过载信号；

主计算机控制皮带输送机停机，

当主计算机将过载信号发送至过载定位仪，过载定位仪对皮带运输机传送速度在过载时间上的积分进行运算，确定过载的区域，过载定位仪通过无线方式将过载区域的位置发送至取料器，取料器移动至过载区域，通过移动伸缩臂和取料装置将过载物料转移至收集装置；

通过上述步骤实现对皮带式运输机的过载处理。

所述的取料大车有多个，在各个的取料装置上设有GPS定位装置，以定位取料装置的位置，以使各个取料装置就近移动至过载区域。

对理想荷载随时间的变化曲线设定一个变化区间，高于下限值达到设定的百分比时，主计算机即发送信号至给料控制仪，给料控制仪控制给料机减少供料；

低于下限值达到设定的百分比时，主计算机即发送信号至给料控制仪，给料控制仪控制给料机增加供料；

高于上限值时，发送过载信号。

当取料器和停机保护失灵，过载信号继续增大，当达到设定的第一保护阀值时，主计算机中独立的控制芯片控制第三开关闭合，电磁线圈得电，第一衔铁克服第一弹簧，使第一动触头与第一静触头接触，第一报警装置得电报警；

当过载信号继续增大，当达到设定的第二保护阀值时，主计算机中独立的控制芯片控制第四开关闭合，通过电磁线圈的电流增加，第二衔铁克服第二弹簧，使第二动触头与第二静触头接触，第二报警装置得电报警。

第一弹簧的弹性系数为第二弹簧的弹性系数的85~95%。

本发明提供的是一种水电工程皮带式运输机过载处理系统及方法，主计算机可以显示皮带输送机上荷载和皮带输送机转动速度与时间的变化曲线，通过过载定位仪利用积分法算出过载区域并利用物联网技术将计算结果传输给取料器，取料器根据GPS精准定位，快速移动到最近的过载位置，将过载的物料转移到收集装置，从而实现自动处理过载。且能够在装置失灵的情况下，启用应急过载报警装置临时监测过载情况，并报警。本发明功能完备，提供的过载信息全面，能够满足各级皮带运输机项目管理人员分析和管理需求，显著提高皮带运输机的使用寿命和最大的运输量，并能够显著提高判断不同过载情况的及时性、准确性和科学性。其次，本发明能大幅度提高工作的效率，与人工方法相比，大大缩短了施工决策时间，尤其是使用本发明对快速评审承包商提交的季度计划、月计划和年计划起到积极作用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中取料器的结构示意图。

图3为本发明中过载报警装置的结构示意图。

图中：皮带输送机1，第一电源2，第一开关3，重量传感器4，电磁线圈5，第一弹簧6，第二弹簧6'，第一衔铁7，第二衔铁7'，第一动触头8，第二动触头8'，第一静触头9，第二静触头9'，第一报警装置10，第二报警装置10'，第一报警电源11，第二报警电源11'，机座12，电阻13，取料器14，主计算机15，托辊16，放大电路17，数模转换18，速度传感器19，给料控制仪20，过载定位仪21，计算机故障检测仪22，给料机23，第二开关24，侧架25，移动伸缩臂26，顶板27，取料装置28，收集装置29，取料大车30，第三开关31，第四开关31'。

具体实施方式

实施例1：

如图1中所示，一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，包括皮带输送机1，在皮带输送机1上设有重量传感器4，在皮带输送机1上还设有速度传感器19，重量传感器4和速度传感器19与主计算机15连接；所述的重量传感器采用电阻应变式传感器，其中重量传感器与放大电路17连接，放大电路17与数模转换18连接，数模转换18与主计算机15连接，本例中的数模转换18采用AC1057型通用A/D板。

主计算机15与用于取出过载物料的取料器14连接；

如图2中所示，所述的取料器14的结构为：在皮带输送机1的两侧设置侧架25，至少一个取料大车30活动安装在侧架25上，取料大车30可沿侧架25移动，取料大车30上设有移动伸缩臂26，移动伸缩臂26的底端设有取料装置28，移动伸缩臂26可沿取料大车30移动，取料大车30上还设有收集装置29。可滑动的取料大车30和移动伸缩臂26的结构为现有技术中常用的，其具体结构，这里不再赘述。

所述的主计算机15通过过载定位仪21与取料器14连接。

所述的取料器14的初端，即靠近给料机23的一端在重量传感器4的正上方，初端至另一端的距离为最大刹机距离；由此结构，使其上的取料大车30可以移动到物料过载位置。

所述的最大刹机距离为皮带输送机1制动后，从以最高速度运行到停止的最大移动距离。

所述的主计算机15还通过给料控制仪20与给料机23连接。优选的，给料机控制仪采用变频控制仪。以控制给料量。

优选的，所述的主计算机15还与过载报警装置电连接；以在系统的部分功能失效后，仍可发送报警信息。

所述的过载报警装置的结构为：第一衔铁7设有第一弹簧6，第二衔铁7'上设有第二弹簧6'，第一衔铁7上设有第一动触头8，用于连通串联有第一报警装置10的回路；本例中采用的第一报警装置10为报警灯。

第二衔铁7'上设有第二动触头8'用于连通串联有第二报警装置10'的回路；本例中采用的第二报警装置10'为报警喇叭。

第一弹簧6的弹性系数小于第二弹簧6'的弹性系数；

用于驱动第一衔铁7和第二衔铁7'的电磁线圈5回路中串联有电阻13和第三开关31，电阻13还与第四开关31'并联，第三开关31和第四开关31'与主计算机15连接。由此结构，可以根据不同的过载情况，提供不同的报警信号。

实施例2：

一种采用上述实施例的系统对皮带式运输机进行过载处理的方法，包括以下步骤：

重量传感器4采集到的重量数据经数模转换、放大后送入主计算机15，与速度传感器19的速度数据一起形成实际荷载随时间变化曲线，再与预设的理想荷载随时间的变化曲线进行比较，得到过载荷载随时间变化曲线，当出现过载，即得到过载信号；

主计算机15控制皮带输送机1停机，

当主计算机15将过载信号发送至过载定位仪21，过载定位仪21对皮带运输机1传送速度在过载时间上的积分进行运算，确定过载的区域，过载定位仪21通过无线方式将过载区域的位置发送至取料器14，取料器14移动至过载区域，通过移动伸缩臂26和取料装置28将过载物料转移至收集装置29；

通过上述步骤实现对皮带式运输机的过载处理。

所述的取料大车30有多个，在各个的取料装置28上设有GPS定位装置，以定位取料装置28的位置，以使各个取料装置28就近移动至过载区域。由此结构，便于提高过载处理的速度，以提高效率。

进一步优化的方案中，对理想荷载随时间的变化曲线设定一个变化区间，高于下限值达到设定的百分比时，例如高于20%时，主计算机15即发送信号至给料控制仪20，给料控制仪20控制给料机23减少供料；

低于下限值达到设定的百分比时，例如高于20%时，主计算机15即发送信号至给料控制仪20，给料控制仪20控制给料机23增加供料；优选的，给料机控制仪采用变频控制仪。

高于上限值时，发送过载信号。

如图3中所示，当取料器14和停机保护失灵，过载信号继续增大，当达到设定的第一保护阀值时，主计算机15中独立的控制芯片控制第三开关31闭合，电磁线圈5得电，第一衔铁7克服第一弹簧6，使第一动触头8与第一静触头9接触，第一报警装置10得电报警；当主计算机15的部分功能失效时，独立的控制芯片不会受到影响，仍可以根据重量传感器4的信号控制第三开关31和第四开关31'，而不用依赖主计算机15的CPU，从而确保高可靠性，即报警灯闪烁。

当过载信号继续增大，当达到设定的第二保护阀值时，主计算机15中独立的控制芯片控制第四开关31'闭合，因为第四开关31'绕过了电阻13，从而通过电磁线圈5的电流增加，第二衔铁7'克服第二弹簧6'，使第二动触头8'与第二静触头9'接触，第二报警装置10'得电报警，即报警喇叭报警。

优选的，第一弹簧6的弹性系数为第二弹簧6'的弹性系数的85~95%。

Claims

1.一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，包括皮带输送机（1），在皮带输送机（1）上设有重量传感器（4），其特征是：在皮带输送机（1）上还设有速度传感器（19），重量传感器（4）和速度传感器（19）与主计算机（15）连接；

主计算机（15）与用于取出过载物料的取料器（14）连接；

所述的取料器（14）的结构为：在皮带输送机（1）的两侧设置侧架（25），至少一个取料大车（30）活动安装在侧架（25）上，取料大车（30）可沿侧架（25）移动，取料大车（30）上设有移动伸缩臂（26），移动伸缩臂（26）的底端设有取料装置（28），移动伸缩臂（26）可沿取料大车（30）移动，取料大车（30）上还设有收集装置（29）。

2.根据权利要求1所述的一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，其特征是：所述的主计算机（15）通过过载定位仪（21）与取料器（14）连接。

3.根据权利要求2所述的一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，其特征是：所述的取料器（14）的初端，即靠近给料机（23）的一端在重量传感器（4）的正上方，初端至另一端的距离为最大刹机距离；

所述的最大刹机距离为皮带输送机（1）制动后，从以最高速度运行到停止的最大移动距离。

4.根据权利要求1所述的一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，其特征是：所述的主计算机（15）还通过给料控制仪（20）与给料机（23）连接。

5.根据权利要求1所述的一种水电工程皮带式运输机过载处理系统，其特征是：所述的主计算机（15）还与过载报警装置电连接；

所述的过载报警装置的结构为：第一衔铁（7）设有第一弹簧（6），第二衔铁（7'）上设有第二弹簧（6'），第一衔铁（7）上设有第一动触头（8），用于连通串联有第一报警装置（10）的回路；

第二衔铁（7'）上设有第二动触头（8'）用于连通串联有第二报警装置（10'）的回路；

第一弹簧（6）的弹性系数小于第二弹簧（6'）的弹性系数；

用于驱动第一衔铁（7）和第二衔铁（7'）的电磁线圈（5）回路中串联有电阻（13）和第三开关（31），电阻（13）还与第四开关（31'）并联，第三开关（31）和第四开关（31'）与主计算机（15）连接。

6.一种采用权利要求1~5任一项所述的系统对皮带式运输机进行过载处理的方法，其特征是包括以下步骤：

重量传感器（4）采集到的重量数据经数模转换、放大后送入主计算机（15），与速度传感器（19）的速度数据一起形成实际荷载随时间变化曲线，再与预设的理想荷载随时间的变化曲线进行比较，得到过载荷载随时间变化曲线，当出现过载，即得到过载信号；

主计算机（15）控制皮带输送机（1）停机，

当主计算机（15）将过载信号发送至过载定位仪（21），过载定位仪（21）对皮带运输机（1）传送速度在过载时间上的积分进行运算，确定过载的区域，过载定位仪（21）通过无线方式将过载区域的位置发送至取料器（14），取料器（14）移动至过载区域，通过移动伸缩臂（26）和取料装置（28）将过载物料转移至收集装置（29）；

通过上述步骤实现对皮带式运输机的过载处理。

7.根据权利要求6所述的一种行过载处理的方法，其特征是：所述的取料大车（30）有多个，在各个的取料装置（28）上设有GPS定位装置，以定位取料装置（28）的位置，以使各个取料装置（28）就近移动至过载区域。

8.根据权利要求6所述的一种行过载处理的方法，其特征是：对理想荷载随时间的变化曲线设定一个变化区间，高于下限值达到设定的百分比时，主计算机（15）即发送信号至给料控制仪（20），给料控制仪（20）控制给料机（23）减少供料；

低于下限值达到设定的百分比时，主计算机（15）即发送信号至给料控制仪（20），给料控制仪（20）控制给料机（23）增加供料；

高于上限值时，发送过载信号。

9.根据权利要求6所述的一种行过载处理的方法，其特征是：当取料器（14）和停机保护失灵，过载信号继续增大，当达到设定的第一保护阀值时，主计算机（15）中独立的控制芯片控制第三开关（31）闭合，电磁线圈（5）得电，第一衔铁（7）克服第一弹簧（6），使第一动触头（8）与第一静触头（9）接触，第一报警装置（10）得电报警；

当过载信号继续增大，当达到设定的第二保护阀值时，主计算机（15）中独立的控制芯片控制第四开关（31'）闭合，通过电磁线圈（5）的电流增加，第二衔铁（7'）克服第二弹簧（6'），使第二动触头（8'）与第二静触头（9'）接触，第二报警装置（10'）得电报警。

10.根据权利要求6所述的一种行过载处理的方法，其特征是：第一弹簧（6）的弹性系数为第二弹簧（6'）的弹性系数的85~95%。